JPH04149603A - Automatic controller for hydraulically-driven machine - Google Patents

Automatic controller for hydraulically-driven machine

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JPH04149603A
JPH04149603A JP27094090A JP27094090A JPH04149603A JP H04149603 A JPH04149603 A JP H04149603A JP 27094090 A JP27094090 A JP 27094090A JP 27094090 A JP27094090 A JP 27094090A JP H04149603 A JPH04149603 A JP H04149603A
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gain
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feedforward
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Makoto Kakuzen
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Abstract

PURPOSE:To improve the control accuracy of this controller by securing the switch between a normal control mode and a control gain adjustment mode, performing a trial digging operation in the latter mode to set and store the adjustment value of the control gain based on the control deviation obtained from the trial digging operation, and fetching the stored value in the normal control mode. CONSTITUTION:A boom feedforward gain adjustment arithmetic means 32 calculates the adjustment value of the feedforward gain from the control deviation obtained for each control cycle when a hydraulically-driven machine has a trial operation in a feedforward gain adjustment mode. A boom feedforward gain fine adjustment value storage means 33 stores the value calculated by the means 32. The mode of a control means 16 is switched to the feedforward gain adjustment mode and a trial digging operation is carried out. Thus the adjustment value of the feedforward gain is calculated from the control deviation obtained from the trial digging operation and then stored by the means 33. Then the calculated adjustment value is fetched and the machine is controlled when the means 16 is switched to a normal control mode. In such a way, the control accuracy is improved for an automatic controller of the hydraulically-driven machine.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧ショベルの直線掘削制御や、クレーンの
水平引込み制御等のように、フィードフォワード制御お
よびフィードバック制御が並行して実行される油圧駆動
機械の自動制御装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is applicable to hydraulic systems in which feedforward control and feedback control are executed in parallel, such as linear excavation control of hydraulic excavators and horizontal retraction control of cranes. This invention relates to an automatic control device for a driving machine.

C従来の技術〕 一般に、クレーンやショベル等の油圧駆動機械では、制
御対象となる機械の剛性が低いと、その動特性、すなわ
ち油圧駆動部に対する駆動信号(人力)に対する動作速
度(出力)の特性は振動性の強いものとなる。従って、
このような制御対象に対してフィードバック制御(例え
ば比例制御)を実行した場合、比例ゲインを大きく設定
すると振動的な応答になり易く、実質上使用不可能とな
るため、上記比例ゲインは小さな値に制限されることに
なる。
C. Prior Art] In general, in hydraulically driven machines such as cranes and excavators, if the rigidity of the machine to be controlled is low, its dynamic characteristics, that is, the characteristics of the operating speed (output) in response to the drive signal (human power) to the hydraulic drive unit. becomes highly vibrating. Therefore,
When performing feedback control (for example, proportional control) on such a controlled object, setting the proportional gain to a large value tends to result in an oscillatory response, making it practically unusable, so the proportional gain should be set to a small value. will be restricted.

ところが、このようなフィードバックゲインが小さいと
、フィードバック制御だけでは実際の駆動量を目標値に
追従させることは困難であり、両者の制御偏差はどうし
ても大きくなる。そこで、このような油圧駆動機械の自
動制御においては、上記フィードバック制御に加え、外
部からの影響を考慮した訂正動作を行うフィードフォワ
ード制御を導入し、応答性を高めることが実行される。
However, if such a feedback gain is small, it is difficult to make the actual drive amount follow the target value using only feedback control, and the control deviation between the two inevitably becomes large. Therefore, in automatic control of such a hydraulically driven machine, in addition to the feedback control described above, feedforward control is introduced to perform a corrective operation taking into account external influences to improve responsiveness.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記フィードバック制御は、目標値と制御量との差(制
御偏差)を常に監視し、これに基づいて制御量を設定す
るものであるので、本来的に、制御対象の特性変化や外
乱には対応し易い性質を備えている。従って、このよう
なフィードバック制御のゲインを十分に上げられず、そ
の分をフィードフォワード制御で補うような制御を行う
場合には、このフィードフォワード的な要素を付加した
分だけ制御対象の特性変化や外乱に対して弱くなる。特
に、油圧駆動部には大きな不感帯が生じ易い傾向にあり
、これを無視して制御を進めることは事実上困難である
The feedback control described above constantly monitors the difference between the target value and the controlled variable (control deviation) and sets the controlled variable based on this, so it inherently cannot respond to changes in the characteristics of the controlled object or disturbances. It has an easy-to-do nature. Therefore, if the gain of such feedback control cannot be sufficiently increased and control is performed to compensate for it with feedforward control, the change in the characteristics of the controlled object and Becomes vulnerable to external disturbances. In particular, the hydraulic drive unit tends to have a large dead zone, and it is practically difficult to proceed with control while ignoring this.

このように制御対象(特に油圧機器部)の特性にばらつ
きがある場合、制御精度を高く維持するためには上記特
性に応じて制御ゲインの微調整を行う必要がある。特に
、フィードバックゲインは偏差の振動性を与えない範囲
で大きくとるようにすることが望ましい。
In this way, when there are variations in the characteristics of the controlled object (particularly the hydraulic equipment section), it is necessary to finely adjust the control gain according to the characteristics in order to maintain high control accuracy. In particular, it is desirable to set the feedback gain as large as possible within a range that does not give rise to oscillatory deviations.

ところが、上記のような制御ゲインの調整を機械の1台
1台について製造段階で行っていたのでは、膨大な時間
と手間を要するとともに、制御装置の量産化の妨げとな
り、低コスト化の多きな妨げとなる。また、上記のよう
なばらつきを抑えるために、単なる電磁比例減圧弁に代
えてマイ六−フイードバックシステムを備えたサーボ弁
を用いたり、各所にセンナを設けてマイナーフィードバ
ックループを構成したりしても、これによるコスト高は
免れ得ない。
However, adjusting the control gain as described above for each machine at the manufacturing stage requires a huge amount of time and effort, hinders the mass production of control devices, and often leads to lower costs. It becomes a hindrance. In addition, in order to suppress the above-mentioned variations, it is also possible to use a servo valve equipped with a My6 feedback system instead of a simple electromagnetic proportional pressure reducing valve, or to configure a minor feedback loop by installing sensors at various locations. , the cost increase due to this cannot be avoided.

本発明は、このような事情に鑑み、制御ゲインの微調整
の自動化を実現することにより、制御精度の向上および
機械の低コスト化に寄与することができる油圧駆動機械
の自動制御装置を提供することを目的とする。
In view of these circumstances, the present invention provides an automatic control device for a hydraulically driven machine that can contribute to improving control accuracy and reducing machine costs by realizing automation of fine adjustment of control gains. The purpose is to

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、油圧駆動部の駆動量を検出する検出手段と、
この検出手段の検出信号が入力され、これに基づいて上
記油圧駆動部の駆動制御を行う制御手段とを備え、この
制御手段に、フィードバック制御量を演算するフィード
バック演算手段と、フィードフォワード制御量を演算す
るフィードフォワード演算手段とが設けられた油圧駆動
機械の自動制御装置において、上記制御手段のモードを
通常制御モードとフィードフォワードゲイン(またはフ
ィードバックゲイン)1g整モードとに切換えるモード
切換手段と、上記フィードフォワードゲイン(またはフ
ィードバックゲイン)調整モトにおいて油圧駆動機械が
試行動作した時の制御周期毎の制御偏差からフィードフ
ォワードゲイン(またはフィードバックゲイン)の調整
に関する値を演算するフィードフォワードゲイン(また
はフィードバックゲイン)調整演算手段と、この演算さ
れた値を記憶するフィードフォワードゲイン(またはフ
ィードバックゲイン)調整記憶手段とを備えるとともに
、このフィードフォワードゲイン(またはフィードバッ
クゲイン)調整記憶手段により記憶された値を取込んだ
調整済みゲインで上記通常制御モードにおいて実際のフ
ィードフォワード制御量(またはフィードバック制御量
)を演算するように上記フィードフォワード演算手段(
フィードバック演算手段)を構成したものである。
The present invention includes a detection means for detecting the amount of drive of a hydraulic drive unit;
The detection signal of the detection means is inputted, and the control means controls the drive of the hydraulic drive unit based on the detection signal, and the control means includes a feedback calculation means for calculating a feedback control amount and a feedforward control amount. In an automatic control device for a hydraulically driven machine, the automatic control device for a hydraulically driven machine is provided with a feedforward calculation means for calculating, a mode switching means for switching the mode of the control means between a normal control mode and a feedforward gain (or feedback gain) 1g adjustment mode; Feedforward gain (or feedback gain) adjustment A feedforward gain (or feedback gain) that calculates a value related to feedforward gain (or feedback gain) adjustment from the control deviation for each control cycle when the hydraulically driven machine performs trial operation in Moto. It comprises an adjustment calculation means and a feedforward gain (or feedback gain) adjustment storage means for storing the calculated value, and also reads the value stored by the feedforward gain (or feedback gain) adjustment storage means. The feedforward calculation means (
(feedback calculation means).

なお、ここでフィードフォワードゲイン(フィードバッ
クゲイン)の調整に関する値とは、調整済みの新し、い
ゲインから予め設定されている標準ゲインを差し引いた
ゲイン微調整値であってもよいし、新しいゲインそのも
のであってもよい。
Note that the value related to the adjustment of the feedforward gain (feedback gain) here may be a gain fine adjustment value obtained by subtracting a preset standard gain from the adjusted new gain, or a value related to the adjustment of the new gain. It may be the same.

