JPH0226301A - サーボ制御装置 - Google Patents
サーボ制御装置Info
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- JPH0226301A JPH0226301A JP63171873A JP17187388A JPH0226301A JP H0226301 A JPH0226301 A JP H0226301A JP 63171873 A JP63171873 A JP 63171873A JP 17187388 A JP17187388 A JP 17187388A JP H0226301 A JPH0226301 A JP H0226301A
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、サーボ制御装置に係り、詳しくは電気・油圧
サーボシステム（以下、電油圧サーボシステムという）
の並列取付けによるフォースファイトの低減を図ったサ
ーボ制御装置に関する。
サーボシステム（以下、電油圧サーボシステムという）
の並列取付けによるフォースファイトの低減を図ったサ
ーボ制御装置に関する。
（従来の技術）
一般に、サーボ機構は物体の位置、方位姿勢などを制御
量とし、目標値の任意の変化に追随するように構成され
た制御である。サーボ機構は船や飛行機、人工衛星の位
置や姿勢の制御、工作機械のならい制御における工具位
置の制御など広範囲の制御に用いられている。
量とし、目標値の任意の変化に追随するように構成され
た制御である。サーボ機構は船や飛行機、人工衛星の位
置や姿勢の制御、工作機械のならい制御における工具位
置の制御など広範囲の制御に用いられている。
このようなサーボ機構の動作は比較的高速のものが多く
、動力学的特性に考慮しつつ、静的状態の負荷系への影
響にも注意を払う必要がある。
、動力学的特性に考慮しつつ、静的状態の負荷系への影
響にも注意を払う必要がある。
従来のこの種のサーボ機構に適用されるサーボ制御装置
としては、例えば７図に示すようなものがある。同図に
おいて、１は例えば飛行機のフライトコントロールを行
うフラ゛ツブ（舵面）であり、フラップ１には２つのア
クチュエータ２．３が並列して取り付けられている。ア
クチュエータ２．３はピストン２ａ、３ａをそれぞれ内
蔵し、ピストン２ａ、３ａの移動はフィードバック制御
回路を含んだ概念として表示しているＥ ＨＳ Ｖ （
ｅｌｅｃｔｒｏ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ５ｅｒｖｏ ｖ
ａｌｖｅ） ４．５によりそれぞれ制御される。ＥＨ３
Ｖ４．５には同一のコマンド信号が入力され、一方のア
クチュエータ（２又は３）の故障時にも他方のアクチュ
エータ（２又は３）により正常にフラップ１の制御が行
えるようになっている。これは、電油圧サーボシステム
の冗長化のため、同一性能のアクチュエータを並列に複
数設けるという近時のアプリケーションに沿うものであ
る。なお、サーボバルブとしてはＥＨ３Ｖに限らず、例
えばＤ Ｄ Ｖ （ｄｉｒｅｃｔ ｄｒｉｖｅ ｖａｌ
ｖｅ）を用いてもよい。
としては、例えば７図に示すようなものがある。同図に
おいて、１は例えば飛行機のフライトコントロールを行
うフラ゛ツブ（舵面）であり、フラップ１には２つのア
クチュエータ２．３が並列して取り付けられている。ア
クチュエータ２．３はピストン２ａ、３ａをそれぞれ内
蔵し、ピストン２ａ、３ａの移動はフィードバック制御
回路を含んだ概念として表示しているＥ ＨＳ Ｖ （
ｅｌｅｃｔｒｏ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ５ｅｒｖｏ ｖ
ａｌｖｅ） ４．５によりそれぞれ制御される。ＥＨ３
Ｖ４．５には同一のコマンド信号が入力され、一方のア
クチュエータ（２又は３）の故障時にも他方のアクチュ
エータ（２又は３）により正常にフラップ１の制御が行
えるようになっている。これは、電油圧サーボシステム
の冗長化のため、同一性能のアクチュエータを並列に複
数設けるという近時のアプリケーションに沿うものであ
る。なお、サーボバルブとしてはＥＨ３Ｖに限らず、例
えばＤ Ｄ Ｖ （ｄｉｒｅｃｔ ｄｒｉｖｅ ｖａｌ
ｖｅ）を用いてもよい。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら１．このような従来のサーボ制御装置にあ
っては、複数のアクチュエータに同一性能のものを選定
しているものの、個々のアクチュエータの位置精度や取
付は誤差等により同一のコマンド信号が入力してもアク
チュエータの出力に微小の差が生じるため、取り付は部
分が変形し、その変形によりアクチュエータに外力がか
かる、すなわちフォースファイトが生じるが、このフォ
ースファイトを軽減するための対策が十分でないという
問題点があった。
っては、複数のアクチュエータに同一性能のものを選定
しているものの、個々のアクチュエータの位置精度や取
