JPH03186601A - 電気油圧サーボ機構 - Google Patents
電気油圧サーボ機構Info
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- JPH03186601A JPH03186601A JP1324216A JP32421689A JPH03186601A JP H03186601 A JPH03186601 A JP H03186601A JP 1324216 A JP1324216 A JP 1324216A JP 32421689 A JP32421689 A JP 32421689A JP H03186601 A JPH03186601 A JP H03186601A
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- differential transformer
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- differential
- piston
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/16—Special measures for feedback, e.g. by a follow-up device
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B9/00—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
- F15B9/02—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
- F15B9/03—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type with electrical control means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (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、電気油圧サーボ機構に関し、特に単一の操作
対象に対して複数の油圧アクチュエータをパラレルに作
動させる場合に効果的な電気油圧サーボ機構に関する。
対象に対して複数の油圧アクチュエータをパラレルに作
動させる場合に効果的な電気油圧サーボ機構に関する。
（従来の技術）
従来、電気油圧サーボ機構、例えば、航空機の舵面制御
等を行う電気油圧サーボ機構においては、同一の操作対
象に対して複数の油圧アクチュエータ（以下、単にアク
チュエータともいう）が並列に設けられ、これら複数の
アクチュエータが指令信号（サーボコマンド）により同
時にパラレルに作動するようになっており、アクチュエ
ータのいずれかが失陥した場合でも舵面制御が可能なよ
うに安全設計がなされている。そして、この種の電気油
圧サーボ機構においては、例えば、第５図のダイアグラ
ムに示すような制御が行われている。
等を行う電気油圧サーボ機構においては、同一の操作対
象に対して複数の油圧アクチュエータ（以下、単にアク
チュエータともいう）が並列に設けられ、これら複数の
アクチュエータが指令信号（サーボコマンド）により同
時にパラレルに作動するようになっており、アクチュエ
ータのいずれかが失陥した場合でも舵面制御が可能なよ
うに安全設計がなされている。そして、この種の電気油
圧サーボ機構においては、例えば、第５図のダイアグラ
ムに示すような制御が行われている。
なお、同図はアクチュエータが静止した（定常）状態に
おけるサーボエラーとアクチュエータ出力の関係を示し
ている。
おけるサーボエラーとアクチュエータ出力の関係を示し
ている。
第５図において、外力を受けたアクチュエータ（例えば
油圧シリンダ）１のサーボ目標位置と実際の位置の差を
ΔＸ、増幅器２の増幅ゲインをに１、位置検出器３の変
換ゲインをに２、アクチュエータ１のピストン受圧面積
をＡとすると、サーボエラーｅ＝に、 ・ΔＸであり
、サーボバルブ４のバルブ圧力ゲインに、が飽和してい
ない範囲において、アクチュエータ１は外力Ｆに対抗す
る反作用力Ｆを出力して力の釣り合いを保つから、次式
〇が成立する。
油圧シリンダ）１のサーボ目標位置と実際の位置の差を
ΔＸ、増幅器２の増幅ゲインをに１、位置検出器３の変
換ゲインをに２、アクチュエータ１のピストン受圧面積
をＡとすると、サーボエラーｅ＝に、 ・ΔＸであり
、サーボバルブ４のバルブ圧力ゲインに、が飽和してい
ない範囲において、アクチュエータ１は外力Ｆに対抗す
る反作用力Ｆを出力して力の釣り合いを保つから、次式
〇が成立する。
Ｆ＝Ｆ
＝ｅ −Ｋ、−Ｋ３− Ａ ・−・−・■したがって
、このときの外力Ｆに対するアクチュエータ１の剛性を
ＫＡとすると、この剛性ＫＡを次式〇で表すことができ
る。
、このときの外力Ｆに対するアクチュエータ１の剛性を
ＫＡとすると、この剛性ＫＡを次式〇で表すことができ
る。
Ｋ、＝Ｆ／ΔＸ
ｅ−に、 ・Ｋ、・Ａ
ｅ ／ Ｋ。
＝に、−に、 ・Ｋ、・Ａ ・・・・・・＠すなわち
、アクチュエータ１の外力に対する剛性は一定である。
