JPH03179501A - 油圧サーボ系の制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、油圧圧下圧延機、油圧プレス等の油圧機器に
適用される油圧サーボ系の制御油圧サーボ系の制御装置
に関する。

［従来の技術］ 一般に、圧延機の板厚制御等に使用されている油圧サー
ボ系のゲインは経年変化するもので、適宜その調整を行
なう必要がある。ゲインが最適値よりも大きいと、系が
不安定になり、第６図（ａ）に示すステップ信号に対し
て第５図（ａ）に示すようなハンチングを起こす危険性
がある。また、ゲインが小さいと、第６図（ａ）に示す
ステップ信号に対して第５図（ｃ）に示すような出力が
得られ。

応答性が極めて悪くなる。なお、第５図（ｂ）はゲイン
が最適値の出力を示している。

従来、油圧サーボ系のゲインｉＡ整は、圧延機を停止さ
せた状態で行なわれている。即ち、圧延機を停止させ、
擬似信号を入力して、この入力信号と油圧サーボ系から
の出力信号とを比較することにより、油圧サーボ系の動
特性を測定し、ゲインの調整を行なっている。

擬似信号による動特性測定としては、 ■擬似信号に第６図（ａ）に示すようなステップ信号を
用い、第６図（ｂ）に示すような出力信３を得て即応性
を調べる手段 ■擬似信号に第７図（ａ）に示すような正弦波スイープ
を用い、第７図（ｂ）に示すような出力信号を得て、こ
れらの比によるボード線図〔第７図（ｃ）参照〕上で特
性を調べる手段 などがある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、油圧サーボ系のゲイン調整に際して、上
述のような動特性測定手段■、■では、いずれも油圧サ
ーボ系へ擬似信号を入力するので、圧延、油圧プレスな
どの作業を停止させる必要があり、その測定作業に２〜
３時間もかかり人手も必要である。また、実際の圧延中
（オンライン）の浦圧サーボ系の動特性と、圧延停止中
（オフライン）での動特性とが異なることも予想され、
正確なゲイン調整を行なえない可能性もある。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、
油圧サーボ系の動作を停止させることなく油圧サーボ系
の調整を行なえ、制御の容易化。

迅速化、精度向上をはかった、油圧サーボ系の制御装置
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の油圧サーボ系の制
御装Ｗ（請求項１）は、油圧サーボ系と同一の入力信号
を受けて前記油圧サーボ系の理想的動特性をシミュレー
トする模擬回路と、該模擬回路からの出力信号と前記油
圧サーボ系からの実出力信号との偏差に基づき前記入力
信号を補正して前記油圧サーボ系を制御するフィードバ
ック制御手段と、前記油圧サーボ系のハンチング状態を
検出するハンチング検出手段と、該ハンチング検出手段
によるハンチング検出時には前記油圧サーボ系のゲイン
を修正してハンチングを抑えるゲイン調整手段とをそな
えたことを特徴としている。

また、本発明のサーボ系の制御装置（請求項２）は、前
記ハンチング検出手段が、前記油圧サーボ系からの実出
力信号の周期性を調べ、該実出力信号の周波数と予め設
定されているハンチング発生時周波数と一致した場合に
ハンチングが発生したと判断することを特徴としている
。

［作　　　用］ 上述した本発明の油圧サーボ系の制御装置（請求項１）
では、基本的には、油圧サーボ系の動作中に油圧サーボ
系の実出力信号を検出するとともに、油圧サーボ系への
入力信号と同一の信号を模擬回路へ入力して理想的な出
力信号を得て、これらの出力信号の偏差を油圧サーボ系
へフィードバックして、フィードバック制御手段により
、油圧サーボ系から理想的な出力が得られるように入力
信号を補正して油圧サーボ系が制御される。ただし、油
圧サーボ系のゲインが大きすぎて不安定になった場合に
は、ハンチングが発生するが、このとき油圧サーボ系へ
の入力信号を補正することによりハンチングを抑制する
ことは困難であるので。

ハンチング検出手段により油圧サーボ系のハンチング状
態を検出した際には、ゲイン調整手段により、直接、油
圧サーボ系のゲインを低下修正してハンチングが抑制さ
れる。

また、請求項２の装置では、ハンチング検出手段により
、油圧サーボ系からの実出力信号の周期性を見ることに
よりハンチング判定が行なわれ、ハンチングを軽度のう
ちに検知することができる。

［発明の実施例］ 以下１図面により本発明の一実施例としての、１１Ｊ圧
サーボ系の制御装置について説明すると、第１図はその
ブロック図、第２図（ａ）〜（ｄ）はその基本的な制御
動作を説明するためのタイミングチャート、第３図はそ
のハンチング検出子ｊ頃およびハンチング時の制御を説
明するためのフローチャート、第４図（ａ）〜（ｃ）は
そのハンチング検出手順を具体的に説明するためのグラ
フである。

