技術分野
制御対象物の位置を目標値に制御するための位置制御方法
要約特許出願時に添付された[要約書]
【課題】位置目標値近傍の不安定な動作を解消し、位置制御系を容易に設計、調整可能とした位置制御方法を提供する。
【解決手段】二次標準形にて表現した位置制御系の閉ループ伝達関数の減衰係数とアクチュエータ等に起因する減速時間とを用いてゲイン限界を設計し、制御対象物が位置目標値に到達するように所定位置から一定のゲイン限界のもとで減速していった時の行き過ぎ量を求め、位置制御系は、制御対象物の現在速度,減速時間,所定時間経過後までの距離偏差,行き過ぎ量、ゲイン限界を用いて、距離偏差と行き過ぎ量の所定倍のしきい値との大小関係に応じた速度指令値であって距離偏差がしきい値に一致する位置からゲイン限界が一定となるような速度指令値を生成し、この速度指令値に従ってアクチュエータを制御することにより、制御対象物の位置を位置目標値に追従させる。
【選択図】図1
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
図6のように位置制御系220を構成した場合、速度変化率は、数式6をΔLで微分することにより、数式7のように求められる。この数式7が位置目標値の近傍(すなわち、ΔL=0付近)において無限大になるのを防ぐために、制約条件を満足するゲインの上限をゲイン限界K
p として設計する。
【数7】
数式7から明らかなように、制御対象物が位置目標値に近付くほど(ΔL→0)、速度変化率(dV/dΔL)が大きくなって位置制御動作が不安定になる。この問題は、特許文献1においても同様に生じ得る。
また、特許文献1では、位置偏差に応じて計算により求めた二次曲線から減速パターンを作成しており、速度制御系の遅れ等を考慮して位置制御系の伝達関数を構成すること等に言及しておらず、また、位置制御の目的や機能仕様に適合した位置制御系を容易に設計、調整することも困難である。
そこで、本発明の解決課題は、位置目標値の近傍における不安定な動作を解消し、制御目的や機能仕様に適合した位置制御系を容易に設計、調整可能とした位置制御方法を提供することにある。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
課題を解決するため、請求項1に係る発明は、アクチュエータの動作により、制御対象物の位置を位置目標値に追従させるための位置制御方法において、
位置制御系の閉ループ伝達関数を二次標準形により表現し、
前記閉ループ伝達関数における減衰係数と、前記アクチュエータまたは前記制御対象物に起因する減速時間と、速度制御系の遅れ時間と、を用いてゲイン限界Kpを設計し、
前記制御対象物が前記位置・・・ 続きを
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【発明の効果】
本発明によれば、位置目標値の近傍における不安定な動作やオーバーシュートを解消し、制御目的や機能仕様に適合した位置制御系の設計、調整を容易にして安定的かつ汎用性の高い位置制御が可能になる。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】 本発明の実施形態の原理を説明するための距離偏差と速度との関係を示す図である。
【図2】 図6のブロック図を正規化する過程を示す図である。
【図3】 本発明の実施形態における減衰係数ζに応じたステップ応答の説明図である。
【図4】 本発明の実施形態及び既設装置による位置制御応答を示す図である。
【図5】 圧延機のスピンドル位置を目標値に制御する位置制御装置の構成図である。
【図6】 制御対象物を所定の減速時間にて位置目標値に到達させる位置制御装置のブロック図である。
100:圧延機
110,120:圧延ロール
210:積分手段
220:位置制御系
230: 速度制御系
M:電動機
PG:パルス発生器
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