、アクチュエータ１の外力に対する剛性は一定である。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、このような従来の電気油圧サーボ機構に
あっては、操作対象をアクチュエータｌで把持するよう
な場合、操作対象に過度の応力が生じたりするという問
題があった。また、航空機の舵面制御においては、同一
の操作対象（舵面）を一定期性の複数のアクチュエータ
１でパラレルに操作する構成であるため、各アクチュエ
ータ１の位置精度の誤差により同等の剛性を有する複数
のアクチュエータ１の間に力の対抗（フォースファイト
）が生じたり操作力がばらついたりして、操作対象に好
ましくない応力が加わってしまうという問題があった。
あっては、操作対象をアクチュエータｌで把持するよう
な場合、操作対象に過度の応力が生じたりするという問
題があった。また、航空機の舵面制御においては、同一
の操作対象（舵面）を一定期性の複数のアクチュエータ
１でパラレルに操作する構成であるため、各アクチュエ
ータ１の位置精度の誤差により同等の剛性を有する複数
のアクチュエータ１の間に力の対抗（フォースファイト
）が生じたり操作力がばらついたりして、操作対象に好
ましくない応力が加わってしまうという問題があった。
そこで本発明は、アクチュエータの剛性を適宜調整する
ことにより、アクチュエータ同士の力の対抗や操作力の
ばらつきを緩和して、操作対象に不必要な応力が加わる
のを防止したり、必要な場合には操作対象に大きな力を
働かせることができるようにすることを目的としている
。
ことにより、アクチュエータ同士の力の対抗や操作力の
ばらつきを緩和して、操作対象に不必要な応力が加わる
のを防止したり、必要な場合には操作対象に大きな力を
働かせることができるようにすることを目的としている
。
（課題を解決するための手段）
本発明は、上記の目的を達成するために、操作対象に連
結される出力部材を一対の油圧室の間の差圧により変位
させる油圧アクチュエータと、電気信号を入力して一対
の油圧室の差圧を変化させる電気油圧変換手段と、出力
部材の変位に対応する誘導起電力を出力する第１の差動
変圧器と、第１の差動変圧器の出力および外部からの指
令信号入力に応じて電気信号を生成し、該電気信号を電
気油圧変換手段に出力する制御回路と、を備えた電気油
圧サーボ機構において、前記一対の油圧室の油圧を受圧
して両地圧室の差圧に応じて変位する受圧部材と、受圧
部材の変位に対応する誘導起電力を出力するとともに該
出力を第１の差動変圧器の出力にバイアスさせる第２の
差動変圧器と、を設けたことを特徴とするものである。
結される出力部材を一対の油圧室の間の差圧により変位
させる油圧アクチュエータと、電気信号を入力して一対
の油圧室の差圧を変化させる電気油圧変換手段と、出力
部材の変位に対応する誘導起電力を出力する第１の差動
変圧器と、第１の差動変圧器の出力および外部からの指
令信号入力に応じて電気信号を生成し、該電気信号を電
気油圧変換手段に出力する制御回路と、を備えた電気油
圧サーボ機構において、前記一対の油圧室の油圧を受圧
して両地圧室の差圧に応じて変位する受圧部材と、受圧
部材の変位に対応する誘導起電力を出力するとともに該
出力を第１の差動変圧器の出力にバイアスさせる第２の
差動変圧器と、を設けたことを特徴とするものである。
（作用）
本発明では、出力部材を変位させる油圧アクチュエータ
の一対の油圧室間の差圧に応じて受圧部材が変位し、該
受圧部材の変位に対応する第２の差動変圧器の出力が、
出力部材の変位に対応する第１の差動変圧器の出力にバ
イアスされる。
の一対の油圧室間の差圧に応じて受圧部材が変位し、該
受圧部材の変位に対応する第２の差動変圧器の出力が、
出力部材の変位に対応する第１の差動変圧器の出力にバ
イアスされる。
したがって、例えば静止状態における油圧アクチュエー
タ同士の力の対抗によって出力部材に力が加わり、一対
の油圧室間に差圧が生じると、該差圧を受圧した受圧部
材が変位して第２の差動変圧器の出力が第１の差動変圧
器の出力にバイアスされ、油圧アクチュエータ同士の対
抗力が減少するようにサーボループの定常偏差が増大さ
れ、油圧アクチュエータ同士の力の対抗を緩和するよう
に剛性が調整される。また、第１の差動変圧器に対する
第２の差動変圧器のバイアスのかけ方によっては、フォ
ースファイト（力の対抗）の緩和でなく、外力による定
常偏差を減少させる位置制御が可能となる。
タ同士の力の対抗によって出力部材に力が加わり、一対
の油圧室間に差圧が生じると、該差圧を受圧した受圧部
材が変位して第２の差動変圧器の出力が第１の差動変圧
器の出力にバイアスされ、油圧アクチュエータ同士の対
抗力が減少するようにサーボループの定常偏差が増大さ
れ、油圧アクチュエータ同士の力の対抗を緩和するよう
に剛性が調整される。また、第１の差動変圧器に対する
第２の差動変圧器のバイアスのかけ方によっては、フォ
ースファイト（力の対抗）の緩和でなく、外力による定
常偏差を減少させる位置制御が可能となる。
（実施例）
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第１〜４図は本発明の一実施例を示す図である。
まず、槽底を説明する。第１図において、１１は例えば
直動型の油圧アクチュエータ、１２は電気油圧変換手段
例えば電磁比例制御形のサーボ弁であり、油圧アクチュ
エータ１１は両端部にポート１１ａ。
直動型の油圧アクチュエータ、１２は電気油圧変換手段