付は誤差等により同一のコマンド信号が入力してもアク
チュエータの出力に微小の差が生じるため、取り付は部
分が変形し、その変形によりアクチュエータに外力がか
かる、すなわちフォースファイトが生じるが、このフォ
ースファイトを軽減するための対策が十分でないという
問題点があった。
例えば、各アクチュエータ２．３のピストン位置をＸｐ
＋ 、Ｘｐｘ とすると、同一のコマンド信号であって
も各ピストン位置ＸＰ＋ 、ＸＰｚが相違し、第７図に
破線で示すようにフォースファイトが発生する。ここで
、フォースファイトとは、互いの力（フォース）が衝突
し合う（ファイト）ことで、フォースファイトが生じる
と、サーボ系のアクチュエータを支えるフラップに必要
以上の過電が加わり、フラップが金属疲労を起こす等の
不具合が発生する。このようなフォースファイトは、い
わゆるサーボ機構を構成する各コンポーネントの誤差に
よって生じ、特に、アクチュエータの剛性によって決定
されるため、剛性が低い方が好ましい、したがって、フ
ォースファイトを低減することが必要となる。
＋ 、Ｘｐｘ とすると、同一のコマンド信号であって
も各ピストン位置ＸＰ＋ 、ＸＰｚが相違し、第７図に
破線で示すようにフォースファイトが発生する。ここで
、フォースファイトとは、互いの力（フォース）が衝突
し合う（ファイト）ことで、フォースファイトが生じる
と、サーボ系のアクチュエータを支えるフラップに必要
以上の過電が加わり、フラップが金属疲労を起こす等の
不具合が発生する。このようなフォースファイトは、い
わゆるサーボ機構を構成する各コンポーネントの誤差に
よって生じ、特に、アクチュエータの剛性によって決定
されるため、剛性が低い方が好ましい、したがって、フ
ォースファイトを低減することが必要となる。
フォースファイトを軽減するためには、例えば電油圧サ
ーボシステムの外力による定常偏差（いわゆるドループ
）を増加させる方法が採られる。
ーボシステムの外力による定常偏差（いわゆるドループ
）を増加させる方法が採られる。
具体的な例としては、シリンダ室間の漏れ量を増加、圧
力帰還制御等が実用化されている。しかし、漏れの調整
又は圧力帰還制御の設計等を最適に行うためには、多大
の手間を要し、装置の複雑化やコストアップを招来し、
有効な解消策とはいえない、また、上記漏れ量を増加さ
せると、アクチュエータの効率を下げることになり、好
ましくない。
力帰還制御等が実用化されている。しかし、漏れの調整
又は圧力帰還制御の設計等を最適に行うためには、多大
の手間を要し、装置の複雑化やコストアップを招来し、
有効な解消策とはいえない、また、上記漏れ量を増加さ
せると、アクチュエータの効率を下げることになり、好
ましくない。
一方、第８図に示すように制御量を直接フィードバック
しない制御ループによりフォースファイトを低減する方
法もある。同図ではフラップ１に対し並列位置のうちの
１つのアクチュエータ２およびＥｌ（ＳＶ４を示してい
る。フォースファイトに相当する他方のアクチュエータ
からの外力Ｆｄはスプリング６で表される弾性系を介し
てアクチュエータ２のピストン２ａに伝達され、外力Ｆ
ｄは同時に他方のアクチュエータの制御量Ｘｃでもある
。そして、アクチュエータ２とスプリング６との間にピ
ストン２ａの位置Ｘｐを検出する位置センサ７が設けら
れ、位置センサ７とコマンド信号との偏差が取られてＥ
Ｈ３Ｖ４に入力される。
しない制御ループによりフォースファイトを低減する方
法もある。同図ではフラップ１に対し並列位置のうちの
１つのアクチュエータ２およびＥｌ（ＳＶ４を示してい
る。フォースファイトに相当する他方のアクチュエータ
からの外力Ｆｄはスプリング６で表される弾性系を介し
てアクチュエータ２のピストン２ａに伝達され、外力Ｆ
ｄは同時に他方のアクチュエータの制御量Ｘｃでもある
。そして、アクチュエータ２とスプリング６との間にピ
ストン２ａの位置Ｘｐを検出する位置センサ７が設けら
れ、位置センサ７とコマンド信号との偏差が取られてＥ
Ｈ３Ｖ４に入力される。
したがって、この方法ではスプリング６があるため、フ
ォースファイトの悪影響は軽減されるが、アクチュエー
タ２の外力Ｆｄによる定常偏差を０″にしても制御量Ｘ
ｃを直接検出してフィードバックしていないことから、
制御量Ｘｃに定常偏差が生じ、制御精度が低下するとい
う新たな問題点が発生し、有効な解決策とはいえない。
ォースファイトの悪影響は軽減されるが、アクチュエー
タ２の外力Ｆｄによる定常偏差を０″にしても制御量Ｘ
ｃを直接検出してフィードバックしていないことから、
制御量Ｘｃに定常偏差が生じ、制御精度が低下するとい
う新たな問題点が発生し、有効な解決策とはいえない。
（発明の目的）
そこで本発明は、外力による定常偏差を任意の値に調整
可能とすることにより、簡単な構成で大幅なコストアッ
プを招（ことなく、フォースファイトを低減できるサー
ボ制御装置を提供することを目的としている。
可能とすることにより、簡単な構成で大幅なコストアッ
プを招（ことなく、フォースファイトを低減できるサー
