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主軸の回転角度の周期関数となる目標入力に対する高精度位置決め制御

对作为主轴旋转角度的周期函数的目标输入进行高精度定位控制

基本信息

批准号：
05650384
负责人：
中野道雄
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

位置決め制御系において、その目標入力はしばしば回転角度に関する周期信号として与えられる。例えば、切削システムでは、バイトの先端位置の目標入力は主軸の回転角度に関しての周期信号として与えられる。主軸は一定な回転速度で理想的に回転しているものとすると、目標入力は時間領域でも周期信号となるが、しかし、主軸の駆動系の構造および加工作業などに起因する外乱が生じ、この外乱によって主軸の回転速度が変動すると、目標入力信号は時間領域での周期性は失い、時間領域での繰返し制御では高精度位置決めが実現できないことになる。本研究では、「角度領域」という概念を導入し、主軸の回転に同期する外乱によって主軸の回転速度が変動する場合の高精度位置決め制御問題を考える。「角度領域」で繰返し制御を適用することにより、この種の主軸回転速度の変動の影響を完全に除去し、高精度位置決め制御を実現することを目的としている。研究は理論の実験の両面から行なった。まず、理論の面からは、「角度領域」における制御対象の数学モデルを求め、主軸回転速度の変動は、等価的に「角度領域」における制御対象のパラメータの周期変動となることを明らかにした。さらに、2自由度繰返し制御系の構造を用いて「角度領域」における位置決め制御系を構成し、制御系の設計法を提案した。その有効性はシミュレーションにより検証した。次に、実験による検証を行なった。実験装置は一軸テーブル1台とDCモータ2台を用いて作成した。DCモータ2台の中、1台は速度制御用モータとして使い、主軸をシミュレートさせた。残りの1台は位置決め制御用モータとして使い、それを一軸テーブルを駆動させ、位置決め制御系を構成した。また、テーブル上にペン記録装置をのせ、位置決めの結果をぺんで直接出力するような機構を構成した。本実験で使用したDCサーボモータ及びそのドライバは安川電機製ミナーシャモータUGRMEM-02MAとその駆動用制御装置Servopack CPCR-FR01RB-R2Mであり、一軸テーブルは日本精工製HS0020-902であった。実験結果より、本研究で提案した手法を用いると、主軸の回転速度は理想的に回転する場合ではもちろん、回転に同期して変動しても、その変動の影響は「角度領域」における繰返しコントローラにより完全に抑制し、高精度位置決め制御が実現できることが確認できた。

The position determines the control system, the target input power, the return angle, the periodic signal, and the target. For example, cutting, cutting, tip position, target input force, spindle return angle, off, cycle signal, and cutting. The spindle has a certain speed and the ideal turning speed, and the target input force and time range are the same. The structure of the periodic signal, the structure of the spindle and the driving system, the cause of the machining operation, and the external disturbance. The rotation speed of the spindle, the rotation speed of the spindle, the target input signal, the time domain, and the cycle Periodic loss, time domain return control, high-precision position determination, and high-precision position determination. This study focuses on the introduction of the concept of "angle field" and the control of high-precision position control problems in situations where the spindle's return speed is affected by external disturbances. "Angle field" is applicable to the adjustment of the spindle return speed and the spindle return control. The influence is completely eliminated, and the high-precision position control is controlled and the purpose is achieved. Research on the theory of theory and practice.まず、Theoretical surface からは、"Angle field" におけるcontroller 対 resembles のMATHEMATICS モデルをQuest め、Spindle return speed の変动The "angle field" of は、equivalent is the control of the 対肖のパラメータのcyclic change movement となることを明らかにした.さらに, 2 degrees of freedom return to the structure of the control system using the "angle field" and position determination of the control system's composition, and the design method of the control system is proposed.そのeffectivenessはシミュレーションにより検证した. Second time, 実験による検证を行なった. The 実験 device consists of 1 unit of one-axis T-axis and 2 units of DC-type tubes, which are made of いて. There are two DC motors, one is a speed control motor, and the main spindle is a motor. The position of the remaining 1 unit is determined by the position of the control system, and the position of the control system is composed of the one-axis control system. It is composed of a また, テーブル上にペン recording device をのせ, and a position determination めのresult をぺんで direct output するような mechanism をした. This product uses the Yaskawa Electric Machinery's UGRMEM-02MA's automatic control device Servopack CPCR-FR01RB-R2M であり, one-axis テーブルは made by Japan Seiko HS0020-902 であった. The results of this study, the method proposed for this study, the use of the method, and the spindle return speed It's the ideal occasion to return to the fun, and it's the same period as the return to the fun.その変动の Impact は「Angle Area」における缲 returned しコントローラによりCompletely suppressed, high-precision position control and control are now available and confirmed.