例えば電磁比例制御形のサーボ弁であり、油圧アクチュ
エータ１１は両端部にポート１１ａ。
１１ｂが形成されたシリンダ１３と、シリンダ１３内に
摺動自在に収納されてシリンダ１３との間に一対の油圧
室１４Ａ、１４Ｂを両底するピストン１５（出力部材）
とを有している。サーボ弁１２は詳細を図示しないが、
図外の油圧ポンプおよび油タンクに接続された圧力ポー
トおよびドレンポートを有しており、例えば内部のスプ
ールを電磁コイル１６を含むソレノイドにより後述する
電気信号入力に応じて駆動し、両ボートｌｌａ、ｌｌｂ
のうち任意の一方を圧力ポートに連通させるとともに他
方をドレンポートに連通させて油圧室１４Ａ、１４Ｂの
差圧を変化させることができる。そして、油圧アクチュ
エータ１１はこのサーボ弁１２の作動に基づく油圧室１
４Ａ。
摺動自在に収納されてシリンダ１３との間に一対の油圧
室１４Ａ、１４Ｂを両底するピストン１５（出力部材）
とを有している。サーボ弁１２は詳細を図示しないが、
図外の油圧ポンプおよび油タンクに接続された圧力ポー
トおよびドレンポートを有しており、例えば内部のスプ
ールを電磁コイル１６を含むソレノイドにより後述する
電気信号入力に応じて駆動し、両ボートｌｌａ、ｌｌｂ
のうち任意の一方を圧力ポートに連通させるとともに他
方をドレンポートに連通させて油圧室１４Ａ、１４Ｂの
差圧を変化させることができる。そして、油圧アクチュ
エータ１１はこのサーボ弁１２の作動に基づく油圧室１
４Ａ。
１４Ｂの間の差圧によりピストン１５をその軸方向に変
位（ストローク）させ、ピストン１５の一端部１５ａに
連結された連結部材１７を介して図外の航空機の制御舵
面を操舵する。
位（ストローク）させ、ピストン１５の一端部１５ａに
連結された連結部材１７を介して図外の航空機の制御舵
面を操舵する。
また、ピストン１５は他端部１５ｂ側で第１の差動変圧
器１８により位置（変位）を検出されるようになってい
る。第１の差動変圧器１８は、ピストン１５の他端部１
５ｂに連結されてピストン１５に連動するコア１９と、
交流電源２０により一定周波数・一定電圧で励磁される
１次コイル２１と、コア１９の位置に対応した誘導起電
力を生ずる一対のコイル２２ａ。
器１８により位置（変位）を検出されるようになってい
る。第１の差動変圧器１８は、ピストン１５の他端部１
５ｂに連結されてピストン１５に連動するコア１９と、
交流電源２０により一定周波数・一定電圧で励磁される
１次コイル２１と、コア１９の位置に対応した誘導起電
力を生ずる一対のコイル２２ａ。
２２ｂからなる２次コイル２２とを有しており、２次コ
イル２２はコア１９の基準位置（図示位置）における出
力電圧が零となるようコイル２２ａ、２２ｂを逆極性に
接続し、コア１９の変位に対応するこれらの差電圧によ
る交流出力を整流回路２３に出力する。
イル２２はコア１９の基準位置（図示位置）における出
力電圧が零となるようコイル２２ａ、２２ｂを逆極性に
接続し、コア１９の変位に対応するこれらの差電圧によ
る交流出力を整流回路２３に出力する。
整流回路２３はコイル２２ａ、２２ｂに対応する一対の
ダイオード２４Ａ、２４Ｂおよび抵抗２５Ａ、２５Ｂを
有しており、これらにより２次コイル２２の出力を整流
してオペアンプ２６の入力端子間電圧として与える。こ
のオペアンプ２６の出力端子は平滑フィルタ２７および
抵抗２８を介してサミングアンプ２９の一入力端に接続
されており、オペアンプ２６側からの電流と抵抗３１を
介して外部から入力されるサーボコマンド入力とがすξ
フグアンプ２９の反転力として与えられ、サミングアン
プ２９の出力電流がトランジスタ等からなる電流アンプ
３２により増幅されてサーボ弁１２の電磁コイル１６へ
の入力電流となるようになっている。すなわち、これら
の整流回路２３、オペアンプ２６、平滑フィルタ２７、
抵抗２Ｂ、 ３１．サミングアンプ２９および電流アン
プ３２は、第１０差動変圧器１８の出力および外部から
の指令信号入力に応じて電磁コイル１６への入力電流で
ある電気信号を生成し、該電気信号をサーボ弁１２に出
力する制御回路３３を構成している。
ダイオード２４Ａ、２４Ｂおよび抵抗２５Ａ、２５Ｂを
有しており、これらにより２次コイル２２の出力を整流
してオペアンプ２６の入力端子間電圧として与える。こ
のオペアンプ２６の出力端子は平滑フィルタ２７および
抵抗２８を介してサミングアンプ２９の一入力端に接続
されており、オペアンプ２６側からの電流と抵抗３１を
介して外部から入力されるサーボコマンド入力とがすξ
フグアンプ２９の反転力として与えられ、サミングアン
プ２９の出力電流がトランジスタ等からなる電流アンプ
３２により増幅されてサーボ弁１２の電磁コイル１６へ
の入力電流となるようになっている。すなわち、これら
の整流回路２３、オペアンプ２６、平滑フィルタ２７、
抵抗２Ｂ、 ３１．サミングアンプ２９および電流アン
プ３２は、第１０差動変圧器１８の出力および外部から
の指令信号入力に応じて電磁コイル１６への入力電流で
ある電気信号を生成し、該電気信号をサーボ弁１２に出
力する制御回路３３を構成している。
一方、シリンダ１３の周壁の一部にはピストン１５と平
行なモジュレーティングピストン（受圧部材）４１が摺
動自在に収納されており、モジュレーティングピストン
４１はシリンダ１３との間に油圧室１４Ａ。
行なモジュレーティングピストン（受圧部材）４１が摺