ボ制御装置を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段）
本発明によるサーボ制御装置は上記目的達成のため、目
標値に対応するコマンド信号と、サーボ系のアクチュエ
ータの変位を検出した信号との偏差に基づきアクチュエ
ータを操作して前記目標値の任意の変化に追随するよう
に負荷を制御するものであって、サーボ系が負荷に対し
て並列に複数配置されるサーボ制御装置において、前記
アクチュエータに加わる外力に応じて変動する前向き回
路の信号を検出して前記コマンド信号にフィードバック
する第１のフィードバック手段と、アクチュエータの変
位を検出した前記信号をフィードバックしコマンド信号
との偏差信号を生成し、これを積分して前向き回路に入
力する第２のフィードバックの手段と、を設けている。
標値に対応するコマンド信号と、サーボ系のアクチュエ
ータの変位を検出した信号との偏差に基づきアクチュエ
ータを操作して前記目標値の任意の変化に追随するよう
に負荷を制御するものであって、サーボ系が負荷に対し
て並列に複数配置されるサーボ制御装置において、前記
アクチュエータに加わる外力に応じて変動する前向き回
路の信号を検出して前記コマンド信号にフィードバック
する第１のフィードバック手段と、アクチュエータの変
位を検出した前記信号をフィードバックしコマンド信号
との偏差信号を生成し、これを積分して前向き回路に入
力する第２のフィードバックの手段と、を設けている。
（作用）
本発明では、アクチュエータに加わる外力（例えば、フ
ォースファイト）に応じて変動する前向き回路の信号が
検出されてコマンド信号にフィードバックされる。この
フィードバックゲインにより定常偏差は変化し、アクチ
ュエータ剛性を低減できるから、フォースファイトが低
減する。
ォースファイト）に応じて変動する前向き回路の信号が
検出されてコマンド信号にフィードバックされる。この
フィードバックゲインにより定常偏差は変化し、アクチ
ュエータ剛性を低減できるから、フォースファイトが低
減する。
一方、アクチュエータの変位を検出した信号をフィード
バックしてコマンド信号との偏差信号が生成され、さら
にこれが積分されて前向き回路に入力される。これによ
り、定常偏差が少なくなるように制御が行われ、サーボ
制御の精度が確保される。したがって、フォースファイ
トの低減とサーボ制御の精度確保が簡単な構成で両立す
る。
バックしてコマンド信号との偏差信号が生成され、さら
にこれが積分されて前向き回路に入力される。これによ
り、定常偏差が少なくなるように制御が行われ、サーボ
制御の精度が確保される。したがって、フォースファイ
トの低減とサーボ制御の精度確保が簡単な構成で両立す
る。
（実施例）
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第１〜６図は本発明に係るサーボ制御装置の一実施例を
示す図である。まず、構成を説明する。
示す図である。まず、構成を説明する。
第１図はサーボ制御装置を適用したフライトコントロー
ルの全体的構成を示す図である。この図において、サー
ボ系は並列に２つが配置されているが、同一のサーボ系
であるので、説明の都合上−つのサーボ系についてのみ
図示する。
ルの全体的構成を示す図である。この図において、サー
ボ系は並列に２つが配置されているが、同一のサーボ系
であるので、説明の都合上−つのサーボ系についてのみ
図示する。
油圧源１１の油圧はＥＨ３Ｖ１２を介して油圧アクチュ
エータ１３に供給され、油圧アクチュエータ１３はＥＨ
３Ｖ１２によって制御される流量を受けて、例えば直線
運動に変換し、負荷１４を駆動する。ＥＨ３Ｖ１２（コ
ントロールバルブに相当）は微弱な電気的入力、例えば
数ｍＷ程度の電気信号によって数馬力〜数十馬力に相当
する油圧動力を制御することのできる一種の電気・油圧
変換器である。
エータ１３に供給され、油圧アクチュエータ１３はＥＨ
３Ｖ１２によって制御される流量を受けて、例えば直線
運動に変換し、負荷１４を駆動する。ＥＨ３Ｖ１２（コ
ントロールバルブに相当）は微弱な電気的入力、例えば
数ｍＷ程度の電気信号によって数馬力〜数十馬力に相当
する油圧動力を制御することのできる一種の電気・油圧
変換器である。
油圧アクチュエータ１３としては、一般に応答の速いも
のが用いられ、負荷１４は、例えば飛行機の姿勢制御な
どに用いられる主翼のフラップである。
のが用いられ、負荷１４は、例えば飛行機の姿勢制御な
どに用いられる主翼のフラップである。
油圧アクチュエータ１３の位置は位置検出器１５により
検出されており、位置検出器１５は例えば差動変圧器に
より構成され、油圧アクチュエータ１３のピストン位置
等を検出して電気信号に変換し、適当な補償要素を付加
して油圧アクチュエータ１３への指令信号にフィードバ
ックさせるためのセンサとしての機能を有している。位
置検出器１５の出力は復調器１６を介して制御回路１７
に入力されており、復調器１６は位置検出器１５の出力