〔作 用〕[For production]

上記構成において、まず、制御手段のモートをフィード
フォワードゲイン調整モード(またはフィードバックゲ
イン調整モート)に切換え、このモードにおいて油圧駆
動機械の試行掘削動作を実行することにより、この時の
制御偏差からワイドフォワードゲインの調整に関する値
(またはフィードバックゲイン微調整値)か演算され、
フィードフォワードゲイン微調整値記憶手段(フィード
バックゲイン微調整値記憶手段)により記憶される。そ
の後、制御手段のモードを通常制御モトに切換えた際に
は、上記値を取込んだ制御、すなわちゲインが自動的に
微調整された制御が実行される。
In the above configuration, first, the mote of the control means is switched to the feedforward gain adjustment mode (or feedback gain adjustment mode), and by executing a trial excavation operation of the hydraulically driven machine in this mode, wide forward is possible from the control deviation at this time. The value related to gain adjustment (or feedback gain fine adjustment value) is calculated,
It is stored by the feedforward gain fine adjustment value storage means (feedback gain fine adjustment value storage means). Thereafter, when the mode of the control means is switched to normal control mode, control incorporating the above values, that is, control in which the gain is automatically finely adjusted, is executed.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

第3図は、本発明の自動制御装置を備えた油圧駆動機械
の一例として油圧ショベルを示したものであり、この図
は法面掘削作業中の状態を示している。上記油圧ショベ
ル本体の旋回体1には俯仰可能にブーム2が枢着され、
このブーム2の先端にアーム3が、このアーム3の先端
にパケット4が各々回動可能に枢着されている。ブーム
2、アーム3、およびパケット4の駆動は、それぞれブ
ームシリンダ(油圧駆動部)5、アームシリンダ(油圧
駆動部)6、パケットシリンダ(油圧駆動部)7の伸縮
作動により行われる。
FIG. 3 shows a hydraulic excavator as an example of a hydraulically driven machine equipped with the automatic control device of the present invention, and this figure shows a state during slope excavation work. A boom 2 is pivotally attached to the revolving body 1 of the hydraulic excavator main body so that it can be raised and raised,
An arm 3 is rotatably attached to the tip of the boom 2, and a packet 4 is rotatably attached to the tip of the arm 3. The boom 2, the arm 3, and the packet 4 are driven by the telescoping operations of a boom cylinder (hydraulic drive section) 5, an arm cylinder (hydraulic drive section) 6, and a packet cylinder (hydraulic drive section) 7, respectively.

上記各枢着点またはその近傍には、第1図に示すような
各種検出器、すなわち、ブーム1の対地角度θlを検出
するブーム角度検出器(検出手段)8、ブーム2に対す
るアーム3の角度α2を検出するアーム角度検出器(検
出手段)9、パケット4の対地角度を検出するパケット
角変検出器(検出手段)10が配設されている。
At or near each of the pivot points, there are various detectors as shown in FIG. An arm angle detector (detection means) 9 for detecting α2 and a packet angle change detector (detection means) 10 for detecting the angle of the packet 4 relative to the ground are provided.

旋回体1の運転室内にはアーム3を手動制御するための
アームレバー(図示せず)が設けられ、その操作速度は
、アーム上げ、下げ両方向についてリモコン弁のパイロ
ット圧からアームレバーパイロット圧検出器11.12
より検出されるようになっている。
An arm lever (not shown) for manually controlling the arm 3 is provided in the operating room of the revolving structure 1, and its operation speed is determined from the pilot pressure of the remote control valve to the arm lever pilot pressure detector in both arm raising and lowering directions. 11.12
It is becoming more and more detected.

さらに、上記運転室内には、掘削角度設定スイッチ13
、自動・手動切換スイッチ14、およびPIDスイッチ
等からなるモード切換スイッチ(モード切換手段)15
か設けられている。掘削角度設定スイッチ13は、第3
図に示されるような法面Gの傾斜角度βを目標掘削角度
として設定するものである。また、パケット4が掘削開
始地点に所定の姿勢で置かれた状態で自動・手動切換ス
イッチゴ4が自動側にセットされることにより、このと
きのアーム先端Bの法面Gに対する高さ位置およびパケ
ット対地角度がそれぞれ目標値y bo。
Furthermore, an excavation angle setting switch 13 is provided in the operator's cab.
, an automatic/manual changeover switch 14, and a mode changeover switch (mode changeover means) 15 consisting of a PID switch, etc.
Or is provided. The excavation angle setting switch 13 is the third
The inclination angle β of the slope G as shown in the figure is set as the target excavation angle. In addition, by setting the automatic/manual switching switch 4 to the automatic side with the packet 4 placed in a predetermined posture at the excavation start point, the height position of the arm tip B relative to the slope G and the packet The ground angle is the target value y bo.

θ30として設定されるようになっている。It is set as θ30.

なお、第3図において、α3はアーム3に対するパケッ
ト角度、11はアーム基wAOからブーム先端Aまでの
距離、12はブーム先端Aからアム先端Bまでの距離(
アーム長さ)を示す。また、又は水平座標軸、yは垂直
座標軸で、法面掘削の場合、この座標軸x、yに対し掘
削角度β分だけ回転した座標軸x’ 、y’ に基づい
てアーム先端8泣置の座標計算が行われる。
In Fig. 3, α3 is the packet angle with respect to arm 3, 11 is the distance from arm base wAO to boom tip A, and 12 is the distance from boom tip A to am tip B (
arm length). In addition, the horizontal coordinate axis and y are the vertical coordinate axes, and in the case of slope excavation, the coordinates of the arm tip 8 position can be calculated based on the coordinate axes x' and y' rotated by the excavation angle β with respect to the coordinate axes x and y. It will be done.

上記各検出器8〜12の検出信号、各種スイッチ13〜
15のスイッチ信号はコントローラ16に入力される。
Detection signals of each of the above detectors 8 to 12, various switches 13 to
15 switch signals are input to the controller 16.

このコントローラ16は、上記アームレバーの操作に基
づき制御信号を出力し、アームシリンダ油圧制御部17
、ブームシリンダ油圧制御部18、およびパケットシリ
ンダ油圧制御部19を通じてアームシリンダ6、ブーム
シリンダ5およびパケットシリンダ7の駆動制御を行う
この実施例では、アーム3のみがアームレバーの操作で
手動運転されるとともに、このアーム3の回動に伴い、
アーム先端Bの法面Gに対゛する対地高さ位置yb′お
よびパケット対地角度θ3をそれぞれ上記目標値に保ち
つつ掘削を行うようなブーム2およびパケット4の駆動
制御が自動的に行われるようになっており、上記コント
ローラ(制御手段)16は、パケット4を第3図矢印方
向に直線移動させるために必要なブーム2(ブームシリ
ンダ5)およびパケット4(パケットシリンダ7)の制
御量を演算し、これを出力する。
This controller 16 outputs a control signal based on the operation of the arm lever, and the arm cylinder hydraulic pressure control section 17
In this embodiment, arm cylinder 6, boom cylinder 5, and packet cylinder 7 are drive-controlled through boom cylinder hydraulic control section 18 and packet cylinder hydraulic control section 19. In this embodiment, only arm 3 is manually operated by operating the arm lever. Along with this rotation of arm 3,
Drive control of the boom 2 and the packet 4 is automatically performed to perform excavation while maintaining the ground height position yb' of the arm tip B relative to the slope G and the packet ground angle θ3 at the above target values. The controller (control means) 16 calculates the control amount of the boom 2 (boom cylinder 5) and the packet 4 (packet cylinder 7) necessary to move the packet 4 linearly in the direction of the arrow in FIG. and output this.

このコントローラ16は、第2図に示されるように、デ
ィジタル演算部20、A/D変換器21、RAM22、
ROM23、EEPROM24、およびD/A変換器2
5を備え、上記各種検出信号および指令信号(スイッチ
信号)はA/D変換器21を通じてディジタル演算部2
0に入力される。
As shown in FIG. 2, this controller 16 includes a digital calculation section 20, an A/D converter 21, a RAM 22,
ROM23, EEPROM24, and D/A converter 2
5, the various detection signals and command signals (switch signals) are sent to the digital calculation unit 2 through the A/D converter 21.
It is input to 0.

このディジタル演算部20からD/A変換器25を通じ
て出力された電圧は、電圧電流変換器26で変換された
後、電磁比例減圧弁27によって油圧に変換され、これ
により各シリンダ5〜7の作動速度制御が実行される。
The voltage outputted from this digital calculation unit 20 through the D/A converter 25 is converted by the voltage-current converter 26, and then converted into oil pressure by the electromagnetic proportional pressure reducing valve 27, thereby controlling the operation of each cylinder 5 to 7. Speed control is performed.

このコントローラ16は、上記モード切換スイッチ15
の操作によって、通常制御モードと調整モードとに切換
えられるとともに、調整モードは次の順序で各モードに
切換えられるようになっている。
This controller 16 includes the mode changeover switch 15.
By the operation of , the normal control mode and the adjustment mode are switched, and the adjustment mode is switched to each mode in the following order.

(1)位置検出器8〜10のオフセット値調整モード (2)シリンダ5〜7のアクチュエータ不感帯補償値調
整モード (3)各シリンダ5〜7のアクチュエータ補正ゲイン設
定モード (4)ブームフィードフォワードゲイン調整モード (5)パケットフィードフォワードゲイン調整モード (6)ブームフィードバックゲイン調整モード(7)パ
ケットフィードバックゲイン調整モー1次に、これらの
各モードにおいて行われる制御内容を以下に詳述する。
(1) Offset value adjustment mode for position detectors 8 to 10 (2) Actuator dead zone compensation value adjustment mode for cylinders 5 to 7 (3) Actuator correction gain setting mode for each cylinder 5 to 7 (4) Boom feed forward gain adjustment Mode (5) Packet feedforward gain adjustment mode (6) Boom feedback gain adjustment mode (7) Packet feedback gain adjustment mode 1 Next, the control contents performed in each of these modes will be described in detail below.

豪 通常制御モード このモードは、後に詳述する各調整モードにより各制御
要素の微調整が予め行われた状態で実際の法面掘削作業
を行うためのモードである。
Australia Normal control mode This mode is a mode for carrying out actual slope excavation work in a state in which each control element has been finely adjusted in advance by each adjustment mode described in detail later.

篤4図は、このモードに切換えられた時のコントローラ
16の制御内容を示すブロック線図である。このコント
ローラ16は、アーム制御ブロック16a1ブーム制御
ブロツク16b1およびパケット制御ブロック16cに
大別される。
Figure 4 is a block diagram showing the control contents of the controller 16 when switched to this mode. This controller 16 is roughly divided into an arm control block 16a, a boom control block 16b1, and a packet control block 16c.

(1)  アーム制御ブロック16a このブロック16aでは、まず、アームレバーパイロッ
ト圧検出器11(12)からのアームレバー信号に演算
手段28によって所定のゲインが乗算されて基本制御量
u2□が出力される。これにアームリンク補正手段29
による補正が加えられて1次補正制御量u 22が出力
され、さらに非線形補償手段30により補正された2次
補正制御量u2がアームシリンダ6の制御量として出力
される。
(1) Arm control block 16a In this block 16a, first, the arm lever signal from the arm lever pilot pressure detector 11 (12) is multiplied by a predetermined gain by the calculation means 28, and the basic control amount u2□ is output. . In addition, arm link correction means 29
The correction is added to output the primary correction control amount u22, and the secondary correction control amount u2 corrected by the nonlinear compensation means 30 is output as the control amount of the arm cylinder 6.