動自在に収納されており、モジュレーティングピストン
４１はシリンダ１３との間に油圧室１４Ａ。
１４Ｂに連通ずる一対の受圧室４２Ａ、４２Ｂを！ｊｉ
威している。受圧室４２Ａ、４２Ｂ内にはスプリング４
３Ａ。
威している。受圧室４２Ａ、４２Ｂ内にはスプリング４
３Ａ。
４３Ｂが縮設されており、モジュレーティングピストン
４１はスプリング４３Ａ、４３Ｂによって両者の反力が
釣り合う位置に保持され、油圧室１４Ａ、 １４Ｂの間
に差圧が生じるとき、油圧室１４Ａ、１４Ｂの差圧であ
る受圧室４２Ａ、４２Ｂの差圧（油圧）を受圧して変位
する。このモジュレーティングピストン４１の変位は第
２の差動変圧器４４によって検出されるようになってお
り、第２の差動変圧器４４は、モジュレーティングピス
トン４１に連結されてモジュレーティングピストン４１
に連動するコア４５と、１次コイル２１と直列に接続さ
れて交流電源２０により一定周波数・一定電圧で励磁さ
れる１次コイル４６と、コア４５の位置に対応した誘導
起電力を生じる一対のコイル４７ａ、４７ｂからなる２
次コイル４７とを有している。２次コイル４７はコイル
４７ａ、４７ｂをコイル２２ａ、２２ｂに直列に接続し
て２次コイル２２と整流回路２３の間に挿入されており
、コア４５の変位に対応する２次コイル４７の出力（起
電圧）が第１の差動変圧器１８の出力にバイアスとして
与えられるようになっている。
４１はスプリング４３Ａ、４３Ｂによって両者の反力が
釣り合う位置に保持され、油圧室１４Ａ、 １４Ｂの間
に差圧が生じるとき、油圧室１４Ａ、１４Ｂの差圧であ
る受圧室４２Ａ、４２Ｂの差圧（油圧）を受圧して変位
する。このモジュレーティングピストン４１の変位は第
２の差動変圧器４４によって検出されるようになってお
り、第２の差動変圧器４４は、モジュレーティングピス
トン４１に連結されてモジュレーティングピストン４１
に連動するコア４５と、１次コイル２１と直列に接続さ
れて交流電源２０により一定周波数・一定電圧で励磁さ
れる１次コイル４６と、コア４５の位置に対応した誘導
起電力を生じる一対のコイル４７ａ、４７ｂからなる２
次コイル４７とを有している。２次コイル４７はコイル
４７ａ、４７ｂをコイル２２ａ、２２ｂに直列に接続し
て２次コイル２２と整流回路２３の間に挿入されており
、コア４５の変位に対応する２次コイル４７の出力（起
電圧）が第１の差動変圧器１８の出力にバイアスとして
与えられるようになっている。
この電気的バイアスは、簡単なダイアダラムと状態方程
式を用いて第２図のように表すことができる。なお、同
図において、ｉ、は１次コイル２１゜４６を流れる１次
側電流、ｙはピストン１５の変位（ストローク）、ｘは
モジュレーティングピストン４１の変位、Ｍ、はｙ＝０
における第１の差動変圧器１８の相互インダクタンス、
ＭｌｌはＸ＝Ｏにおける第２の差動変圧器４４の相互イ
ンダクタンス、Ｍｓ’ｙはピストン１５の変位ｙに伴う
相互インダクタンスＭ、の変化量、Ｍ、’ｘはモジュレ
ーティングピストン４１の変位Ｘに伴う相互インダクタ
ンスＭ、の変化量、Ｌ、は第１の差動変圧器１８のコイ
ル２２ａ、２２ｂの自己インダクタンス、Ｌｍは第２の
差動変圧器４４のコイル４７ａ、４７ｂの自己インダク
タンス、１１はダイオード２４Ａおよび抵抗２５Ａを含
む２次側ループＡを流れる電流、１２はダイオード２４
Ｂおよび抵抗２５Ｂを含む２次側ループＢを流れる電流
、Ｚは整流回路２３におけるループＡ、Ｂ各々のインピ
ーダンス、ｅｌは２次側ループＡの出力電圧、ｅ２は２
次側ループＢの出力電圧である。
式を用いて第２図のように表すことができる。なお、同
図において、ｉ、は１次コイル２１゜４６を流れる１次
側電流、ｙはピストン１５の変位（ストローク）、ｘは
モジュレーティングピストン４１の変位、Ｍ、はｙ＝０
における第１の差動変圧器１８の相互インダクタンス、
ＭｌｌはＸ＝Ｏにおける第２の差動変圧器４４の相互イ
ンダクタンス、Ｍｓ’ｙはピストン１５の変位ｙに伴う
相互インダクタンスＭ、の変化量、Ｍ、’ｘはモジュレ
ーティングピストン４１の変位Ｘに伴う相互インダクタ
ンスＭ、の変化量、Ｌ、は第１の差動変圧器１８のコイ
ル２２ａ、２２ｂの自己インダクタンス、Ｌｍは第２の
差動変圧器４４のコイル４７ａ、４７ｂの自己インダク
タンス、１１はダイオード２４Ａおよび抵抗２５Ａを含
む２次側ループＡを流れる電流、１２はダイオード２４
Ｂおよび抵抗２５Ｂを含む２次側ループＢを流れる電流
、Ｚは整流回路２３におけるループＡ、Ｂ各々のインピ
ーダンス、ｅｌは２次側ループＡの出力電圧、ｅ２は２
次側ループＢの出力電圧である。
ここで、１次側電２１！ＬｉＰが２次側電流ＩＡ ＋
ｊ８の電流変化の影響を受けないで制御されているも
のとすると、第１゜ 第２の差動変圧器１８゜ ４４の出 力と変位Ｘ。
ｊ８の電流変化の影響を受けないで制御されているも
のとすると、第１゜ 第２の差動変圧器１８゜ ４４の出 力と変位Ｘ。
ｙの関係について次式ので表すこと
ができる。
＋Ｚｉｚ＝Ｏ・・・・・・■
これをラプラス変換することにより次式■が得られ、
・・・・・・■
ｅｚ＝Ｚｉｚ
（ＬＳ
＋Ｌ。
）
ｊω（Ｚが条件で
あるから、
次式■が成立する。
ｘ
（Ｍ Ｓ
＋Ｍ。
＋Ｍ。
十Ｍｌｌ
Ｘ）
ＳＩ。
・・・・・・■
但し、ここで変数の大文字はラプラス変換を意味してお
り、Ｓは微分演算子、ｊは虚数単位、ωは１次側電流周