信号のうちノイズ成分等を除去するフィルタ部を有し、
該出力信号を制御系の回路信号と同様なものに復調、増
幅して制御回路１７に出力する。制御回路１７には入力
信号発生器１８からの信号も入力されており、入力信号
発生器１８は、例えば負荷１４の目標位置を指令するた
めのコマンド信号（いわゆる基準入力信号に相当）を発
生させる。制御回路１７はコマンド信号と実際の位置に
相当する位置検出器１５の出力信号との偏差およびＥＨ
３Ｖ１２の電流フィードバック量に応じてサーボ制御に
必要なフィードバック制御量を演算し、電流信号をＥ）
（ＳＶ１２に出力する。
検出されており、位置検出器１５は例えば差動変圧器に
より構成され、油圧アクチュエータ１３のピストン位置
等を検出して電気信号に変換し、適当な補償要素を付加
して油圧アクチュエータ１３への指令信号にフィードバ
ックさせるためのセンサとしての機能を有している。位
置検出器１５の出力は復調器１６を介して制御回路１７
に入力されており、復調器１６は位置検出器１５の出力
信号のうちノイズ成分等を除去するフィルタ部を有し、
該出力信号を制御系の回路信号と同様なものに復調、増
幅して制御回路１７に出力する。制御回路１７には入力
信号発生器１８からの信号も入力されており、入力信号
発生器１８は、例えば負荷１４の目標位置を指令するた
めのコマンド信号（いわゆる基準入力信号に相当）を発
生させる。制御回路１７はコマンド信号と実際の位置に
相当する位置検出器１５の出力信号との偏差およびＥＨ
３Ｖ１２の電流フィードバック量に応じてサーボ制御に
必要なフィードバック制御量を演算し、電流信号をＥ）
（ＳＶ１２に出力する。
ここで、本実施例では制御回路１７における制御方法に
特徴があり、これを説明するため、第２図に制御系のブ
ロック図を示す。
特徴があり、これを説明するため、第２図に制御系のブ
ロック図を示す。
第２図において、２０はピストン位置フィードバック系
である。ピストン位置フィードバック系２０は従来と同
様の通常の電油圧サーボシステムに相当する部分であり
、ＰＱパルプを有する他、サーボアンプ２１、ＥＨ３Ｖ
１２および油圧アクチュエータ１３を含んで表される。
である。ピストン位置フィードバック系２０は従来と同
様の通常の電油圧サーボシステムに相当する部分であり
、ＰＱパルプを有する他、サーボアンプ２１、ＥＨ３Ｖ
１２および油圧アクチュエータ１３を含んで表される。
サーボアンプ２１（前向き回路に相当）はサーボ制御に
必要な電流信号を出力する回路であり、電流信号はＥＨ
３Ｖ１２に供給され、ＥＨ３Ｖ１２の出力に基づいて油
圧アクチュエータ１３のピストンが移動し、そのときの
伝達関数は図中に示される。なお、図中の記号の意味は
、次の通りである。
必要な電流信号を出力する回路であり、電流信号はＥＨ
３Ｖ１２に供給され、ＥＨ３Ｖ１２の出力に基づいて油
圧アクチュエータ１３のピストンが移動し、そのときの
伝達関数は図中に示される。なお、図中の記号の意味は
、次の通りである。
Ｓニラプラス演算子
Ａｐ：ピストンの受圧面積
Ｋｆ、Ｋｆ’ 、 α４ ：フィードバックゲインＫ
ｐ ： ＰＱバルブの圧力ゲイン ＫＬ ：漏れ量 サーボアンプ２１の出力である電流信号はフィードバッ
ク回路（第１のフィードバック手段に相当）３１により
所定のゲインα４で増幅されてコマンド信号との偏差が
取られており、さらにピストン位置の検出信号もフィー
ドバック回路３２によりフィードバックゲインＫｆ’で
増幅されてコマンド信号との偏差が取られている。コマ
ンド信号に対する上記電流フィードバック量およびピス
トン位置フィードバック量の偏差は積分回路３３により
Ｋ ａ ／ Ｓなる伝達関数で積分され、この積分出力
と復調器１６による４ピストン位置フィードバック量と
の偏差がサーボアンプ２１に入力され、通常のサーボル
ープの入力信号となる。上記フィードバック回路３２お
よび積分回路３３は第２のフィードバック手段３４を構
成する。
ｐ ： ＰＱバルブの圧力ゲイン ＫＬ ：漏れ量 サーボアンプ２１の出力である電流信号はフィードバッ
ク回路（第１のフィードバック手段に相当）３１により
所定のゲインα４で増幅されてコマンド信号との偏差が
取られており、さらにピストン位置の検出信号もフィー
ドバック回路３２によりフィードバックゲインＫｆ’で
増幅されてコマンド信号との偏差が取られている。コマ
ンド信号に対する上記電流フィードバック量およびピス
トン位置フィードバック量の偏差は積分回路３３により
Ｋ ａ ／ Ｓなる伝達関数で積分され、この積分出力
と復調器１６による４ピストン位置フィードバック量と
の偏差がサーボアンプ２１に入力され、通常のサーボル
ープの入力信号となる。上記フィードバック回路３２お
よび積分回路３３は第２のフィードバック手段３４を構
成する。
次に、作用を説明する。
通常の電油圧サーボシステムでは油圧アクチュエータ１
３におけるシリンダ室間の油の若干の漏れの結果、第３
図に示すように外力により定常偏差が生じる。そのため
、ＥＨ３Ｖ１２は中立点からずれて衝り合うが、このと