第１図において、１は制御対象の油圧サーボ系、２はこ
の油圧サーボ系１と同一の入力信号（指令値）Ｕを受け
て油圧サーボ系１の理想的動特性をシミュレートすべく
電気回路等で構成された模擬回路で、これらの油圧サー
ボ系１および模擬回路２は、それぞれ、出力信号ｙ＋Ｙ
ｏを演算器１ａ。

２ａにより入力信号Ｕにフィードバックされるフィード
バック系となっている。また、３は動作中の油圧サーボ
系上からの実出力信号ｙと模擬回路２からの理想的な出
力信号ｙ。どの偏差Δｙ　（＝　ｙｙｏ）を演算する演
算器、４はこの演算器３からの偏差Δｙにより入力信号
Ｕを減算補正して油圧サーボ系１を制御するための演算
器（フィードバック制御手段）、５は油圧サーボ系１の
ハンチング状態を油圧サーボ系１からの実出力信号ｙに
基づいて後述する手段により検出するハンチング検出器
、６はこのハンチング検出器５によるハンチング検出時
には油圧サーボ系１のゲインを修正してハンチングを抑
えるゲイン調整器である。

上述の構成により、基本的には、油圧サーボ系１の動作
中にこの油圧サーボ系１からの実出力信号ｙを検出し、
また同時に、油圧サーボ系１と並列的に設けられて同一
の入力信号ｕを模擬回路２へ入力することにより、油圧
サーボ系１の理想的な出力信号ｙ。を得る。そして、こ
れらの出力信号ｙ＋　ｙｏの偏差Δｙに基づき、演算器
４により入力信号Ｕを減算補正することで、油圧サーボ
系ｌのフィードバック制御が行なわれ、油圧サーボ系１
の実出力信号ｙが、理想的な出力信号ｙ０となるように
制御されることになる。

例えば、入力信号Ｕとして第２図（ａ）に示すステップ
信号が、油圧サーボ系１および模擬回路２に入力された
場合に、模擬回路２から理想的な出力信号ｙ。とじて第
２図（ｂ）に示すものが、また、油圧サーボ系１から実
出力信号ｙとして第２図（ｃ）に示すものが得られたと
する。この場合、第２図（ｂ）、（ｃ）から明らかなよ
うに、実機である油圧サーボ系１の応答が遅くゲインが
小さくなっている。ここで、この応答遅れを解消するた
めに、油圧サーボ系ｌのゲインをゲイン調整器６により
直接上げるという手段をとることもできるが、ゲインを
上げると油圧サーボ系１が不安定になりハンチングを起
こす危険性がある。そこで、このような場合、本実施例
では、ゲインの上昇変更は行なわず、第２図（ｄ）に示
すような両出力信号ｙ。

ｙｏの偏差Δｙにより、油圧サーボ糸上への入力信号Ｕ
に対して減算補正を施す。これにより、実機の油圧サー
ボ系１の出力を理想的な出力ｙ。に近づけることができ
る。

一方、油圧サーボ系１のゲインが大きすぎて不安定にな
り、ハンチングが発生した場合には、前述のごとく入力
信号Ｕに偏差Δｙによる補正を行なうだけでは、ハンチ
ングを抑制することは困難である。そこで、本実施例で
は、ハンチング発生時には、ハンチング検出器５により
これを検出して、ゲイン調整器６により油圧サーボ系１
のゲインを直接低下させ調整する。

ここで、まず、ハンチング検出器５のハンチング検出原
理および手順について第３．４図により説明する。油圧
サーボ系↓の実出力信号ｙを見ると、正常時には第４図
（ａ）に示すような波形が得られる。即ち、周期性のな
いランダムな波形である。ハンチング発生時には、第４
図（ｂ）に示すような正弦波に近い周期的な波形が表れ
ることになる。この点に着目し、ハンチング検出器５に
より次の手順■〜■でハンチング判定を行なう。

■一定時間だけ油圧サーボ系１からの出力信号ｙをサン
プリングする（第３図のステップＳｌ）。

■サンプリングした油圧サーボ糸上の出力信号ｙの平均
値ｙを演算し、オフセット分を除く（第３図のステップ
Ｓ２）。

■オフセットを除いた出力信号ｙが零となる点、つまり
、実出力信号ｙが平均値ｙと一致する点の間隔〔時間；
具体的には第４図（ｃ）に示すｔ１〜ｔｓ）を求める（
第３図のステップＳ３）。

■ハンチングが起きた場合に発生する正弦波に近い周期
性信号の周波数は決まっているので、ステップＳ３で求
めた間隔ｔ１〜ｔ５の分散がある一定値以内にあり、且
つ、これら間隔ｔ１〜ｔ、の平均がハンチング時に発生
すると予想される正弦波の周期と一致する場合、ハンチ
ングが発生したと判断する（それぞれ第３図のステップ
Ｓ４，８５）。