波数である。
り、Ｓは微分演算子、ｊは虚数単位、ωは１次側電流周
波数である。
同様に次式■が成立し、
Ｅ＋ ＝ （Ｍｓ Ｍｓ ’ Ｖ
＊ ＭＢ ＭＢ ’ Ｘ ） Ｓ Ｉ ｐ −−■整
流回路２３の出力をＥ、−Ｅ、とすれば、となり、ピス
トン１５の変位に比例した第１の差動変圧器１８の出力
にモジュレーティングピストン４１の変位に比例した第
２の差動変圧器４４の出力がバイアスされていることが
わかる。
流回路２３の出力をＥ、−Ｅ、とすれば、となり、ピス
トン１５の変位に比例した第１の差動変圧器１８の出力
にモジュレーティングピストン４１の変位に比例した第
２の差動変圧器４４の出力がバイアスされていることが
わかる。
次に、作用を説明する。
いま、油圧アクチュエータ１１のピストン１５が静止し
て外力Ｆと油圧アクチュエータ１１の反作用力Ｆが釣り
合っているとすると、この状態は第３図に示すダイアグ
ラムで表され、第４図のように変形することができる。
て外力Ｆと油圧アクチュエータ１１の反作用力Ｆが釣り
合っているとすると、この状態は第３図に示すダイアグ
ラムで表され、第４図のように変形することができる。
なお、両図において、ｅはサーボエラー、Ｋ１はオペア
ンプ２６の増幅ゲイン、Ｋｚはピストン１５の変位ｙを
第１の差動変圧器１８の出力に変換するゲイン（２Ｍｓ
’に相当）、Ｋ３はサーボ弁１２のバルブ圧力ゲイン、
Ｋ４は油圧室１４Ａ、 １４Ｂの差圧を第２の差動変圧
器４４の出力（第１の差動変圧器１８のバイアス出力）
に変換するゲイン、Ａはピストン１５の受圧面積である
。
ンプ２６の増幅ゲイン、Ｋｚはピストン１５の変位ｙを
第１の差動変圧器１８の出力に変換するゲイン（２Ｍｓ
’に相当）、Ｋ３はサーボ弁１２のバルブ圧力ゲイン、
Ｋ４は油圧室１４Ａ、 １４Ｂの差圧を第２の差動変圧
器４４の出力（第１の差動変圧器１８のバイアス出力）
に変換するゲイン、Ａはピストン１５の受圧面積である
。
サーボ目標値と実際のピストン１５の位置の差（定常偏
差）をΔＸとすると、サーボエラーｅ＝に２ ・ΔＸと
なり、外力丁に対する油圧アクチュエータ１１の反作用
力Ｆは、次式■で表すことができる。
差）をΔＸとすると、サーボエラーｅ＝に２ ・ΔＸと
なり、外力丁に対する油圧アクチュエータ１１の反作用
力Ｆは、次式■で表すことができる。
（本頁、以下余白）
そして、外力Ｆに対する油圧アクチュエータ１１の剛性
Ｋａは、 ｅ／Ｋ。
Ｋａは、 ｅ／Ｋ。
となる。したがって、第１．第２の差動変圧器１８４４
のコイル巻線方向やモジレーティングピストン４１への
油路をに１〜に４がすべて正となるように設定しておけ
ば、第５図および第０式により説明した従来のアクチュ
エータ剛性に対して、油圧アクチュエータ１１の剛性Ｋ
Ａは、１／（１＋に、Ｋ。
のコイル巻線方向やモジレーティングピストン４１への
油路をに１〜に４がすべて正となるように設定しておけ
ば、第５図および第０式により説明した従来のアクチュ
エータ剛性に対して、油圧アクチュエータ１１の剛性Ｋ
Ａは、１／（１＋に、Ｋ。
Ｋ４）に弱められる。
このように、本実施例においては、モジュレーティング
ピストン４１に連結した第２の差動変圧器４４によって
第１の差動変圧器１８の出力にバイアスが与えられ、外
力Ｆに対する油圧アクチュエータ１１の剛性ＫＡが調整
される。したがって、連結部材１７に連結する複数の油
圧アクチュエータ１１により航空機の制御舵面等を操舵
および保舵する場合、制御ループ間の位置精度誤差によ
って生じる油圧アクチュエータ１１同士の力の対抗（フ
ォースファイト）が緩和され、制御舵面や油圧アクチュ
エータ１１および連結部材１７の各連結部位等に不必要
な応力が生じるのを防止することができる。また、第■
式においてに４が負となるように第２の差動変圧器４４
の巻線方向を変えれば、油圧アクチュエータ１１による
位置制御において外力による定常偏差を減少させること
ができ、例えばサーボループに使用する電池パルプの圧
力ゲインが低すぎて外力による定常偏差が問題となる場
合にこれを軽減することができる。
ピストン４１に連結した第２の差動変圧器４４によって
第１の差動変圧器１８の出力にバイアスが与えられ、外
力Ｆに対する油圧アクチュエータ１１の剛性ＫＡが調整
される。したがって、連結部材１７に連結する複数の油
圧アクチュエータ１１により航空機の制御舵面等を操舵
および保舵する場合、制御ループ間の位置精度誤差によ
って生じる油圧アクチュエータ１１同士の力の対抗（フ
ォースファイト）が緩和され、制御舵面や油圧アクチュ
エータ１１および連結部材１７の各連結部位等に不必要
な応力が生じるのを防止することができる。また、第■
式においてに４が負となるように第２の差動変圧器４４
の巻線方向を変えれば、油圧アクチュエータ１１による
位置制御において外力による定常偏差を減少させること
ができ、例えばサーボループに使用する電池パルプの圧
力ゲインが低すぎて外力による定常偏差が問題となる場
合にこれを軽減することができる。
なお、本実施例においては、油圧アクチュエータが航空
機の舵面を操舵するものとしたが、本発明による電気油
圧サーボ機構はサーボの定常偏差を大きくしたい各方面
の制御に有効であり、例えば、複数の油圧アクチュエー
タを用いるロボフトで部品類や柔らかい物体を把持する
場合に各把持部材の制御のばらつきによる過大荷重の発
生を防止することができる。