きＥＨ３Ｖ１２には微小電流が生じ、この電流値は外力
に対して第４図に示すように一定の関数として表される
。
３におけるシリンダ室間の油の若干の漏れの結果、第３
図に示すように外力により定常偏差が生じる。そのため
、ＥＨ３Ｖ１２は中立点からずれて衝り合うが、このと
きＥＨ３Ｖ１２には微小電流が生じ、この電流値は外力
に対して第４図に示すように一定の関数として表される
。
なお、上記の漏れ量を増加させるとフォースファイトを
低減するのには有効であるが、コストアップや油圧アク
チュエータ１３の効率が下がる結果となり、得策でない
、但し、フォースファイトを低減させるためには、漏れ
量をある程度増加させておけばよく、これは油圧アクチ
ュエータ１３の剛性を低いものとすることを意味する。
低減するのには有効であるが、コストアップや油圧アク
チュエータ１３の効率が下がる結果となり、得策でない
、但し、フォースファイトを低減させるためには、漏れ
量をある程度増加させておけばよく、これは油圧アクチ
ュエータ１３の剛性を低いものとすることを意味する。
すなわち、フォースファイトを低減するには油圧アクチ
ュエータ１３の剛性を低くする必要があり、この剛性を
任意の値に容易に設定できればフォースファイトの問題
は解決することになる。したがって、そのためには定常
偏差をある程度大きくすればよいが、一方において制御
精度の低下が起こるので、この点も解決する必要がある
０本実施例ではこの点を解決するために、サーボアンプ
２１の出力をフィードバックしてコマンド信号との偏差
を取っている。
ュエータ１３の剛性を低くする必要があり、この剛性を
任意の値に容易に設定できればフォースファイトの問題
は解決することになる。したがって、そのためには定常
偏差をある程度大きくすればよいが、一方において制御
精度の低下が起こるので、この点も解決する必要がある
０本実施例ではこの点を解決するために、サーボアンプ
２１の出力をフィードバックしてコマンド信号との偏差
を取っている。
ここで、サーボアンプ２１の電流値のフィードバックが
ない場合、例えばフィードバック回路３１が設けられて
おらずα４＝０の場合を考えると、この場合は油圧アク
チュエータ１３の出力のフィードバックのみとなり、こ
れがコマンド信号との偏差により積分回路３３で積分さ
れてサーボアンプ２１に入力されるため、結局、コマン
ド信号に追随してフィードバックされることから定常偏
差は“０”となる。すなわち、積分要素があると、一般
にプロセス制御系と同様に定常状態ではＳ−０とおける
から、結局、通常偏差が“Ｏ”となる、なお、積分要素
は通常偏差−〇とするのには役立つが、反面制御速度が
おそくなり、動特性を悪化させることになる。然るに、
この点は位相進み回路を加えることにより対処できる。
ない場合、例えばフィードバック回路３１が設けられて
おらずα４＝０の場合を考えると、この場合は油圧アク
チュエータ１３の出力のフィードバックのみとなり、こ
れがコマンド信号との偏差により積分回路３３で積分さ
れてサーボアンプ２１に入力されるため、結局、コマン
ド信号に追随してフィードバックされることから定常偏
差は“０”となる。すなわち、積分要素があると、一般
にプロセス制御系と同様に定常状態ではＳ−０とおける
から、結局、通常偏差が“Ｏ”となる、なお、積分要素
は通常偏差−〇とするのには役立つが、反面制御速度が
おそくなり、動特性を悪化させることになる。然るに、
この点は位相進み回路を加えることにより対処できる。
このように、定常偏差が“Ｏ”になると、アクチュエー
タ剛性は なる式で表されるから、該アクチュエータ剛性は無限大
となる。
タ剛性は なる式で表されるから、該アクチュエータ剛性は無限大
となる。
一方、サーボアンプ２１の電流値のフィードバックがあ
る場合を考えると、フィードバック回路３１のフィード
バックゲインα４により定常偏差は第５図に示すように
変化する。これは、外力が油圧アクチュエータ１３に加
えられると（例えば、フォースファイトにより一方のピ
ストン位置Ｘｐが変化した場合等）、油圧アクチュエー
タ１３のピストン位置が変化し、このためＥＨ３Ｖ１２
が中立点からずれて衝り合い、このときＥＨ３Ｖ１２に
生じた微小電流（すなわちサーボアンプ２１の出力電流
）がフィードバック回路３１によりフィードバックされ
るためである。そして、このフィードバックするときの
ゲインα４の大きさにより定常偏差の大きさが変わり、
α４が大きくなる程、定常偏差が大きくなる。したがっ
て、α４の値を調整すれば、任意の定常偏差が得られる
。一方、前述したようにアクチュエータ塵性は０式で表
されるから、定常偏差を変えることで、任意のアクチュ
エータ剛性を得ることが可能となる。
る場合を考えると、フィードバック回路３１のフィード
バックゲインα４により定常偏差は第５図に示すように
変化する。これは、外力が油圧アクチュエータ１３に加
えられると（例えば、フォースファイトにより一方のピ
ストン位置Ｘｐが変化した場合等）、油圧アクチュエー
タ１３のピストン位置が変化し、このためＥＨ３Ｖ１２
