JPS61173303A - 位置決め装置 - Google Patents
位置決め装置Info
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- JPS61173303A JPS61173303A JP1238885A JP1238885A JPS61173303A JP S61173303 A JPS61173303 A JP S61173303A JP 1238885 A JP1238885 A JP 1238885A JP 1238885 A JP1238885 A JP 1238885A JP S61173303 A JPS61173303 A JP S61173303A
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- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/41—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
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- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は学習制御による位置決め装置に係り、特に定点
から定点への制御及び軌道の制御に好適な位置決め装置
に関するものである。
から定点への制御及び軌道の制御に好適な位置決め装置
に関するものである。
位置決めにおいて、制御系に最適なゲインを学習決定す
る方式については、例えば特開昭５４−１４００６９号
公報に記載されているような例があるが、この例は、減
速点から停止点迄の時間を測定し、時間変化量を学習し
減速点の再設定を行なっていくものである。また、他の
例として特開昭５５−１５００１４号公報に記載のもの
があるが、これは定電圧盤の速度制御系を備えた電動機
によシ機械位置を制御する位置制御装置において、目標
位置からの流れ量を学習し、モーターの減速点を設定す
るものである０、これらの例はいずれも学習制御にもと
づいて修正量を求め、これを直接位置制御目標として出
力する点については配慮されていないものであった。
る方式については、例えば特開昭５４−１４００６９号
公報に記載されているような例があるが、この例は、減
速点から停止点迄の時間を測定し、時間変化量を学習し
減速点の再設定を行なっていくものである。また、他の
例として特開昭５５−１５００１４号公報に記載のもの
があるが、これは定電圧盤の速度制御系を備えた電動機
によシ機械位置を制御する位置制御装置において、目標
位置からの流れ量を学習し、モーターの減速点を設定す
るものである０、これらの例はいずれも学習制御にもと
づいて修正量を求め、これを直接位置制御目標として出
力する点については配慮されていないものであった。
本発明の目的は、制御対象の物理的パラメータが未知で
あっても、最終的に好ましい制御方式を習得する適応能
力のある位置決め装置を得ることにある。
あっても、最終的に好ましい制御方式を習得する適応能
力のある位置決め装置を得ることにある。
本発明は、物理的パラメータが未知の制御対象の制御則
を体系化して、学習を効率良く行ない、より短時間に最
適値が求まるようにしたものである。
を体系化して、学習を効率良く行ない、より短時間に最
適値が求まるようにしたものである。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
まず、本発明の詳細な説明に先立って、本発明の制御内
容を第１図を用いて説明する。
容を第１図を用いて説明する。
本発明は、学習に至るまでに制御システムの特性が把握
されている段階に応じて、２段階の過程を経させるよう
にした。
されている段階に応じて、２段階の過程を経させるよう
にした。
すなわち、第１段階は最適ゲインを把握する段階である
。この最適ゲインとは、通常の制御の概念とは異って学
習制御位置決めに最適なゲインという意味であシ、ゲイ
ンを高くすることによシ精度を上げるという方向ではな
い。むしろ、ゲインを下げ定常偏差が残っても、安定で