機の舵面を操舵するものとしたが、本発明による電気油
圧サーボ機構はサーボの定常偏差を大きくしたい各方面
の制御に有効であり、例えば、複数の油圧アクチュエー
タを用いるロボフトで部品類や柔らかい物体を把持する
場合に各把持部材の制御のばらつきによる過大荷重の発
生を防止することができる。
（効果）
本発明によれば、出力部材に加わる外力によって一対の
油圧室の間に生した差圧を受圧部材の変位として第２の
差動変圧により検出し、該第２の差動変圧器の出力を出
力部材の変位を検出する第１の差動変圧器の出力にバイ
アスさせているので、サーボループの定常偏差を変化さ
せて油圧アクチュエータの剛性を調整することができ、
アクチュエータ同士の位置精度の誤差による力の対抗や
操作力のばらつきを緩和して操作対象に不必要な応力が
加わるのを防止したり、必要な場合は操作対象に大きな
力を働かせたりすることができる。
油圧室の間に生した差圧を受圧部材の変位として第２の
差動変圧により検出し、該第２の差動変圧器の出力を出
力部材の変位を検出する第１の差動変圧器の出力にバイ
アスさせているので、サーボループの定常偏差を変化さ
せて油圧アクチュエータの剛性を調整することができ、
アクチュエータ同士の位置精度の誤差による力の対抗や
操作力のばらつきを緩和して操作対象に不必要な応力が
加わるのを防止したり、必要な場合は操作対象に大きな
力を働かせたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１〜４図は本発明に係る電気油圧サーボ機構の一実施
例を示す図であり、第１図はその電気油圧サーボ機構の
全体構成図、第２図はその第２の差動変圧器による電気
的バイアスを表すダイヤグラム、第３．４図はそれぞれ
そのブロックダイヤグラム、第５図は従来の電気油圧サ
ーボ機構を示すそのブロックダイヤグラムである。 １１・・・・・・油圧アクチュエータ、１２・・・・・
・サーボ弁（電気油圧変換手段）、１５・・・・・・ピ
ストン、 １８・・・・・・第１の差動変圧器、 ３３・・・・・・制御回路、 ４１・・・・・・モジュレーティングピストン（受圧部
材）、 ４４・・・・・・第２の差動変圧器。
例を示す図であり、第１図はその電気油圧サーボ機構の
全体構成図、第２図はその第２の差動変圧器による電気
的バイアスを表すダイヤグラム、第３．４図はそれぞれ
そのブロックダイヤグラム、第５図は従来の電気油圧サ
ーボ機構を示すそのブロックダイヤグラムである。 １１・・・・・・油圧アクチュエータ、１２・・・・・
・サーボ弁（電気油圧変換手段）、１５・・・・・・ピ
ストン、 １８・・・・・・第１の差動変圧器、 ３３・・・・・・制御回路、 ４１・・・・・・モジュレーティングピストン（受圧部
材）、 ４４・・・・・・第２の差動変圧器。
Claims (1)
- 操作対象に連結される出力部材を一対の油圧室の間の差
圧により変位させる油圧アクチュエータと、電気信号を
入力して一対の油圧室の差圧を変化させる電気油圧変換
手段と、出力部材の変位に対応する誘導起電力を出力す
る第１の差動変圧器と、第１の差動変圧器の出力および
外部からの指令信号入力に応じて電気信号を生成し、該
電気信号を電気油圧変換手段に出力する制御回路と、を
備えた電気油圧サーボ機構において、前記一対の油圧室
の油圧を受圧して両油圧室の差圧に応じて変位する受圧
部材と、受圧部材の変位に対応する誘導起電力を出力す
るとともに該出力を第１の差動変圧器の出力にバイアス
させる第２の差動変圧器と、を設けたことを特徴とする
電気油圧サーボ機構。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1324216A JPH03186601A (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | 電気油圧サーボ機構 |
| US07/623,179 US5121042A (en) | 1989-12-14 | 1990-12-06 | Electro-hydraulic servo mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1324216A JPH03186601A (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | 電気油圧サーボ機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03186601A true JPH03186601A (ja) | 1991-08-14 |
Family
ID=18163342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1324216A Pending JPH03186601A (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | 電気油圧サーボ機構 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5121042A (ja) |