上記アームリンク補正手段29は、実際のアームシリン
ダ6の伸縮速度とアーム3の回動角速度とが厳密には比
例関係にないことを考慮し、これらの関係がシリンダ全
ストロークを通じて比例関係に保たれるように所定の補
正を加えるものである。
The arm link correction means 29 takes into consideration that the actual expansion/contraction speed of the arm cylinder 6 and the rotational angular velocity of the arm 3 are not in a strictly proportional relationship, and maintains a proportional relationship throughout the entire stroke of the cylinder. A predetermined correction is made so that the

非線形補償手段30は、前記第2図に示される電磁比例
減圧弁27の不惑帯や、切換弁のスプールストロークと
開度との非線形性等に起因して、電磁比例減圧弁への出
力電流値とアームシリンダ6の伸縮速度との間に非線形
性が生じるのを考慮し、これを補正して線形性を保つも
のであり、後に詳述するアームアクチュエータ補正ゲイ
ン記憶手段31a1およびアームアクチュエータ不感帯
補償微調整値記憶手段31bにより各々記憶された補正
ゲインおよび不感帯補償微調整値を取込んだ演算を行う
The nonlinear compensating means 30 adjusts the output current value to the proportional electromagnetic pressure reducing valve due to the nonlinearity of the proportional electromagnetic pressure reducing valve 27 shown in FIG. Considering the non-linearity that occurs between the expansion and contraction speed of the arm cylinder 6 and the expansion/contraction speed of the arm cylinder 6, this is corrected to maintain linearity. Calculations are performed using the correction gain and dead zone compensation fine adjustment values respectively stored by the adjustment value storage means 31b.

このような構成により、アームレバー操作の指令速度に
従ってアーム3が一定角速度で手動制御される。
With such a configuration, the arm 3 is manually controlled at a constant angular velocity according to the command speed of arm lever operation.

(b)・ ブーム制御ブロック16b このブロック16bは、上記アーム3の回動中、アーム
先端Bの対地高さを一定に保つようにブーム2の俯仰制
御を行うものである。このブーム制御ブロック16bに
は、ブーム角度、アーム角度雨検出器8.9による検出
信号(角度信号)が入力され、これら角度信号と、アー
ム制御ブロック1、6 aの基本制御量u21とに基づ
いて、ブームシ」ンダフィードフォワード演算手段32
により、アーム先端Bの法面Gに対する高さ位置を一定
の目標値yboに追従させるためのブームシリンダフィ
ードフォワード制御量ullが演算される。
(b) Boom control block 16b This block 16b performs elevation control of the boom 2 so as to keep the height of the arm tip B above the ground constant while the arm 3 is rotating. The boom angle and the detection signal (angle signal) from the arm angle rain detector 8.9 are inputted to this boom control block 16b, and based on these angle signals and the basic control amount u21 of the arm control blocks 1 and 6a. The boom cylinder feedforward calculation means 32
Accordingly, a boom cylinder feedforward control amount ull for causing the height position of the arm tip B with respect to the slope G to follow a constant target value ybo is calculated.

この演算内容について説明する。ここては、説明を単純
化するために、上記第3図における法面Gの傾斜角βが
Oの場合、すなわち水平面の直線掘削作業を行う場合に
ついて説明する。この場合、座標系x、yと座標系x’
、y  は一致するので、座標系x、yで話を進める。
The contents of this calculation will be explained. Here, in order to simplify the explanation, a case will be explained in which the inclination angle β of the slope G in FIG. In this case, the coordinate systems x, y and the coordinate system x'
, y match, so we will proceed with the coordinate system x, y.

このとき、ブーム先端Bの対地高さ位置ybは次式で表
される。
At this time, the height position yb of the boom tip B above the ground is expressed by the following equation.

Vtl =l l  sinθl +12・sin (
θl−α2)これより、アーム先端速度ybは、 yb = (J I  C0I01+ A’2cos(θl−α2))θ1 −12co+(θl −C2) C2 となる。ここで01はブーム角速度、C2はアーム角速
度である。ybが一定であればyb =。
Vtl =l l sinθl +12・sin (
θl−α2) From this, the arm tip speed yb becomes yb = (J I C0I01+ A'2cos(θl−α2)) θ1 −12co+(θl −C2) C2. Here, 01 is the boom angular velocity, and C2 is the arm angular velocity. If yb is constant, yb =.

となるので、 1 2−cthI (θl  −C2)θ 1 =  
                         
  α 211−coSθ 1  +l  2 cos
(θl    a 2  )が得られ、この式を用いて
、第2図のブームシリシダフィードフすワード制釘量u
11は、Kff (12cc++ (θ!−α2))U
冒=u21 Allco+θl+1!2CO1(θ1−a2+で与え
られる。なお、K[tはフィードフォワードゲインであ
り、このフィードフォワードゲインKNには、予め設定
されたブームフィルドフォワードゲイン標準値K Ji
oにブームフィードバックゲイン微調整値記憶手段(フ
ィードフォワード調整記憶手段)33で記憶された微調
整値ΔKftを加えたものが用いられ、このフィードフ
ォワードゲイン微調整値Δに、Ifは後述のフィードフ
ォワードゲイン調整モードで設定されたものが用いられ
る。
Therefore, 1 2-cthI (θl −C2)θ 1 =

α 211−coSθ 1 +l 2 cos
(θl a 2 ) is obtained, and using this formula, the boom cylinder feed force word nailing amount u in Fig. 2 is obtained.
11 is Kff (12cc++ (θ!-α2))U
F=u21 Allco+θl+1!2CO1 (given by θ1−a2+.K[t is a feedforward gain, and this feedforward gain KN has a boom field forward gain standard value KJi set in advance)
o plus the fine adjustment value ΔKft stored in the boom feedback gain fine adjustment value storage means (feedforward adjustment storage means) 33 is used, and If is the feedforward gain fine adjustment value Δ which will be described later. The one set in the gain adjustment mode is used.

一方、座標演算手段34では、ブーム角度信号およびア
ーム角度信号に基づいて実際のアーム先端Bの高さ位置
ybが座標計算で求められ、この演算値ybと、アーム
先端高さ位置の目標値yb。
On the other hand, the coordinate calculating means 34 calculates the actual height position yb of the arm tip B by coordinate calculation based on the boom angle signal and the arm angle signal, and uses this calculated value yb and the target value yb of the arm tip height position. .

との偏差Δybから、比例積分手段(フィードバック演
算手段)35によってフィードバック制御量u12が演
算される。
The feedback control amount u12 is calculated by the proportional integration means (feedback calculation means) 35 from the deviation Δyb.

この比例積分手段35は、比例ゲインKpおよび積分ゲ
インに1からなるフィードバックゲインを有しており、
上記フィードバック制御量υ12は次式に基づいて演算
される。
This proportional integration means 35 has a feedback gain of 1 for the proportional gain Kp and the integral gain.
The feedback control amount υ12 is calculated based on the following equation.

u12=Kp  ・Δyb+Ki  ・Σ(Δyb)こ
こで、Σ(Δyb)は制御開始から現時点までに一定の
制御周期毎に求められた制御偏差Δybの総和(積算値
)である。上記比例ゲインKpおよび積分ゲインKlに
は、これらの標準値Kpo。
u12=Kp·Δyb+Ki·Σ(Δyb) Here, Σ(Δyb) is the sum (integrated value) of the control deviations Δyb obtained at each fixed control cycle from the start of control to the present time. The proportional gain Kp and the integral gain Kl have a standard value Kpo.

Kioにブームフィードバックゲイン微調整値記憶手段
(フィードバックゲイン調整記憶手段)36で記憶され
た微調整値ΔKp、  Δに1を加えた値が用いられ、
これらの微調整値ΔKp、Δに1は後述のブームフィー
ドバック調整モードで設定されたものが用いられる。
The fine adjustment value ΔKp stored in the boom feedback gain fine adjustment value storage means (feedback gain adjustment storage means) 36 in the Kio, the value obtained by adding 1 to Δ is used,
These fine adjustment values ΔKp and Δ are set to 1 in the boom feedback adjustment mode, which will be described later.

このフィードバック制御量u12と、前記フィードフォ
ワード制御量u11との加算によりブームシリンダ基本
制御量u13が求められ、これにブームリンク補正手段
37による補正(1次補正制御量u14)、ブーム姿勢
補正手段38による補正(2次補正制御量u15)、非
線形補償手段39による補正が加えられて、最終的にブ
ームシリンダ制御出力u1が求められる。
A boom cylinder basic control amount u13 is obtained by adding this feedback control amount u12 and the feedforward control amount u11, and this is corrected by the boom link correction means 37 (primary correction control amount u14) and the boom attitude correction means 38 (secondary correction control amount u15) and correction by the nonlinear compensation means 39 are added to finally obtain the boom cylinder control output u1.

ブームリンク補正手段37は、前記アーム制御ブロック
16aにおけるアームリンク補正手段29と同様、ブー
ムシリンダ5の伸縮速度とブーム2の回動角速度との比
例関係を保つための補正を行う。非線形補償手段39は
、上記非線形補償手段30と同様にブームシリンダ油圧
制御部18への出力電流値とブームシリンダ速度との線
形性を補償するものであり、ブームアクチュエータ補正
ゲイン記憶手段40aおよびブームアクチュエータ不感
帯補償微調整値記憶手段40bに記憶された補正ケイン
に2および微調整値ΔWを取込んだ演算を行う。これら
の値も、後述のアクチュエータ補正ゲイン調整モードお
よびアクチュエータ不惑帯補償値値調整モードで設定さ
れたものが用いられる。
Like the arm link correction means 29 in the arm control block 16a, the boom link correction means 37 performs correction to maintain a proportional relationship between the expansion/contraction speed of the boom cylinder 5 and the rotational angular speed of the boom 2. The nonlinear compensating means 39 compensates for the linearity between the output current value to the boom cylinder hydraulic pressure control section 18 and the boom cylinder speed, similarly to the nonlinear compensating means 30, and includes the boom actuator correction gain storage means 40a and the boom actuator. A computation is performed in which 2 and the fine adjustment value ΔW are taken into the correction cane stored in the dead zone compensation fine adjustment value storage means 40b. These values are also set in the actuator correction gain adjustment mode and the actuator unfavorable zone compensation value adjustment mode, which will be described later.

