超高速・高精度なモーションコントロールを実現するサーボモータ制御技術の研究

实现超高速、高精度运动控制的伺服电机控制技术研究

• 批准号: 15760329
• 负责人: 宮崎 敏昌
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Nagaoka National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760329/
• 关键词: 軸ねじれ振動; 非線形振動; ロバスト制御; 高速位置決め; 周波数特性同定; モーションコントロール; ロボットマニピュレータ; ハーモニックドライブ; サーボモータ制御; 振動抑圧制御

本研究は、平成15年度から16年度にかけて、サーボモータの制御技術に関して研究を行った。研究内容は次の3点にまとめられる。1.ロボット関節の振動現象を再現するシミュレーションモデル2.2.新たなセンサーを用いないで振動現象を抑圧できる制御系の設計手法3.3.制御系の実験とシミュレーションの両面からの評価平成15年度に於いては、ロボット関節の振動現象を再現するために、実験装置を製作して測定・シミュレーションモデルの構築を行った。実験装置は、小型モータとギアからなる装置で、ロボットのアーム角度に相当する信号を測定するために、高解像度のレーザーエンコーダを用いている。シミュレーションモデルは、詳細な検討が必要となるので、様々な測定パターンが必要となる。このため、測定パターンの生成と測定を1台のパーソナルコンピュータで行うシステムを開発した。平成16年度においては、制振制御方法の開発、実験的に制御系の評価を行った。シミュレーションモデルから、本研究の目的である高速位置決めのためには、速度制御系の高速化だけでなく、位置制御系の高速化も必要とする。このため、まず速度制御系の高速化手段を考案する。速度制御系は、制振制御系とサーボ系の2つに別れるが、制振制御系の帯域をそのまま高くすると制振特性が悪化してしまうため、サーボ系での帯域向上を目指す。このために、従来の速度制御系にフィードフォワード制御を加える。フィードフォワード制御系は、速度制御系の遅い極を消去するように設計する。また、位置制御系は、従来のP制御に比べて、速度フィードバックとフィードフォワードを別々に行う、D-PD制御を採用し、高速化と応答の安定性を実現した。これにより、位置制御帯域50[rad/sec]までの設計が可能となった。さらに高速化目指すためには、連度制御のさらなる高速化と電流出力補償について考慮する必要があると考えられる。

This study is a research on the control technology in Heisei from 15 to 16. The content of the study is three points. 1. Reproduction of vibration phenomenon of joint 2.2. Design method of control system for suppressing vibration phenomenon of new joint 3.3. Evaluation of surface of control system for reproducing vibration phenomenon of joint 15 years ago. The device is small and has a high resolution. The device has a high resolution. A detailed discussion of the requirements for the determination of the parameters of the system. This is the first time I've ever seen a woman. Development of vibration control method and evaluation of control system in Heisei 16 The purpose of this study is to improve the speed of position control system. A Study on the High-speed Means of Speed Control System Speed control system, vibration control system The speed control system of the vehicle is increased. The design of the speed control system and the speed control system is eliminated. The position control system, the speed control system, the speed control system, the D-PD control system, the speed control system and the stability of the system are realized. The design is possible in the range of 50[rad/sec]. High speed control means high speed current output compensation.