が中立点からずれて衝り合い、このときＥＨ３Ｖ１２に
生じた微小電流（すなわちサーボアンプ２１の出力電流
）がフィードバック回路３１によりフィードバックされ
るためである。そして、このフィードバックするときの
ゲインα４の大きさにより定常偏差の大きさが変わり、
α４が大きくなる程、定常偏差が大きくなる。したがっ
て、α４の値を調整すれば、任意の定常偏差が得られる
。一方、前述したようにアクチュエータ塵性は０式で表
されるから、定常偏差を変えることで、任意のアクチュ
エータ剛性を得ることが可能となる。
以上のことから、本実施例ではフィードバック回路３１
によりサーボアンプ２１の電流変化分を外力によるフォ
ースファイトとして検出し、フィードバックしているの
で、前記０式から油圧アクチュエータ１３の剛性を低く
することができ、その結果、フォースファイトを低減す
ることができる。また、油圧アクチュエータ１３のピス
トン位置を位置検出器１５により検出してフィードバッ
クしコマンド信号との偏差信号を積分し、これをサーボ
ループ入力としているので、定常偏差を少なくするよう
に制御が行われ、サーボ制御の精度を保つことができる
。
によりサーボアンプ２１の電流変化分を外力によるフォ
ースファイトとして検出し、フィードバックしているの
で、前記０式から油圧アクチュエータ１３の剛性を低く
することができ、その結果、フォースファイトを低減す
ることができる。また、油圧アクチュエータ１３のピス
トン位置を位置検出器１５により検出してフィードバッ
クしコマンド信号との偏差信号を積分し、これをサーボ
ループ入力としているので、定常偏差を少なくするよう
に制御が行われ、サーボ制御の精度を保つことができる
。
このように、フォースファイトの低減と制御精度の確保
を両立させることができ、しかも単に電子回路を追加す
るだけの簡単な構成でよいから、コストアップや装置の
複雑化を招くこともない。
を両立させることができ、しかも単に電子回路を追加す
るだけの簡単な構成でよいから、コストアップや装置の
複雑化を招くこともない。
また、フォースファイトの低減量もサーボ対象によりフ
ィードバック回路３１のゲインα４を変えるのみで容易
に可変できる。
ィードバック回路３１のゲインα４を変えるのみで容易
に可変できる。
なお、サーボ対象によってはフィードバックゲインα４
を負の値に設定することにより、定常偏差を負とするこ
ともできる。特に、第８図に示すような系ではフォース
ファイトは低減できるが、制御量に定常偏差が生じ、制
御精度が低下するという欠点があるが、これに本発明を
適用してフィードバックゲインα６を負に設定すると、
第６図に示すように外力とアクチュエータの定常偏差は
負となり、一方、外力によるスプリングの変形量はＸｐ
−Ｘｃで表されて図に示すように正の値となる。したが
って、両者を併せた制御量の定常偏差は図中に破線で示
すように極めて少ないものとなり、上記欠点を解消する
ことができる。
を負の値に設定することにより、定常偏差を負とするこ
ともできる。特に、第８図に示すような系ではフォース
ファイトは低減できるが、制御量に定常偏差が生じ、制
御精度が低下するという欠点があるが、これに本発明を
適用してフィードバックゲインα６を負に設定すると、
第６図に示すように外力とアクチュエータの定常偏差は
負となり、一方、外力によるスプリングの変形量はＸｐ
−Ｘｃで表されて図に示すように正の値となる。したが
って、両者を併せた制御量の定常偏差は図中に破線で示
すように極めて少ないものとなり、上記欠点を解消する
ことができる。
また、上記実施例ではフィードバック回路３１のフィー
ドバック信号としてサーボアンプ２１の出力電流信号を
用いているが、これに限らず、例えばＥＨ３■１２のバ
ルブ位置を検出し、これをフィードバックするようにし
てもよい。
ドバック信号としてサーボアンプ２１の出力電流信号を
用いているが、これに限らず、例えばＥＨ３■１２のバ
ルブ位置を検出し、これをフィードバックするようにし
てもよい。
さらに、本発明の適用は飛行機のフライトコントロール
に限らず、アクチュエータの剛性を調整する必要のある
サーボシステムには全てに適用が可能である。
に限らず、アクチュエータの剛性を調整する必要のある
サーボシステムには全てに適用が可能である。
（効果）
本発明によれば、簡単な構成で大幅なコストアップを招
くことな（外力による定常偏差を任意の値に調整するこ
とができ、サーボ制御の精度を確保しながら、フォース
ファイトを低減することができる。
くことな（外力による定常偏差を任意の値に調整するこ
とができ、サーボ制御の精度を確保しながら、フォース
ファイトを低減することができる。
第１〜６図は本発明に係るサーボ制御装置を飛行機の舵
面制御に適用した場合の一実施例を示す図であり、第１
図はその全体構成図、第２図はそのブロック構成図、第
３図はその外力と定常偏差との関係を示す図、第４図は
外力とＥＨ５Ｖ電流値との関係を示す図、第５図はその
フィードバックゲインを変えたときの外力と定常偏差と