■ハンチング発生時には、油圧サーボ系１のゲインを予
め設定した値分だけゲイン調整器６により下げる（第３
図のステップＳ６）。

このように、本実施例の油圧サーボ系の制御装置によれ
ば、圧延を停止させてゲインを調整する必要がなくなり
、これに要する時間や人手を省くことができる。また、
ゲイン低下時には、ハンチングを誘発するおそれのある
ゲイン上げ操作をすることなく、実機の油圧サーボ系１
と模擬回路２との出力偏差Δｙを用いて、入力信号Ｕの
補正を行ない、油圧サーボ系ｌの実出力信号ｙを理想的
な出力信号ｙ０へ近づける制御を行なうことができる。

従って、ゲイン低下を検出するための装置も必要ない。

また、従来ではハンチングがひどくなり、作業者が感知
できる程度になってからしかハンチングに対応できなか
ったが、油圧サーボ系１の出力信号を見ることにより、
ハンチングを軽度のうちに検知しゲインを下げることが
でき、ハンチングを軽度のうちに確実に抑制できる。

さらに、実出力信号ｙの波形の周期を見るだけでハンチ
ング判定を行なえるので、ＦＦＴアナライザを用いる手
段等に比較して、ハンチング検知が短時間で行なわれ、
その分だけハンチングに対して早い対応をとることがで
きる。

なお、上記実施例では、ゲインが低い場合にはゲイン上
げ操作を行なわずに油圧サーボ系１に対する入力補正の
みで制御を行なっているが、第２図（ｄ）に示す面出力
信号ｙ、ｙｏの偏差Δｙが大きく、ゲイン低下がはなは
だしい場合に限りゲイン上げ操作を行なうようにしても
よい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の油圧サーボ系の制御装置
（請求項１）によれば、模擬回路からの出力信号と油圧
サーボ系からの実出力信号との偏差に基づき、フィード
バック制御手段により入力信号を補正して油圧サーボ系
を制御する一方、ハンチング検出手段によるハンチング
検出時には、ゲイン調整手段により油圧サーボ系のゲイ
ンを修正してハンチングを抑えるように構成したので、
圧延を停止させてゲインを調整する必要がなくなり、こ
れに要する時間や人手を省けるほか、ゲイン低下時には
、ハンチングを誘発するおそれのあるゲイン上げ操作を
することなく、油圧サーボ系と模擬回路との出力偏差に
よるフィードバック制御が行なわれる一方、ゲイン高の
ために生じるハンチング時には、ゲイン調整により確実
にハンチングを抑制することができる。

また、請求項２の装置によれば、ハンチング検出手段に
より、油圧サーボ系からの実出力信号の周期性を見るこ
とによりハンチング判定を行なうので、ハンチングを軽
度のうちに短時間で検知でき、ハンチングを軽度のうち
に確実に抑制できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の一実施例としての油圧サーボ系の
制御装置を示すもので、第１図はそのブロック図、第２
図（ａ）〜（ｄ）はその基本的な制御動作を説明するた
めのタイミングチャート、第３図はそのハンチング検出
手順およびハンチング時の制御を説明するためのフロー
チャート、第４図（ａ）〜（ｃ）はそのハンチング検出
手順を具体的に説明するためのグラフであり、第５図（
ａ）〜（ｃ）は一般的な油圧サーボ系のゲイン変化に応
じたステップ応答例を示すグラフ、第６図（ａ）、（ｂ
）は従来の油圧サーボ系の動特性測定手段を説明するた
めのグラフ、第７図（ａ）〜（ｃ）は他の従来の油圧サ
ーボ系の動特性測定手段を説明するためのグラフである
。 図において、１−油圧サーボ系、１ａ−演算器。 ２−模擬回路、２ａ、３−演算器、４−演算器（フィー
ドバック制御手段）、５−ハンチング検出器、６−ゲイ
ン調整器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧サーボ系を制御するための装置において、前
   記油圧サーボ系と同一の入力信号を受けて前記油圧サー
   ボ系の理想的動特性をシミュレートする模擬回路と、該
   模擬回路からの出力信号と前記油圧サーボ系からの実出
   力信号との偏差に基づき前記入力信号を補正して前記油
   圧サーボ系を制御するフィードバック制御手段とがそな
   えられるとともに、前記油圧サーボ系のハンチング状態
   を検出するハンチング検出手段と、該ハンチング検出手
   段によるハンチング検出時には前記油圧サーボ系のゲイ
   ンを修正してハンチングを抑えるゲイン調整手段とがそ
   なえられたことを特徴とする油圧サーボ系の制御装置。
2. （２）前記ハンチング検出手段が、前記油圧サーボ系か
   らの実出力信号の周期性を調べ、該実出力信号の周波数
   と予め設定されているハンチング発生時周波数と一致し
   た場合にハンチングが発生したと判断することを特徴と
   する請求項１記載の油圧サーボ系の制御装置。