| JP (1) | JPH03186601A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011143747A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Nabtesco Corp | 飛行制御システム |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5844390A (en) * | 1997-01-27 | 1998-12-01 | Cameron; Robert | Method and apparatus for regulating a fluid operated machine |
| IT1303968B1 (it) * | 1998-10-26 | 2001-03-01 | Marposs Spa | Trasduttori lineari induttivi . |
| DE19916986C2 (de) * | 1999-04-15 | 2001-12-06 | Sauer Danfoss Nordborg As Nord | Steuereinrichtung für die Lage eines Ventilschiebers |
| CA2435517A1 (en) * | 2001-01-26 | 2002-08-08 | Tol-O-Matic, Inc. | Electric actuator |
| US20060126682A1 (en) * | 2001-10-08 | 2006-06-15 | Geola Technologies Ltd. | Pulsed multiple colour laser system |
| WO2005067674A2 (en) * | 2004-01-08 | 2005-07-28 | Tol-O-Matic, Inc. | Electric actuator |
| DE602008002611D1 (de) * | 2007-02-21 | 2010-11-04 | Mold Masters 2007 Ltd | Heißkanalregler |
| US7786684B2 (en) * | 2007-10-22 | 2010-08-31 | Honeywell International Inc. | Electromechanical flight control system and method for rotorcraft |
| US8196484B2 (en) * | 2008-04-18 | 2012-06-12 | Tol-O-Matic, Inc. | Electric actuator |
| US8245967B2 (en) | 2008-11-25 | 2012-08-21 | The Boeing Company | Actuator force equalization controller |
| US9431868B2 (en) * | 2010-01-19 | 2016-08-30 | Tolomatic, Inc. | Manual override device for an electric actuator and method for use |
| US8701513B2 (en) | 2010-07-14 | 2014-04-22 | Tol-O-Matic, Inc. | Screw driven linear actuator and housing assembly |
| DE102012018649A1 (de) * | 2012-09-20 | 2014-03-20 | Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh | Klappenaktuator |
| US10422659B2 (en) * | 2014-03-31 | 2019-09-24 | Bombardier Inc. | System for detecting mechanical disconnect of a sensor from a controlled element |
| EP4029776A1 (en) * | 2021-01-18 | 2022-07-20 | Goodrich Actuation Systems SAS | Actuator control for force fight mitigation |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3752420A (en) * | 1971-01-04 | 1973-08-14 | Sperry Rand Corp | Augmented washout circuit for use in automatic pilots |
| US4089494A (en) * | 1976-12-16 | 1978-05-16 | Mcdonnell Douglas Corporation | Reduced servo noise control for a hydraulic actuator |
| FR2411510A1 (fr) * | 1977-12-07 | 1979-07-06 | Aerospatiale | Interface numerique-analogique a inserer entre un emetteur de signaux numeriques de commande et un organe mobile commande |