の関係を示す図、第６図はそのフィードバックゲインが
負であるときの外力と定常偏差との関係を示す図、第７
図は従来の舵面制御の構成を示す図、第８図は従来の他
の舵面制御の構成を示す図である。 １１・・・・・・油圧源、 １２・・・・・・ＥＨ３Ｖ （コントロールバルブ）、
１３・・・・・・油圧アクチュエータ、１４・・・・・
・負荷、 １５・・・・・・位置検出器、 １６・・・・・・復調器、 １７・・・・・・制御回路、 １８・・・・・・入力信号発生器、 ２０・・・・・・ピストン位置フィードバック系、２１
・・・・・・サーボアンプ（前向き回路）、３１・・・
・・・フィードバック回路（第１のフィードバック手段
）、 ３２・・・・・・フィードバック回路、３３・・・・・
・積分回路、 ３４・・・・・・第２のフィードバック手段。 第 図 個シ東 ＥＨ５Ｖ（コントロー基〆）くルア°）漬斥ア７＋エニ
ータ 看荷 ａ！捜衷丞 檄調凰 制御回謄 入力信号多乙風ム
面制御に適用した場合の一実施例を示す図であり、第１
図はその全体構成図、第２図はそのブロック構成図、第
３図はその外力と定常偏差との関係を示す図、第４図は
外力とＥＨ５Ｖ電流値との関係を示す図、第５図はその
フィードバックゲインを変えたときの外力と定常偏差と
の関係を示す図、第６図はそのフィードバックゲインが
負であるときの外力と定常偏差との関係を示す図、第７
図は従来の舵面制御の構成を示す図、第８図は従来の他
の舵面制御の構成を示す図である。 １１・・・・・・油圧源、 １２・・・・・・ＥＨ３Ｖ （コントロールバルブ）、
１３・・・・・・油圧アクチュエータ、１４・・・・・
・負荷、 １５・・・・・・位置検出器、 １６・・・・・・復調器、 １７・・・・・・制御回路、 １８・・・・・・入力信号発生器、 ２０・・・・・・ピストン位置フィードバック系、２１
・・・・・・サーボアンプ（前向き回路）、３１・・・
・・・フィードバック回路（第１のフィードバック手段
）、 ３２・・・・・・フィードバック回路、３３・・・・・
・積分回路、 ３４・・・・・・第２のフィードバック手段。 第 図 個シ東 ＥＨ５Ｖ（コントロー基〆）くルア°）漬斥ア７＋エニ
ータ 看荷 ａ！捜衷丞 檄調凰 制御回謄 入力信号多乙風ム
Claims (1)
- 目標値に対応するコマンド信号と、サーボ系のアクチ
ュエータの変位を検出した信号との偏差に基づきアクチ
ュエータを操作して前記目標値の任意の変化に追随する
ように負荷を制御するものであって、サーボ系が負荷に
対して並列に複数配置されるサーボ制御装置において、
前記アクチユエータに加わる外力に応じて変動する前向
き回路の信号を検出して前記コマンド信号にフィードバ
ックする第１のフィードバック手段と、アクチュエータ
の変位を検出した前記信号をフィードバックしコマンド
信号との偏差信号を生成し、これを積分して前向き回路
に入力する第２のフィードバックの手段と、を設けたこ
とを特徴とするサーボ制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63171873A JPH0226301A (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | サーボ制御装置 |
| US07/375,680 US4967124A (en) | 1988-07-12 | 1989-07-05 | Servo control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63171873A JPH0226301A (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | サーボ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0226301A true JPH0226301A (ja) | 1990-01-29 |
Family
ID=15931375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63171873A Pending JPH0226301A (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | サーボ制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4967124A (ja) |
| JP (1) | JPH0226301A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0385459A3 (en) * | 1989-03-02 | 1990-11-14 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Synchronizing control apparatus |
| US5034877A (en) * | 1989-10-26 | 1991-07-23 | Shultz James C | Motion control |