ブーム姿勢補正手段38は、ブーム角度θ1によってブ
ーム2の慣性モーメントが変化し、これによってブーム
シリンダ圧が変化してシリンダ速度が変化することを考
慮し、ブーム角度に応じて補正ゲインを乗じることによ
り、ブーム角速度を一定に保つ補正を行なう。
The boom attitude correction means 38 takes into account that the moment of inertia of the boom 2 changes depending on the boom angle θ1, which changes the boom cylinder pressure and changes the cylinder speed, and multiplies the correction gain according to the boom angle. , performs correction to keep the boom angular velocity constant.

以上のような構成により、アーム先端Bが対地高さを一
定に保った状態で掘削面Gに沿って直線移動するように
、ブーム2の俯仰制御が行われる。
With the above configuration, the elevation control of the boom 2 is performed so that the arm tip B moves linearly along the excavation surface G while keeping the height above the ground constant.

(c)  パケット制御ブロック16cこのブロック1
6cは、上記アーム3の回動中、パケット4の対地角度
θ3を一定に保つようにパケット4の回動制御を行うも
のである。このパケット制御ブロック16cでは、パケ
ット角度検出器10によるパケット角度θ3の検出値と
、パケット角度の目標値θ30との偏差Δθ3から比例
積分手段41によってフィードバック制御量u32が求
められる。この比例積分手段41も、フィードバックゲ
インとして比例ゲインKpおよび積分ゲインに1を有し
ており、次式によってフィードバック制御量u32を算
出する。
(c) Packet control block 16c this block 1
6c controls the rotation of the packet 4 so that the angle θ3 of the packet 4 from the ground is kept constant while the arm 3 is rotating. In this packet control block 16c, the feedback control amount u32 is determined by the proportional integration means 41 from the deviation Δθ3 between the detected value of the packet angle θ3 by the packet angle detector 10 and the target value θ30 of the packet angle. This proportional integration means 41 also has a proportional gain Kp and an integral gain of 1 as a feedback gain, and calculates a feedback control amount u32 using the following equation.

u12=Kp  ・Δθ3+Ki  ・Σ(Δθ3)こ
れらの比例ゲインに、および積分ゲインKにも、予め設
定された標準値K po、 K ioにパケットフィー
ドバックゲイン微調整値記憶手段(フィードバックゲイ
ン調整記憶手段)42で記憶された微調整値ΔKp、 
 Δに1を加えた値が用いられる。
u12=Kp ・Δθ3+Ki ・Σ(Δθ3) For these proportional gains and also for the integral gain K, preset standard values K po and K io are stored in a packet feedback gain fine adjustment value storage means (feedback gain adjustment storage means). The fine adjustment value ΔKp stored in 42,
A value obtained by adding 1 to Δ is used.

一方、アーム制御ブロック16aの基本制御量u21と
、ブーム制御ブロック16bの基本制御量u13とがパ
ケットフィードフォワード演算手段29に取込まれ、両
制御量u 21.  u 13に基づいて、パケット角
度θ3を目標値θ30に追従させるためのパケットシリ
ンダフィードフォワード制御量u31が演算される。
On the other hand, the basic control amount u21 of the arm control block 16a and the basic control amount u13 of the boom control block 16b are taken into the packet feedforward calculation means 29, and both control amounts u21. Based on u13, a packet cylinder feedforward control amount u31 for causing the packet angle θ3 to follow the target value θ30 is calculated.

具体的な演算内容を説明する。まず、パケット角度θ3
は次式で表わされる。
The specific calculation contents will be explained. First, the packet angle θ3
is expressed by the following equation.

θ3=θ1−α2−α3 、.  υ3 =ltI −a2−1x3θ3=0とす
ると &3 =θ1−h2 これに基づき u 31= K II (u 13− u 21)が得
られ、この式からパケットフィードフォワード制御量L
131が算出される。このモードにおけるフィードフォ
ワードゲインK11も、予め設定された標準値K(10
にパケットフィードフォワードゲイン微調整値記憶手段
(フィードフネワードゲイン調整記憶手段)44で記憶
されたゲイン微調整値ΔKllを加えた値が用いられ、
この微調整値ΔKllには後述のパケットフィードフォ
ワードゲイン調整モードで設定された値が用いられる。
θ3=θ1−α2−α3,. If υ3 =ltI -a2-1x3θ3=0, &3 =θ1-h2 Based on this, u 31 = K II (u 13- u 21) is obtained, and from this equation, the packet feedforward control amount L
131 is calculated. The feedforward gain K11 in this mode is also a preset standard value K(10
A value obtained by adding the gain fine adjustment value ΔKll stored in the packet feed forward gain fine adjustment value storage means (feed forward gain adjustment storage means) 44 to
For this fine adjustment value ΔKll, a value set in a packet feedforward gain adjustment mode, which will be described later, is used.

上記フィードバック制御量u32およびフィードフォワ
ード制御量u31は互いに加算され、これによって基本
パケット制御量LI33が求められる。そして、これに
パケットリンク補正手段46による補正(1次補正制御
量u34)、および非線形補償手段46による補正を加
えることによりパケットシリンダ制御出力u3が求めら
れる。
The feedback control amount u32 and the feedforward control amount u31 are added together to determine the basic packet control amount LI33. Then, by adding correction (primary correction control amount u34) by the packet link correction means 46 and correction by the nonlinear compensation means 46 to this, the packet cylinder control output u3 is obtained.

この非線形補償手段46も、パケットアクチニエータ補
正ゲイン記憶手段47aで記憶されたアクチュエータ補
正ゲインおよびパケットアクチュエータ不感帯補償微調
整値記憶手段43bで記憶された微調整値ΔWに基づく
演算を行う。
This nonlinear compensation means 46 also performs calculations based on the actuator correction gain stored in the packet actiniator correction gain storage means 47a and the fine adjustment value ΔW stored in the packet actuator dead zone compensation fine adjustment value storage means 43b.

以上により、パケット4の対地角度θ3を一定(目標値
)に保つ制御が実行され、この制御と、ブーム制御ブロ
ック1.6 bによるアーム先端Bの直線移動制御とが
組合わされて実際の法面掘削作業が実現される。
As described above, control is executed to keep the ground angle θ3 of the packet 4 constant (target value), and this control is combined with the linear movement control of the arm tip B by the boom control block 1.6b to adjust the angle θ3 from the ground to the actual slope. Excavation work is realized.

なお、各フィードフォワード演算手段32.43および
比例制御手段35.41で設定されているゲイン標準値
Kffo 、  Kpo、 Kiaは前記第2図のRO
M23に格納されているのに対し、ゲイン微調整値ΔK
ll、  ΔKpo、  ΔKioはEEPROM24
に格納されており、必要に応じて書き換え可能となって
いる。
Note that the gain standard values Kffo, Kpo, and Kia set in each feedforward calculation means 32.43 and proportional control means 35.41 are the same as RO in FIG.
While it is stored in M23, the gain fine adjustment value ΔK
ll, ΔKpo, ΔKio are EEPROM24
It is stored in the memory and can be rewritten as needed.

次に、この通常制御モードにおいて各非線形補償手段3
0,39.46で行われる演算内容を第5図および第6
図を参照しながら説明する。
Next, in this normal control mode, each nonlinear compensation means 3
The contents of the calculations performed at 0.39.46 are shown in Figures 5 and 6.
This will be explained with reference to the figures.

第6図は、各シリンダに代表されるアクチュエータ類の
定常速度特性、すなわちアクチュエータに入力される制
御信号に対する作動速度(出力)の特性の一例を示した
ものであるが、この図から分かるように、上記特性の非
線形性は、アクチュエータの不惑帯AFに起因する要素
と、それ以外の要素とに分けられる。
Figure 6 shows an example of the steady speed characteristics of the actuators represented by each cylinder, that is, the characteristics of the operating speed (output) in response to the control signal input to the actuator. The nonlinearity of the above characteristics can be divided into factors caused by the dead zone AF of the actuator and other factors.

第5図に示される不惑帯性非線形補償手段48は、上記
要素のうち、不惑帯AFに起因する要素以外の要素の非
線形性を補償するものであり、上記動特性が例えば第6
図に示すような曲線R1で表される場合、この曲線を表
す関数の逆関数(曲線R2で表示)を入力値に乗しるこ
とにより、制御量の線形化を行う。
The nonlinearity compensating means 48 shown in FIG. 5 compensates for the nonlinearity of the elements other than those caused by the AF, and the dynamic characteristic is, for example, the 6th one.
When represented by a curve R1 as shown in the figure, the control amount is linearized by multiplying the input value by an inverse function of the function representing this curve (represented by a curve R2).

この不感帯性非線形補償手段48の出力値には、アクチ
ュエータ補正ゲイン乗算器49により、アクチュエータ
補正ゲイン記憶手段で記憶されたアクチュエータ補正ゲ
インKaが乗じられる。このアクチュエータ補正ゲイン
に2は、アクチュエータの出カー作動速変の特性にばら
つきがあることを考慮して設定されるものであり、後述
のアクチュエータ補正ゲイン調整モードによって演算さ
れ、設定される。
The output value of the dead band nonlinear compensation means 48 is multiplied by the actuator correction gain Ka stored in the actuator correction gain storage means by the actuator correction gain multiplier 49. The actuator correction gain of 2 is set in consideration of variations in the characteristics of the output operation speed of the actuator, and is calculated and set by the actuator correction gain adjustment mode described later.