あれば良いという考え方である。つまり、制御系のゲイ
ンが高いとオーバーシュートし収束点がバラツキ易い結
果となるが、低めのゲインであれば安定な系となシ定常
位置偏差が残る。この位置偏差は後の学習によシ十分補
正できるので問題にならない。第１段階ではこのように
、学習機能が十分に発揮できる制御系のゲインを選択す
る。次に、第２段階は学習補正に用いる式の係数を求め
る段階である。
。この最適ゲインとは、通常の制御の概念とは異って学
習制御位置決めに最適なゲインという意味であシ、ゲイ
ンを高くすることによシ精度を上げるという方向ではな
い。むしろ、ゲインを下げ定常偏差が残っても、安定で
あれば良いという考え方である。つまり、制御系のゲイ
ンが高いとオーバーシュートし収束点がバラツキ易い結
果となるが、低めのゲインであれば安定な系となシ定常
位置偏差が残る。この位置偏差は後の学習によシ十分補
正できるので問題にならない。第１段階ではこのように
、学習機能が十分に発揮できる制御系のゲインを選択す
る。次に、第２段階は学習補正に用いる式の係数を求め
る段階である。
第３段階は学習補正する段階である。
上述した本発明の制御内容にもとづいて、本発明の装置
℃一実施例を第２図を用いて説明する。
℃一実施例を第２図を用いて説明する。
本発明の装置は、制御系のゲインを変る制御装置１と、
モーター、減速機よりなる位置決め機構２と、検出装ｆ
３とマイクロコンピュータ４とによシ構成される。第２
図において、位置決め結果ｆ。
モーター、減速機よりなる位置決め機構２と、検出装ｆ
３とマイクロコンピュータ４とによシ構成される。第２
図において、位置決め結果ｆ。
の学習補正はマイクロコンピュータ４によシ次式％式％
ｆ、：位置決め結果の線形荷重平均値
α ：平滑係数（０（α（１）
位置決め目標ＳＳに対し、学習結果に基づく制御上の目
標指令８８１、修正量ＤＳＩは、ＤＳ１＝ｋ （８８−
ｆ、） ・旧・・・・・（２）ＳＳ１＝８８＋
ＤＳ１ ・旧・・・・・
（３ンで表わされる。ここにに：修正係数 本発明による学習制御の精度は、この修正量が如何に正
確に求まるかによシ決まる。したがって、（２）式にお
ける修正係数に１および平均値７．の値はとりわけ重要
である。ｆ、は位置決め結果を学習補正したものであり
、停止位置の傾向を把握しようというものである。この
平滑係数ｆ、を求める際のαは、大きすぎると、その都
度のデータに影響され、ｆ、の平滑化ができなくなシ、
小さすぎるとｆ、の変化に対応できない。
標指令８８１、修正量ＤＳＩは、ＤＳ１＝ｋ （８８−
ｆ、） ・旧・・・・・（２）ＳＳ１＝８８＋
ＤＳ１ ・旧・・・・・
（３ンで表わされる。ここにに：修正係数 本発明による学習制御の精度は、この修正量が如何に正
確に求まるかによシ決まる。したがって、（２）式にお
ける修正係数に１および平均値７．の値はとりわけ重要
である。ｆ、は位置決め結果を学習補正したものであり
、停止位置の傾向を把握しようというものである。この
平滑係数ｆ、を求める際のαは、大きすぎると、その都
度のデータに影響され、ｆ、の平滑化ができなくなシ、
小さすぎるとｆ、の変化に対応できない。
このように、修正量ＤＳＩを求める過程で太きな影響を
及ぼす。α、ｋについて、それぞれ試行の段階で予め推
定をし、値を求めておくのが本発明の第２段階の役割で
ある。本段階では、Ｎ回の試行を行ない、その単純平均
停止位置Ｘを求め、次に、 ＤＳ１＝８８−ｘ ・・・・・・・・・
（４）を仮の修正量Ｄ８１とし、かつ（１）式における
αを仮定して与えてやると、試行結果から（１）式のｆ
。
及ぼす。α、ｋについて、それぞれ試行の段階で予め推
定をし、値を求めておくのが本発明の第２段階の役割で
ある。本段階では、Ｎ回の試行を行ない、その単純平均
停止位置Ｘを求め、次に、 ＤＳ１＝８８−ｘ ・・・・・・・・・
（４）を仮の修正量Ｄ８１とし、かつ（１）式における
αを仮定して与えてやると、試行結果から（１）式のｆ
。
が求まる。ｆ、、Ｄ８１が求まると、（２）式よｆｉｋ
の値を求められる。すなわち本発明による制御は目標位
置からの停止のズレ量を大まかに把握し、α−にの関係
に着目し、αを仮定して与えることでαに対応したｋｌ
算出したものである。これによると、試行によシ得られ