| DE10006367A1 (de) * | 2000-02-12 | 2001-08-16 | Festo Ag & Co | Fluidtechnisches System mit Sicherheitsfunktion |
| US20040221896A1 (en) * | 2003-05-08 | 2004-11-11 | Ballenger Devane R. | Position detector for an electro hydraulic servo valve |
| GB0611525D0 (en) * | 2006-06-10 | 2006-07-19 | Goodrich Actuation Systems Sas | Actuator arrangement |
| US10969035B2 (en) * | 2016-03-03 | 2021-04-06 | Woodward, Inc. | Redundant vehicle control systems |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1131017A (en) * | 1966-03-15 | 1968-10-16 | Elliott Brothers London Ltd | Improvements relating to multiple channel servo systems |
| GB1350084A (en) * | 1971-02-18 | 1974-04-18 | Rank Organisation Ltd | Servomechanisms |
| US4078750A (en) * | 1977-03-08 | 1978-03-14 | United Technologies Corporation | Speed-variable limits in fail-safe actuators |
| JPS6032327B2 (ja) * | 1978-03-06 | 1985-07-27 | 自動車機器株式会社 | ソレノイドコイルを用いた電気−機械変換器の駆動回路 |
| JPS5514346A (en) * | 1978-07-17 | 1980-01-31 | Hitachi Ltd | Servo drive system |
| FR2442484A1 (fr) * | 1978-11-22 | 1980-06-20 | Materiel Telephonique | Dispositif electronique de surveillance de fonctionnement de servoverin hydraulique |
| US4304375A (en) * | 1979-05-17 | 1981-12-08 | Textron Inc. | Electrically controlled elevator |
| JPS58174701A (ja) * | 1982-04-07 | 1983-10-13 | Diesel Kiki Co Ltd | 油圧アクチユエ−タ装置 |
| FI72025C (fi) * | 1982-11-04 | 1987-04-13 | Valmet Oy | Regleringssystem foer en traktor. |
| GB8322473D0 (en) * | 1983-08-20 | 1983-09-21 | Int Computers Ltd | Printed circuit boards |
| DE3431583A1 (de) * | 1984-08-28 | 1986-03-13 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Vorrichtung zur automatischen beseitigung von steuerkraftfehlern bei luftfahrzeugen, insbesondere hubschraubern |
| US4790233A (en) * | 1984-09-04 | 1988-12-13 | South Bend Lathe, Inc. | Method and apparatus for controlling hydraulic systems |
-
1988
- 1988-07-12 JP JP63171873A patent/JPH0226301A/ja active Pending
-
1989
- 1989-07-05 US US07/375,680 patent/US4967124A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4967124A (en) | 1990-10-30 |
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