一方、この被線形補償手段30(39,46)で予め設
定されている不感帯補償標準値WQには、アクチュエー
タ不感帯補償微調整値記憶手段31b (41b、47
b)で記憶された不感帯補償微調整値ΔWが加算器50
で加算されて調整ずみの不感帯補償値Wが算出されてお
り、この不感帯補償値Wが不感帯補償値加算器50で上
記アクチュエータ補正ゲイン乗算器49の出力値に加算
されることにより、最終的な出力値が演算される。上記
アクチュエ〜り不感帯補償微調整値ΔWOは、アクチュ
エータや制御弁によって不感帯にばらつきが生じること
を考慮し、不感帯補償標準値WOを基準とした過不足量
で表わされるものであり、後述のアクチュエータ不感帯
補償値調整モードにおいて設定される。
On the other hand, the dead zone compensation standard value WQ preset in this linearity compensation means 30 (39, 46) includes the actuator dead zone compensation fine adjustment value storage means 31b (41b, 47
The dead zone compensation fine adjustment value ΔW stored in b) is added to the adder 50.
The adjusted dead zone compensation value W is calculated by adding the dead zone compensation value W to the output value of the actuator correction gain multiplier 49 in the dead zone compensation value adder 50. The output value is calculated. The above-mentioned actuator dead zone compensation fine adjustment value ΔWO is expressed as an excess or deficiency amount based on the dead zone compensation standard value WO, taking into account that the dead zone varies depending on the actuator or control valve. Set in compensation value adjustment mode.

(1)位置検出器オフセット値調整モード上記通常制御
を実行する前に、各制御要素の調整が行われるが、この
調整モードとしてまず位置検出器オフセット値調整モー
ドに切換えられる。
(1) Position detector offset value adjustment mode Before executing the above-mentioned normal control, each control element is adjusted, and the adjustment mode is first switched to the position detector offset value adjustment mode.

このモードは、各種検出器の特性や取付状態にばらつき
があることに鑑み、その調整を行うためのものである。
This mode is used to adjust the characteristics and mounting conditions of various detectors in view of their variations.

具体的には、各可動部位を可動範囲終端位置等のように
明確に位置決めのできるところで静止させ、この時の検
出信号からオフセットを求めて記憶する動作が実行され
る。
Specifically, an operation is performed in which each movable part is stopped at a position where it can be clearly positioned, such as the end position of the movable range, and the offset is determined and stored from the detection signal at this time.

(2)アクチュエータ不感帯補償値調整モード検出器の
微調整が行われた後は、その微調整された状態で次の不
感帯補償値調整モートに切換えられる。このモードは、
各シリンダ5〜7のアクチュエータ類の不感帯にばらつ
きがあることを考慮し、その補償値の微調整値を演算し
、記憶するためのモードである。
(2) Actuator dead zone compensation value adjustment mode After the fine adjustment of the detector is performed, the finely adjusted state is switched to the next dead zone compensation value adjustment mode. This mode is
This is a mode for calculating and storing a fine adjustment value of the compensation value, taking into account that there are variations in the dead zone of the actuators of each cylinder 5 to 7.

このモードでのコントローラ16の機能構成を策7図に
示す。なお、この構成は、ブームシリンダ5、アームシ
リンダ6、パケットシリンダ7の各アクチュエータの調
整モードについて共通であるため、1枚の図面でまとめ
て説明することとする。
The functional configuration of the controller 16 in this mode is shown in Figure 7. Note that this configuration is common to the adjustment modes of the actuators of the boom cylinder 5, arm cylinder 6, and packet cylinder 7, and therefore will be explained together in one drawing.

図において初期位置記憶手段52は、調整動作を始める
際の各アクチュエータ(ここではシリンダ5〜7)の位
置(初期位置)を記憶するものである。変位量演算手段
53は、現在のアクチュエータ位置と上記初期位置との
差、すなわち各アクチュエータの変位量を演算するもの
である。出力信号記憶手段54は、信号出力手段55か
ら出力される各アクチュエータの駆動信号を一定の周期
で順次記憶するとともに、変位量演算手段53により演
算された変位量が所定の値(後述する)となった時点で
、この時の出力信号をアクチュエータ不感帯補償微調整
値演算手段56に出力するものである。信号出力手段5
5は、変位量演算手段53により演算される変位量に応
じて各アクチュエータの駆動信号を出力するものである
In the figure, an initial position storage means 52 stores the positions (initial positions) of each actuator (cylinders 5 to 7 in this case) when starting an adjustment operation. The displacement calculation means 53 calculates the difference between the current actuator position and the above-mentioned initial position, that is, the displacement amount of each actuator. The output signal storage means 54 sequentially stores the drive signals for each actuator outputted from the signal output means 55 at a constant cycle, and also stores the displacement amount calculated by the displacement amount calculation means 53 at a predetermined value (described later). At the point in time, the output signal at this time is outputted to the actuator dead zone compensation fine adjustment value calculation means 56. Signal output means 5
Reference numeral 5 outputs a drive signal for each actuator according to the displacement amount calculated by the displacement amount calculation means 53.

アクチュエータ不感帯補償微調整値演算手段56は、上
記出力信号記憶手段54から出力された出力信号に基づ
き、アクチュエータの不感帯補償値Wを算出するととも
に、この不感帯補償値Wと、予め設定された不感帯補償
標準値woとの差をアクチュエータ不感帯補償微調整値
ΔWとして設定し、アクチュエータ不感帯補償微調整値
記憶手段31b (41b、47b)に記憶させるもの
である。この微調整値ΔWは、ハード的にはEEFRO
M24に記憶され、必要に応じて書き換え可能となって
いる。
The actuator dead zone compensation fine adjustment value calculation means 56 calculates the dead zone compensation value W of the actuator based on the output signal output from the output signal storage means 54, and also calculates the dead zone compensation value W and the dead zone compensation set in advance. The difference from the standard value wo is set as the actuator dead zone compensation fine adjustment value ΔW, and is stored in the actuator dead zone compensation fine adjustment value storage means 31b (41b, 47b). This fine adjustment value ΔW is EEFRO in terms of hardware.
It is stored in M24 and can be rewritten as needed.

次に、このモードで実際に行われる微調整値ΔWの設定
動作を説明する。この実施例では、第12図に示される
ように、アクチュエータへの出力と作動速度との間にヒ
ステリシスがあることを考慮し、同図に示される2つの
不感帯補償値wl。
Next, the setting operation of the fine adjustment value ΔW that is actually performed in this mode will be explained. In this embodiment, as shown in FIG. 12, taking into consideration that there is hysteresis between the output to the actuator and the operating speed, two dead zone compensation values wl are set as shown in FIG.

w2を求める動作が行われる。An operation to obtain w2 is performed.

まず、同図の不感帯補償値wlに対応する微調整値Δw
1を設定する動作(第1の調整動作)を第8図のフロー
チャートに示す。
First, the fine adjustment value Δw corresponding to the dead zone compensation value wl in the same figure
The operation for setting 1 (first adjustment operation) is shown in the flowchart of FIG.

調整に先立ち、初期化、すなわち前記信号出力手段55
の出力値u−ch+ckを初期値0に設定するとともに
、現在のアクチュエータ位置を初期位置x−ini と
して記憶する(ステップSl)。
Prior to adjustment, initialization, that is, the signal output means 55
The output value u-ch+ck of is set to the initial value 0, and the current actuator position is stored as the initial position x-ini (step Sl).

次に、上記出力値u −、c h e c kに予め設
定された一定値Δu−chtckを加えた値が新しい値
u−checkとして設定され(ステップS2)、この
値a−checkを実際の出力値としてアクチュエータ
に制御信号が出力される(ステップS3)。
Next, a value obtained by adding a preset constant value Δu-chtck to the output values u − and ch e c k is set as a new value u-check (step S2), and this value a-check is used as the actual value. A control signal is output to the actuator as an output value (step S3).

このステップS2.S3が繰返し続行されることにより
(ステップS4でNo) 、箪9図の上段に示されるよ
うに、時間に比例して出力値が増大するが、この出力ア
クチュエータの不感帯領域にある間はアクチュエータ位
置は変化しない。その後、さらに上記出力値が増大し、
アクチュエータ位置が変化してその現在の位置と初期位
置r−inとの差(すなわち変位量)が予め設定された
量411以上となった時点(ステップS4でYES。
This step S2. By repeatedly continuing S3 (No in step S4), the output value increases in proportion to time as shown in the upper part of Fig. does not change. After that, the above output value further increases,
A point in time when the actuator position changes and the difference between the current position and the initial position r-in (i.e., the amount of displacement) becomes equal to or greater than the preset amount 411 (YES in step S4).

茶9図の点PI)で、この時の値u−checkが不感
帯補償値として設定されるとともに、この値u−che
ckから予め設定された不感帯補償値wiOを差し引い
た値が算出され、この値が第1のアクチュエータ不感帯
補償微調整値Δwl としてアクチュエータ不感帯補償
微調整値記憶手段31b(41b、47b)に記憶され
る(ステップS5)。
At point PI in Fig. 9), the value u-check at this time is set as the dead zone compensation value, and this value u-check
A value is calculated by subtracting a preset dead zone compensation value wiO from ck, and this value is stored in the actuator dead zone compensation fine adjustment value storage means 31b (41b, 47b) as the first actuator dead zone compensation fine adjustment value Δwl. (Step S5).

そして、アクチュエータへの出力信号がOに戻されて第
1の調整動作が終了する。
Then, the output signal to the actuator is returned to O, and the first adjustment operation ends.

次に、第10図のフローチャートに示されるような第2
の調整動作、すなわち篤2の不感帯補償微調整値ΔW2
を設定する動作が開始される。
Next, a second process as shown in the flowchart of FIG.
adjustment operation, that is, the dead zone compensation fine adjustment value ΔW2 of Atsushi 2
The operation to set will begin.

ここで、ステップ81〜S3までの動作は上記と同様で
あり、出力値o−checkは時間とともに増大するが
、変位量が予め設定された値612以上となった時点(
ステップS7でYES;策11図の点P2)で、この時
のアクチュエータ位置がw−oldとして記憶される(
ステップS8)。上記値ΔX2は、アクチュエータか動
き出して安定した状態になったと判断されるような値が
設定される。
Here, the operations from steps 81 to S3 are the same as above, and the output value o-check increases with time, but when the displacement amount reaches the preset value 612 or more (
YES in step S7; point P2 in Figure 11), the actuator position at this time is stored as w-old (
Step S8). The value ΔX2 is set to a value such that it is determined that the actuator has started moving and is in a stable state.

この時点を過ぎると、今度は現在の出力値a−chec
kから一定値Δu−checkを差し引いた値が新しい
出力値o−checkとして設定され(ステップS9)
、この新しい値を実際の出力値としてアクチュエータに
信号がaカされる(ステップ510)。
After this point, the current output value a-chec
The value obtained by subtracting the constant value Δu-check from k is set as the new output value o-check (step S9).
, a signal is sent to the actuator using this new value as the actual output value (step 510).