た、仮の修正量を出力するようなα、ｋを定めであるの
で、第３段階の学習時位置決′め目標の許容精度内の結
果を得られる確率は高い。
の値を求められる。すなわち本発明による制御は目標位
置からの停止のズレ量を大まかに把握し、α−にの関係
に着目し、αを仮定して与えることでαに対応したｋｌ
算出したものである。これによると、試行によシ得られ
た、仮の修正量を出力するようなα、ｋを定めであるの
で、第３段階の学習時位置決′め目標の許容精度内の結
果を得られる確率は高い。
次に、第３段階は最終段の学習段階である。
１．２段階の過程でわかったことが本学習に結びつく。
既にα、にの値が推定されているため、学習開始の初回
に異常な値が出なければ、２回目に学習完了する確率は
大である。本段階は、１゜２段階で推定した値を用いて
、位置決め目標精度内に入る修正ｉｋヲ最終的に求める
仕上げの段階といえる。
に異常な値が出なければ、２回目に学習完了する確率は
大である。本段階は、１゜２段階で推定した値を用いて
、位置決め目標精度内に入る修正ｉｋヲ最終的に求める
仕上げの段階といえる。
本過程は、最初にも述べたように、制御対象の特性が未
知な場合の例であって、１，２段階は、すべての場合に
経る必要はない。特性把握の程度により、■或は■段階
からスタートしても良い。
知な場合の例であって、１，２段階は、すべての場合に
経る必要はない。特性把握の程度により、■或は■段階
からスタートしても良い。
このように体系化した手順によシ特性把握を進めれば、
試行錯誤的に係数を選択し学習するよシも、トータルの
時間を短かくすると共に、確実性のある値が把握できる
。ハード的に構成したサーボ系に、第３図に示すマイク
ロコンピュータシス、テムのプログラムを装備しておく
ことにより、位置決め作業の適応能力を付与することが
可能になる。
試行錯誤的に係数を選択し学習するよシも、トータルの
時間を短かくすると共に、確実性のある値が把握できる
。ハード的に構成したサーボ系に、第３図に示すマイク
ロコンピュータシス、テムのプログラムを装備しておく
ことにより、位置決め作業の適応能力を付与することが
可能になる。
前述したマイクロコンピュータ４には、第３図に示すよ
うにそれぞれ３檻のプログラムが用意されておシ、第１
図の７０−に示す手順で特性把握の程度により■〜■の
段階よジスタートするものとする。
うにそれぞれ３檻のプログラムが用意されておシ、第１
図の７０−に示す手順で特性把握の程度により■〜■の
段階よジスタートするものとする。
位置決めパターン数Ｎ、は、第４図に示すように、−フ
ルストローク間でｎ点の位置因め点があったとすると、 Ｎ、 ＝ｎ （ｎ−ｔ ＞ ・・・・・・・・
・（５）によシ求まる。第４図の場合ｎ ＝ ４である
ので、計１２の位置決めパターンとなる。つまシ、最終
的にはこのＮ、の数だけ学習を行ない、それぞれの位置
決めパターンにおける修正ｆａｔ−ａｍが求まっていれ
ば、定点間の位置決め制御はすべて可能となる。
ルストローク間でｎ点の位置因め点があったとすると、 Ｎ、 ＝ｎ （ｎ−ｔ ＞ ・・・・・・・・
・（５）によシ求まる。第４図の場合ｎ ＝ ４である
ので、計１２の位置決めパターンとなる。つまシ、最終
的にはこのＮ、の数だけ学習を行ない、それぞれの位置
決めパターンにおける修正ｆａｔ−ａｍが求まっていれ
ば、定点間の位置決め制御はすべて可能となる。
最適ゲインは第５図に示す決寛法で求める。最初に最小
のゲインを設定しておき、試行ごとにゲインを大きくし
目標パターンを出力する。パターン出力中は、目標点に
到達する過程の最大変位量ＦＦ１．、、’にとりこみ記
憶させておく。目標点に達すると位１を決め結果をとり
こみ、位置決め誤差Ｓを記憶して次の試行に移る。Ｎ回
の試行が終るとこれ迄の試行結果よ、！７Ｆ’Ｆ１．．
．．が小さく、かつεの小さいゲインＫＡを最適ゲイン
として決定する。
のゲインを設定しておき、試行ごとにゲインを大きくし
目標パターンを出力する。パターン出力中は、目標点に
到達する過程の最大変位量ＦＦ１．、、’にとりこみ記
憶させておく。目標点に達すると位１を決め結果をとり
こみ、位置決め誤差Ｓを記憶して次の試行に移る。Ｎ回