| US4251762A (en) * | 1979-03-16 | 1981-02-17 | Moog Inc. | Armature position detector |
| DE3140301A1 (de) * | 1981-10-10 | 1983-04-28 | Bosch und Pierburg System oHG, 4040 Neuss | Regelvorrichtung fuer ein druckgesteuertes stellglied |
| FI72025C (fi) * | 1982-11-04 | 1987-04-13 | Valmet Oy | Regleringssystem foer en traktor. |
| JPS60122413A (ja) * | 1983-12-07 | 1985-06-29 | Hitachi Ltd | ステツプ送りアクチユエ−タ装置 |
| US4594537A (en) * | 1983-12-27 | 1986-06-10 | United Technologies Corporation | Redundant control system for X-wing valve actuators |
| US4628499A (en) * | 1984-06-01 | 1986-12-09 | Scientific-Atlanta, Inc. | Linear servoactuator with integrated transformer position sensor |
| US4667158A (en) * | 1985-04-01 | 1987-05-19 | Redlich Robert W | Linear position transducer and signal processor |
| DE3600364A1 (de) * | 1986-01-09 | 1987-07-16 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum ausgleich des auf einen hydraulischen antrieb wirkenden veraenderlichen gewichtes einer masse, insbesondere fuer den senkrecht stehenden antriebszylinder einer laeppmaschine |
| US4817498A (en) * | 1986-12-06 | 1989-04-04 | Teijin Seiki Co., Ltd. | Dynamic characteristic compensating device for electrical hydraulic servo actuator |
| US4807516A (en) * | 1987-04-23 | 1989-02-28 | The Boeing Company | Flight control system employing three controllers operating a dual actuator |
| JPS6457136A (en) * | 1987-05-12 | 1989-03-03 | Nippon Denso Co | Torque detecting apparatus |
| US4920305A (en) * | 1987-06-12 | 1990-04-24 | The Babcock & Wilcox Company | Auto calibrating electro hydraulic servo driver |
| DE3726605A1 (de) * | 1987-08-10 | 1989-02-23 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Anordnung zum regeln des hubes zweier hubzylinder |
| JPH01185709A (ja) * | 1988-01-20 | 1989-07-25 | Teijin Seiki Co Ltd | 故障検出機構付きサーボ回路 |
| JPH01247802A (ja) * | 1988-03-28 | 1989-10-03 | Teijin Seiki Co Ltd | 剛性調整機能を有する電油サーボアクチュエータ |
-
1989
- 1989-12-14 JP JP1324216A patent/JPH03186601A/ja active Pending
-
1990
- 1990-12-06 US US07/623,179 patent/US5121042A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011143747A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Nabtesco Corp | 飛行制御システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5121042A (en) | 1992-06-09 |
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