そして、上記のステップ38〜SIOの動作が繰返し続
行されることにより(ステップSllでNo)、記憶値
x−oldが順次更新される一方、出力値u−Chec
kは時間とともに減少し、アクチュエータの作動速度が
減少していくが、記憶値x−old  (すなわち前回
のアクチュエ〜り位置)と現在の位置との差が一致ある
いは逆行した時点(ステップSllでYES・第11図
の点P3)、すなわちアクチュエータがほぼ停止した時
点で、この時の出力値u−che+kが第2のアクチュ
エータ不感帯補償値W2として設定され、この値から予
め設定された第2のアクチュエータ不感帯補償標準値w
2oを差し弓いた値が第2のアクチュエータ不感帯補償
微調整値Δw2 Hしてアクチュエータ不感帯補償微調
整値記憶手段31b (41b、47b)に記憶される
(ステップ512)。
Then, by repeatedly continuing the operations from step 38 to SIO described above (No in step Sll), the stored value x-old is sequentially updated, while the output value u-Chec
k decreases with time and the actuator's operating speed decreases, but when the difference between the memory value x-old (i.e. the previous actuator position) and the current position matches or reverses (YES in step - At point P3 in Figure 11, that is, when the actuator has almost stopped, the output value u-che+k at this time is set as the second actuator dead zone compensation value W2, and from this value the preset second actuator Dead band compensation standard value w
2o is the second actuator dead zone compensation fine adjustment value Δw2H and is stored in the actuator dead zone compensation fine adjustment value storage means 31b (41b, 47b) (step 512).

このようにして設定、記憶されたアクチュエータ不感帯
微調整値Δwl、  ΔW2が、前記通常制御モードに
おいて不感帯補償標準値WOに加えられることにより、
個々のアクチュエータの不感帯特性を考慮した適切な制
御が実行されることとなる。
By adding the actuator dead zone fine adjustment values Δwl and ΔW2 set and stored in this way to the dead zone compensation standard value WO in the normal control mode,
Appropriate control will be executed in consideration of the dead zone characteristics of each actuator.

なお、上記2つの微調整値Δw1.ΔW2の使い分け、
換言すれば2つの不感帯補償値Wl  (=wo+Δw
l )、w2  (=wo+ΔW2)の使い分けについ
ては、機械の特性に応じて適宜法めればよい。例えば、
両者の平均値を不感帯補償値Wとして常時用いるように
してもよいし、第13図に示されるように、制御開始時
は第1の不感帯補償値W1を用い、その後第2の不感帯
補償値W2まで漸次的に減少させるようにしてもよい。
Note that the above two fine adjustment values Δw1. Proper use of ΔW2,
In other words, the two dead zone compensation values Wl (=wo+Δw
l ) and w2 (=wo+ΔW2) may be used appropriately depending on the characteristics of the machine. for example,
The average value of both may be always used as the dead zone compensation value W, or as shown in FIG. 13, the first dead zone compensation value W1 is used at the start of control, and then the second dead zone compensation value W2 is used. It may be made to gradually decrease up to.

また、速度が増加傾向にある場合は第1の不感帯補償値
w1を用い、減少傾向にある場合には第2の不感帯補償
値W2を用いるような制御を行ってもよい。
Further, control may be performed in which the first dead zone compensation value w1 is used when the speed is increasing, and the second dead zone compensation value W2 is used when the speed is decreasing.

(3)アクチュエータ補正ゲイン設定モードこのモード
は、アクチュエータの出力に対する実際の作動速度の特
性にばらつきがあることに鑑み、これを補正するための
アクチュエータ補正ゲインKaを設定するためのもので
あり、上記補正ゲインKaには、上記出力−速度特性の
傾きの標準値aoと個体値aとの比a O/ aが設定
される。
(3) Actuator correction gain setting mode This mode is used to set the actuator correction gain Ka to correct the variation in the actual operating speed characteristics with respect to the output of the actuator. The correction gain Ka is set to a ratio a O/a between the standard value ao of the slope of the output-speed characteristic and the individual value a.

第14図は、この補正ゲインKaを設定するための機能
構成を示したものである。ここでも、ブムシリンダ5、
アームシリンダ6、パケットシ1シダ7の各アクチュエ
ータについての補正ゲイン設定に要する構成は共通であ
るため、この第14図のみで各モードをまとめて説明す
ることとする。
FIG. 14 shows the functional configuration for setting this correction gain Ka. Again, bum cylinder 5,
Since the configuration required for setting the correction gain for each actuator of the arm cylinder 6, packet cylinder 1, and cylinder 7 is common, each mode will be collectively explained using only this FIG. 14.

ここでは、アクチュエータに一定の信号を出力し、実際
に可動部位(この実施例ではブーム2、アーム3、パケ
ット4)を動かしてこの時の回動速度を求め、この速度
から上記補正ゲインに1を求める動作が行われる。
Here, a constant signal is output to the actuator, the movable parts (boom 2, arm 3, and packet 4 in this example) are actually moved to find the rotation speed at this time, and from this speed, the correction gain is set by 1. An operation is performed to obtain the following.

図において、角度範囲設定手段57は、アクチュエータ
の作動により上記可動部位を動かす範囲、およびこの範
囲内において実際に時間計測を行う時間計測範囲を設定
するものである。例えば、上記可動部位の回動限界角度
が第15図に示される角度θat、  θa2である場
合、角度範囲設定手段57は、可動部位を実際に動かす
範囲として上記の可動範囲よりも狭い範囲である同図の
角度θbl〜θb2の範囲を設定し、さらに、この回動
範囲中、時間を計測する範囲として同図の角度0口〜θ
C2の範囲を設定する。
In the figure, angular range setting means 57 sets the range in which the movable part is moved by actuating the actuator, and the time measurement range in which time is actually measured within this range. For example, when the rotation limit angles of the movable part are the angles θat and θa2 shown in FIG. The range of angles θbl to θb2 in the figure is set, and the range for measuring time during this rotation range is the angle 0 to θ in the figure.
Set the range of C2.

一定出力信号発生手段58は、上記設定回動範囲θb1
〜θb2の範囲で可動部位を何度も往復させるように、
アクチュエータに適宜信号を出力するとともに、回動の
回を重ねるごとに出力信号のレベルを一定値ずつ上げる
ように構成されている。
The constant output signal generating means 58 has the above-mentioned set rotation range θb1.
In order to move the movable part back and forth many times within the range of ~θb2,
It is configured to output an appropriate signal to the actuator and increase the level of the output signal by a fixed value each time the rotation is repeated.

すなわち、アクチュエータには回動回数に比例したレベ
ルの信号が出力されることになる。
That is, a signal with a level proportional to the number of rotations is output to the actuator.

時間計測手段59は、上記可動部位が回動する際、この
回動部位が上記角度範囲設定手段57で設定された時間
計測範囲θc1〜θC2を通過するのに要する時間を計
測するものである。また、速度記憶手段60は、上記時
間計測範囲で時間計測手段59により計測された時間と
、同範囲の角度幅(θc2−θC1)とから各回動時の
回動速度をアクチュエータの出力値との組合わせデータ
として記憶するものである。
The time measuring means 59 measures the time required for the rotating part to pass through the time measuring range θc1 to θC2 set by the angular range setting means 57 when the movable part rotates. In addition, the speed storage means 60 calculates the rotation speed at each rotation with the output value of the actuator based on the time measured by the time measurement means 59 in the time measurement range and the angular width (θc2-θC1) in the same range. This is stored as combination data.

アクチュエータ補正ゲイン演算手段62は、上記速度記
憶手段61で記憶された各速度に基づ纏補正ゲインに!
を演算するものであり、この演算は、予め設定されてい
る不感帯補償標準値WO2前記不感帯補償微調整値記憶
手段31b(41b47b)で記憶された微調整値ΔW
との和であζ不感帯補償値Wを考慮して行われる。
The actuator correction gain calculation means 62 calculates a total correction gain based on each speed stored in the speed storage means 61!
This calculation calculates the preset dead zone compensation standard value WO2, the fine adjustment value ΔW stored in the dead zone compensation fine adjustment value storage means 31b (41b47b).
This is done in consideration of the ζ dead zone compensation value W.

具体的に、上記速度記憶手段61で記憶され大出力−速
度に関するデータを上記不感帯補償値切を差引いてグラ
フにプロットすると第16図のようになる。図において
、直線L1は標準的な出デー速度特性を示し、その傾き
である特性標準値aQは予めコントローラ16に記憶さ
れている。
Specifically, when the data related to high output and speed stored in the speed storage means 61 is plotted on a graph by subtracting the dead zone compensation value, the result is as shown in FIG. In the figure, a straight line L1 indicates a standard starting speed characteristic, and a characteristic standard value aQ, which is the slope thereof, is stored in the controller 16 in advance.

これに対し、直線L2は上記プロットされた点から得ら
れるものであり、この傾きが特性の固有値aとなる。
On the other hand, the straight line L2 is obtained from the plotted points, and its slope becomes the characteristic value a.

アクチュエータ補正ゲイン演算手段62は、上記特性標
準値aoと個体値aとの比ao/aをアクチュエータ補
正ゲインに!として設定し、アクチュエータ補正ゲイン
記憶手゛段31a(41a。
The actuator correction gain calculating means 62 sets the ratio ao/a between the characteristic standard value ao and the individual value a as the actuator correction gain! The actuator correction gain storage means 31a (41a.

47a)に記憶させる。従って、この記憶されたアクチ
ュエータ補正ゲインに2を用いた制御が上記通常制御モ
ードで実行されることにより、各アクチュエ〜りの出力
−速度特性のばらつきを考慮した制御が実現されること
になる。
47a). Therefore, by executing control using 2 as the stored actuator correction gain in the normal control mode, control that takes into account variations in the output-speed characteristics of each actuator is realized.

なお、この補正ゲインKa もハード的にはEEPRO
M24に格納され、必要に応じて書き換えが可能となっ
ている。
Note that this correction gain Ka is also EEPRO in terms of hardware.
It is stored in M24 and can be rewritten as necessary.

(4)ブームフィードフォワードゲイン調整モード (5)パケットフィードフォワードゲイン調整モード これらのモードは、機械の固体差に応じた適正なフィー
ドフォワード制御が実行されるように、現実の掘削動作
と同等の試行動作を行うことによって、各フィードフォ
ワードゲインの微調整値を設定するモードである。
(4) Boom feedforward gain adjustment mode (5) Packet feedforward gain adjustment mode These modes are trial equivalents of actual excavation operation to ensure that appropriate feedforward control is executed depending on the individual differences of the machine. This is a mode in which fine adjustment values for each feedforward gain are set by performing operations.