の試行が終るとこれ迄の試行結果よ、！７Ｆ’Ｆ１．．
．．が小さく、かつεの小さいゲインＫＡを最適ゲイン
として決定する。
最適ゲインが求まると、次に（１）、（２）式における
α、にの推定に移る。その手Ｊには第６図に示すとおり
である。学習なし試行をＮ回行ない、平均停止位置Ｘを
求め、仮の修正ｔＤ８１を定める。次にαの仮定値を入
力し、試行時１回目のデータから次回のｆ、を（１）式
よシ求め、（２）式からｋを求めれば、ＤＳｌの値を出
力するα、ｋが求まシ学習時に早く収れんする確率の高
い係数の設定が行なえる。この場合ｆ、は、−回目の試
行結果ｆ、から求めたが、試行時の位置決め結果ｆ１群
よシ度数分布を求めｆ、を決定しｆ、、ｋを算出すれば
より確度の高い係数推定ができる。
α、にの推定に移る。その手Ｊには第６図に示すとおり
である。学習なし試行をＮ回行ない、平均停止位置Ｘを
求め、仮の修正ｔＤ８１を定める。次にαの仮定値を入
力し、試行時１回目のデータから次回のｆ、を（１）式
よシ求め、（２）式からｋを求めれば、ＤＳｌの値を出
力するα、ｋが求まシ学習時に早く収れんする確率の高
い係数の設定が行なえる。この場合ｆ、は、−回目の試
行結果ｆ、から求めたが、試行時の位置決め結果ｆ１群
よシ度数分布を求めｆ、を決定しｆ、、ｋを算出すれば
より確度の高い係数推定ができる。
このように、推定段階で求まったα、ｋを用いて次に修
正量の学習に入る。フローチャートは第７図に示すとお
りである。目標パターンごとに本フローに基づいた学習
を行ない、位置決め目標精度ＳＤ以下に位置決め誤差が
納まれば学習完了とし、そうでなければ引続き学習を進
行させる。
正量の学習に入る。フローチャートは第７図に示すとお
りである。目標パターンごとに本フローに基づいた学習
を行ない、位置決め目標精度ＳＤ以下に位置決め誤差が
納まれば学習完了とし、そうでなければ引続き学習を進
行させる。
以上本実施例の手順を経ることにょシ、試行錯誤的要素
もある学習を体系化させ、短時間に確実な修正量の求ま
る学習制御装置を提供できる。
もある学習を体系化させ、短時間に確実な修正量の求ま
る学習制御装置を提供できる。
以上述べたように本発明によれば、
（１）制御対象モデルの数式化を必要としないで、簡便
な高精度位置決めを可能にする。
な高精度位置決めを可能にする。
（２）低剛性及び摩擦やガタの大きい制御対象など、通
常の制御法では不可能な高精度位置決めを可能にする。
常の制御法では不可能な高精度位置決めを可能にする。
（３）モーター、アンプ等のハード的な高精度化により
、位置決め精度アップをはかつてきた従来の方法に対し
、ハード部の高性能化が不要な本方式は、位置決め装置
全体のコストダウンを実現できる。
、位置決め精度アップをはかつてきた従来の方法に対し
、ハード部の高性能化が不要な本方式は、位置決め装置
全体のコストダウンを実現できる。
等の効果が得られる。
第１図は本発明の位置決め装置のアルゴリ゛ズムの構成
を示す図、第２図は本発明の装置の位置決め機能ブロッ
ク図、第３図は本発明の装置を構成スルマイクロコンピ
ュータのソフト構成を示す図、第４図は本発明による位
置決め点と位置決めパターンの関係を示す表図、第５図
は本発明における最適ゲイン決定プログラムの７０−チ
ャート、第６図は本発明における学習式の係数推定プロ
グラムの７０−チャート、第７図は本発明における修正
量学習部のフローチャートである。 １・・・制御装置、２・・・位置決め機構、３・・・検
出装置、第 １ 口 ２ｒＸ３ 鴫− ＄３ の 第４Ｕｊ３ 事 ラ 口 第 ４ 口
を示す図、第２図は本発明の装置の位置決め機能ブロッ
ク図、第３図は本発明の装置を構成スルマイクロコンピ
ュータのソフト構成を示す図、第４図は本発明による位
置決め点と位置決めパターンの関係を示す表図、第５図
は本発明における最適ゲイン決定プログラムの７０−チ
ャート、第６図は本発明における学習式の係数推定プロ
グラムの７０−チャート、第７図は本発明における修正
量学習部のフローチャートである。 １・・・制御装置、２・・・位置決め機構、３・・・検
出装置、第 １ 口 ２ｒＸ３ 鴫− ＄３ の 第４Ｕｊ３ 事 ラ 口 第 ４ 口
Claims (1)
- １、位置決め目標指令値と、制御の結果得られる実測値