第17図は、ブームフィードフォワードゲイン調整モー
ドにおけるコントローラ16の機能構成を示したもので
ある。前記第4図との比較から明らかなように、ここで
は比例積分手段35によるブーム2のフィードバック制
御は行われず、実際のアーム先端高さybと目標値yb
oとの差(制御偏差)Δyhは一定の制御周期毎に偏差
記憶手段63に記憶される。
FIG. 17 shows the functional configuration of the controller 16 in the boom feedforward gain adjustment mode. As is clear from the comparison with FIG. 4, the feedback control of the boom 2 by the proportional integral means 35 is not performed here, and the actual arm tip height yb and target value yb
The difference (control deviation) Δyh with respect to o (control deviation) is stored in the deviation storage means 63 at every fixed control period.

同図に示されるブームフィードフォワードゲイン微調整
値演算手段(フィードフォワードゲイン調整演算手段)
64は、1回の試行掘削動作で記憶された偏差の積算値
Σ(Δyb)からフィードフォワードゲインの修正量を
順次求め、この修正量の毎回の積算値で修正したゲイン
に基づきブームシリンダフィードフォワード演算手段3
2に試行掘削動作のフィードフォワード制御を行わせる
とともに、上記偏差の積算値Σ(Δyh)が許容範囲内
に収まった時点での修正量の積算値をブームフィードフ
ォワードゲイン微調整値ΔKfIとして設定し、前記ブ
ームフィードフォワードゲイン微調整値記憶手段33に
記憶させるものである。
Boom feedforward gain fine adjustment value calculation means (feedforward gain adjustment calculation means) shown in the same figure
64 sequentially calculates the correction amount of the feedforward gain from the integrated value Σ(Δyb) of deviations stored in one trial excavation operation, and adjusts the boom cylinder feedforward based on the gain corrected by the integrated value of each correction amount. Calculation means 3
2 to perform feedforward control of the trial excavation operation, and set the cumulative value of the correction amount at the time when the cumulative value Σ(Δyh) of the above deviation falls within the allowable range as the boom feedforward gain fine adjustment value ΔKfI. , is stored in the boom feedforward gain fine adjustment value storage means 33.

同様に、第18図は、パケットフィードフォワードゲイ
ン調整モードにおけるコントローラ16の機能構成を示
したものである。ここでも、比例積分手段41によるパ
ケット4のフィードバック制御は行われず、実際のパケ
ット対地角度θ3と目標値θ30との差(制御偏差)Δ
θ3は一定の制御周期毎に偏差記憶手段65に記憶され
る。
Similarly, FIG. 18 shows the functional configuration of the controller 16 in the packet feedforward gain adjustment mode. Also here, the feedback control of the packet 4 by the proportional integration means 41 is not performed, and the difference (control deviation) Δ between the actual packet ground angle θ3 and the target value θ30
θ3 is stored in the deviation storage means 65 at every fixed control period.

同図に示されるパケットフィードフォワードゲイン微調
整値演算手段(フィードフォワードゲイン調整演算手段
)66も、前記ブームフィードフォワードゲイン微調整
値演算手段64と同様、1回の試行掘削動作で記憶され
た偏差の積算値Σ(Δθ3)からフィードフォワードゲ
インの修正量を順次求め、この修正量の毎回の積算値で
修正したゲインに基づきパケットシリンダフィードフォ
ワード演算手段43に試行掘削動作のフィードフォワー
ド制御を行わせるとともに、上記偏差の積算値Σ(Δy
b)が許容範囲内に収まった時点での修正量の積算値を
ブームフィードフォワードゲイン微調整値ΔK11とし
て設定し、前記ブームフィードフォワードゲイン微調整
値記憶手段44に記憶させるものである。
Similarly to the boom feedforward gain fine adjustment value calculation means 64, the packet feedforward gain fine adjustment value calculation means (feedforward gain adjustment calculation means) 66 shown in FIG. The correction amount of the feedforward gain is sequentially obtained from the integrated value Σ(Δθ3) of the correction amount, and the packet cylinder feedforward calculation means 43 is caused to perform feedforward control of the trial excavation operation based on the gain corrected by the integrated value of the correction amount each time. In addition, the integrated value Σ(Δy
The integrated value of the correction amount at the time when b) falls within the allowable range is set as the boom feedforward gain fine adjustment value ΔK11, and is stored in the boom feedforward gain fine adjustment value storage means 44.

両フィードフォワードゲイン微調整値演算手段64.6
6の機能構成を第19図に示す。なお、ここではブーム
フィードフォワードゲインおよびパケットフィードフォ
ワードゲインの双方の調整モードについて共通して説明
するので、両モードにおける制御偏差Δyh、 Δθ3
は共通してΔhで表わすこととする。
Both feedforward gain fine adjustment value calculation means 64.6
The functional configuration of No. 6 is shown in FIG. Note that since the adjustment modes for both boom feedforward gain and packet feedforward gain will be explained here, the control deviations Δyh and Δθ3 in both modes will be explained in common.
are commonly expressed as Δh.

上記第19図において、修正量演算手段68は、1回の
試行掘削動作で偏差記憶手段63(65)に記憶された
偏差Δhの積算値Σ(Δh)に基づき、これに対応する
フィードフォワードゲインの修正量Fft(Σ(Δh)
)を演算するものである。
In FIG. 19, the correction amount calculation means 68 calculates the feedforward gain corresponding to the integrated value Σ(Δh) of the deviation Δh stored in the deviation storage means 63 (65) in one trial excavation operation. Correction amount Fft(Σ(Δh)
) is calculated.

この実施例では、偏差の積算値Σ(Δh)とフィードフ
ォワードゲイン修正量Fit(Σ(Δh))とに第20
図に示されるような関係が与えられている。すなわち、
偏差の積算値Σ(Δh)が正の許容値Va  (>0)
以上または負の許容値−v3(<、0)以下である領域
においてのみ、これに応じたフィードフナワードゲイン
修正量 F11(Σ(Δh))が設定されることになる。
In this embodiment, the cumulative deviation value Σ(Δh) and the feedforward gain correction amount Fit(Σ(Δh)) are
The relationships shown in the figure are given. That is,
The cumulative deviation value Σ(Δh) is a positive tolerance value Va (>0)
Only in a region that is equal to or greater than or equal to or less than the negative tolerance value −v3 (<, 0), a corresponding feed forward gain correction amount F11 (Σ(Δh)) is set.

積算値記憶手段69は、1回の試行掘削動作の度に修正
量演算手段66で演算される修正量Fll(Σ(Δh)
)の積算値を順次記憶し、この積算値を仮のフィードフ
ォワードゲイン微調整値としてフィードフォワード演算
手段32(43)に与え、これに基づいて試行掘削動作
中のフィードフォワード制御を行わせるものである。
The integrated value storage means 69 stores the correction amount Fll(Σ(Δh)
) are sequentially stored, this integrated value is given to the feedforward calculation means 32 (43) as a provisional feedforward gain fine adjustment value, and feedforward control is performed during the trial excavation operation based on this. be.

許容判定手段70は、1回の試行掘削動作が終わる度に
、その偏差の積算値Σ(Δh)が許容範囲内、すなわち
第20図において(−Va≦0≦Va)の範囲内にある
か否かを判定するものである。微調整値設定手段71は
、この許容判定手段70により偏差の積算値Σ(Δh)
が許容範囲内にあると判定された場合に、その時点での
修正量の積算値をフィードフォワードゲイン微調整値Δ
Kf1として設定し、フィードフォワードゲイン微調整
値記憶手段33.44に記憶させるものである。
Each time one trial excavation operation is completed, the permissibility determining means 70 determines whether the integrated value Σ(Δh) of the deviation is within the permissible range, that is, within the range of (-Va≦0≦Va) in FIG. This is to determine whether or not it is true. The fine adjustment value setting means 71 determines the cumulative deviation value Σ(Δh) using the tolerance determining means 70.
is determined to be within the allowable range, the cumulative value of the correction amount at that point is calculated as the feedforward gain fine adjustment value Δ
It is set as Kf1 and stored in the feedforward gain fine adjustment value storage means 33 and 44.

次に、このモードにおいて実際に行われる微調整値の設
定動作を第211図のフローチャートを参照しながら説
明する。
Next, the fine adjustment value setting operation actually performed in this mode will be explained with reference to the flowchart of FIG. 211.

まず、フィードフォワードゲインの調整に先立ち、フィ
ードバックゲインを0にしくステップ521)、フィー
ドバック制御が働かないようにする。一方、フィードフ
オワ〜トゲイン微調整値Δに++を0に設定するととも
に、フィードフォワードゲインKf+を予め設定されて
いるゲイン標準値Kffoに設定し、これによってフィ
ードフォワードゲインKI[の初期化を行う(ステップ
522)。
First, prior to adjusting the feedforward gain, the feedback gain is set to 0 (step 521) to disable feedback control. On the other hand, ++ is set to 0 for the feedforward gain fine adjustment value Δ, and the feedforward gain Kf+ is set to the preset gain standard value Kffo, thereby initializing the feedforward gain KI[(step 522).

次に、実際の掘削動作と同等の試行掘削動作を行いなが
ら、この動作中に一定の制御周期毎に偏差Δhを割出し
て順次記憶しくステップ523)、さらに、その積算値
Σ(Δh)を算出する(ステップ524)。
Next, while performing a trial excavation operation that is equivalent to the actual excavation operation, the deviation Δh is determined and stored sequentially at every fixed control period during this operation (step 523), and the integrated value Σ(Δh) is calculated. Calculate (step 524).