との偏差より、次回の制御における修正量を更新決定し
、前記目標指令値と該修正量を加算した値を制御上の目
標指令として出力する学習機能を有する位置決め装置に
おいて、学習の前段階に、サーボ系のゲインを変化させ
た位置決め試行を複数回行ない、目標値に対して、行き
過ぎ量を生ぜず、かつ、位置決め結果の定常位置偏差が
小さくなるサーボ系のゲインを、学習制御位置決め装置
の好適なゲインとして自動的に選択、決定する手段と、
現在位置と目標指令値から決まる制御パターンに基づい
た位置決め試行を行ない、学習の前段で、学習補正式に
必要な係数を推定する手段と、位置決め実測値より、制
御結果の線型荷重平均値を求め、目標指令と該荷重平均
値との差を次回の修正量として出力する手段とを備えた
ことを特徴とする位置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1238885A JPS61173303A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | 位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1238885A JPS61173303A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | 位置決め装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61173303A true JPS61173303A (ja) | 1986-08-05 |
Family
ID=11803881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1238885A Pending JPS61173303A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | 位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61173303A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0287209A (ja) * | 1988-09-22 | 1990-03-28 | Matsushita Electric Works Ltd | 位置決め制御方法 |
| JPH0454510A (ja) * | 1990-06-21 | 1992-02-21 | Mitsubishi Electric Corp | サーボゲインの設定方法 |
| EP0606890A1 (en) * | 1993-01-13 | 1994-07-20 | Pioneer Electronic Corporation | System for detecting an altitude of a vehicle dependent on a global positioning system |
-
1985
- 1985-01-28 JP JP1238885A patent/JPS61173303A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0287209A (ja) * | 1988-09-22 | 1990-03-28 | Matsushita Electric Works Ltd | 位置決め制御方法 |
| JPH0454510A (ja) * | 1990-06-21 | 1992-02-21 | Mitsubishi Electric Corp | サーボゲインの設定方法 |
| EP0606890A1 (en) * | 1993-01-13 | 1994-07-20 | Pioneer Electronic Corporation | System for detecting an altitude of a vehicle dependent on a global positioning system |
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