この偏差の積算値Σ(Δh)が前記許容範囲(−Va−
Va)内にない場合には(ステップ825、 826の
いずれか一方でNO)、この積算値Σ(Δh)に対応す
る修正量FIjCΣ(Δh))を求め、これを仮のフィ
ードフォワードゲイン微調整値ΔKNに加えたものを新
たなフィードフォワードゲイン微調整値Δに++として
更新設定するとともに、この仮のフィードフォワードゲ
イン微調整値ΔKNをゲイン標準値K fioに加えた
値を仮のフィードフォワードゲインKllとして設定し
くステップ527)、このゲインKl+に基ついて次の
試行掘削動作を行わせる。
The integrated value Σ(Δh) of this deviation is the tolerance range (-Va-
Va) (NO in either step 825 or 826), the correction amount FIjCΣ(Δh)) corresponding to this integrated value Σ(Δh) is calculated, and this is used as a provisional feedforward gain fine adjustment. The value added to the value ΔKN is updated as ++ to the new feedforward gain fine adjustment value Δ, and the value obtained by adding this provisional feedforward gain fine adjustment value ΔKN to the gain standard value K fio is set as the provisional feedforward gain. The gain Kl+ is set as step 527), and the next trial excavation operation is performed based on this gain Kl+.

このような動作が繰返されることにより、仮のフィード
フォワードゲイン微調整値ΔKNには修正量F11(Σ
(Δh))が順次積算されていき、フィードフォワード
ゲインKi1は修正されていく。
By repeating such an operation, the provisional feedforward gain fine adjustment value ΔKN has a correction amount F11(Σ
(Δh)) is successively integrated, and the feedforward gain Ki1 is corrected.

そして、上記偏差の積算値Σ(Δh))が許容範囲内に
収まった時点(ステップ825.S26でYES)で、
この時の積算値である仮の微調整値ΔK[[が正式なフ
ィードフォワードゲイン微調整値として設定され、記憶
される(ステップ828)。
Then, when the integrated value Σ(Δh)) of the above deviation falls within the allowable range (step 825. YES in S26),
The temporary fine adjustment value ΔK[[, which is the integrated value at this time, is set as the formal feedforward gain fine adjustment value and stored (step 828).

このようにして設定、記憶されたフィードフォワードゲ
イン微調整値ΔKNを標準値に目0に加えた値がフィー
ドフォワードゲインKllとして前記通常制御モードで
用いられることにより、その機械の特性に適したフィー
ドフォワード制御が実現されることになる。
The value obtained by adding the feedforward gain fine adjustment value ΔKN set and stored in this way to the standard value and zero is used as the feedforward gain Kll in the normal control mode, so that the feedforward gain suitable for the characteristics of the machine is adjusted. Forward control will be realized.

なお、上記各制御偏差には重みづけが可能である。例え
ば、機械の立上がりの状態を重視したい場合には、jl
!225tff(a)に示すように、初期状態では初期
値Cvsから定常値Cvoまで徐々に減少し、この状態
以降は定常値Cvoで一定となるような重み係数Cyを
導入し、この重み係数Cvと上記定常値Cvaとの比を
偏差Δhに乗じるすればよい。この場合、実際の制御偏
差の動向が同図(b)に示されるものとすると、重みづ
けをされた制御偏差の動向は同図(C)となる。このよ
うな重みづけを行えば、特に制御開始直後にフィツトす
るようなゲインを与えることが可能になる。
Note that each control deviation described above can be weighted. For example, if you want to emphasize the start-up state of the machine, use jl
! As shown in 225tff(a), a weighting coefficient Cy is introduced that gradually decreases from the initial value Cvs to a steady-state value Cvo in the initial state and remains constant at the steady-state value Cvo after this state, and this weighting coefficient Cv and The deviation Δh may be multiplied by the ratio to the steady-state value Cva. In this case, assuming that the actual trend of the control deviation is shown in FIG. 5B, the weighted trend of the control deviation is shown in FIG. If such weighting is performed, it becomes possible to provide a gain that fits particularly immediately after the start of control.

(6)ブームフィードバックゲイン調整モード(7)パ
ケットフィードバックゲイン調整モードこれらのモード
は、上記フィードフォワード制御と同様に、現実の掘削
動作と同等の試行動作によって各フィードバックゲイン
の微調整値を設定するモードである。
(6) Boom feedback gain adjustment mode (7) Packet feedback gain adjustment mode Similar to the feedforward control described above, these modes are modes in which fine adjustment values for each feedback gain are set by trial operations equivalent to actual excavation operations. It is.

箪23図は、ブームフィードバックゲイン調整モードに
おけるコントローラ16の機能構成を示したものである
。ここでも、実際のアーム先端高さybと目標値ybo
との差(制御偏差)Δybが一定の制御周期毎に偏差記
憶手段72に記憶されるようになっている。
Figure 23 shows the functional configuration of the controller 16 in the boom feedback gain adjustment mode. Again, the actual arm tip height yb and the target value ybo
The difference (control deviation) Δyb between the two is stored in the deviation storage means 72 at every fixed control cycle.

ブームフィードバックゲイン機具整値演算手段(フィー
ドバックゲイン調整演算手段)73は、上記偏差Δhの
振動状態(この実施例では振動カウント値)ならびに積
算値Σ(Δyb)に基づき、フィードバック比例ゲイン
および積分ゲインの修正量をそれぞれ求め、この修正量
の毎回の積算値で修正したゲインに基づき比例積分手段
35に試行掘削動作のフィードバック制御を行わせると
ともに、上記偏差の振動状態および積算値が許容範囲内
に収まった時点での修正量をブームフィードバックゲイ
ン微調整値ΔKp、  Δに1として設定し、前記ブー
ムフィードバックゲイン微調整値記憶手段36に記憶さ
せるものである。
The boom feedback gain equipment set value calculation means (feedback gain adjustment calculation means) 73 calculates the feedback proportional gain and integral gain based on the vibration state of the deviation Δh (vibration count value in this embodiment) and the integrated value Σ(Δyb). The correction amount is determined respectively, and the proportional integration means 35 performs feedback control of the trial excavation operation based on the gain corrected by the integrated value of each correction amount. The amount of correction at the time when the boom feedback gain fine adjustment value ΔKp, Δ is set as 1 and is stored in the boom feedback gain fine adjustment value storage means 36.

同様に、第24図は、パケットフィードバックゲイン調
整モードにおけるコントローラ16の機能構成を示した
ものである。ここでも、実際のパケット対地角度θ3と
目標値θ30との差(制御偏差)Δθ3が一定の制御周
期毎に偏差記憶手段75に記憶され、その振動状態およ
び積算値に基づき、パケットフィードバックゲイン微調
整値演算手段(フィードバックゲイン調整演算手段)7
6によりフィードバックゲインの修正量が順次求められ
、この修正量の毎回の積算値で修正したゲインに基づき
比例積分手段41により試行掘削動作のフィードバック
制御が実行されるとともに、上記偏差の振動状態および
積算値が許容範囲内に収まった時点での修正量がパケッ
トフィードバックゲイン微調整値ΔKp、 ΔKi と
して設定され、前記パケットフィードバックゲイン微調
整値記憶手段42に記憶される。
Similarly, FIG. 24 shows the functional configuration of the controller 16 in the packet feedback gain adjustment mode. Here, too, the difference (control deviation) Δθ3 between the actual packet ground angle θ3 and the target value θ30 is stored in the deviation storage means 75 at every fixed control cycle, and the packet feedback gain is finely adjusted based on the vibration state and integrated value. Value calculation means (feedback gain adjustment calculation means) 7
6, the amount of correction of the feedback gain is sequentially obtained, and the feedback control of the trial excavation operation is executed by the proportional integration means 41 based on the gain corrected by the integrated value of each correction amount, and the vibration state and the integration of the above-mentioned deviation are executed. The amount of correction at the time when the value falls within the allowable range is set as the packet feedback gain fine adjustment values ΔKp, ΔKi and stored in the packet feedback gain fine adjustment value storage means 42.

両フィードバックゲイン微調整値演算手段73゜76の
機能構成を第25.28図に示す。なお、このモードは
比例ゲイン調整モード、積分ゲイン調整モードの順で切
換えられるので、前者のモードを第25図に示し、後者
のモードを東26図に示す。
The functional configuration of both feedback gain fine adjustment value calculation means 73 and 76 is shown in FIGS. 25 and 28. Note that this mode is switched in the order of proportional gain adjustment mode and integral gain adjustment mode, so the former mode is shown in FIG. 25, and the latter mode is shown in FIG.

第25図において、振動状態演算手段78は、1回の試
行掘削動作で偏差記憶手段72(75)に記憶された偏
差Δhの振動状態を演算するものであり、この実施例で
は振動カウント値nが演算される。
In FIG. 25, the vibration state calculation means 78 calculates the vibration state of the deviation Δh stored in the deviation storage means 72 (75) in one trial excavation operation, and in this embodiment, the vibration count value n is calculated.

この振動カウント値nは、第27図に示されるようにし
て演算される。同図における補助カウント値は、初期値
が0であり、偏差の増減方向が前回と同じであれば1が
加算され、前回と異なれば0にリセットされるものであ
り、3になった時点でリセットされる。フラグは、初期
値が0であり、最初に補助カウント値が3となった時、
これが増加方向であれば1に、減少方向であれば−1に
設定される。以降は、補助カウント値が3でかつ増減方
向が逆転されている場合に符号が反転される。
This vibration count value n is calculated as shown in FIG. The initial value of the auxiliary count value in the figure is 0, and if the direction of increase/decrease in deviation is the same as the previous time, 1 is added to it, and if it is different from the previous time, it is reset to 0, and when it reaches 3. will be reset. The initial value of the flag is 0, and when the auxiliary count value reaches 3 for the first time,
If this is in the increasing direction, it is set to 1, and if it is in the decreasing direction, it is set to -1. Thereafter, when the auxiliary count value is 3 and the direction of increase/decrease is reversed, the sign is inverted.

振動カウント値nは、初期値が0であり、上記フラグが
変化する度に1ずつ加算される。
The vibration count value n has an initial value of 0, and is incremented by 1 each time the flag changes.

従って、この演算では、偏差の増減方向が巨視的に切換
わった回数がカウントされることになる。
Therefore, in this calculation, the number of times the direction of increase/decrease in deviation is macroscopically switched is counted.

なお、振動カウント値nは他の手法で設定するようにし
てもよい。例えば、第28図(a)(b)に示されるよ
うに、振動の中心と予想される適当な振動検出オフセッ
ト値hoの上下に幅δをもつ振動検出幅を設定し、この
検出幅の内側から外側に偏差が移行する度に振動カウン
ト値nを加算(7ていくようにしてもよい。この場合、
同図(a)に示されるように偏差の激[7い振動がある
場合には多数の振動カウント値nがカウントされ、同図
(b)に示されるように偏差の振動が極めて緩やかな場
合には振動カウント値nはほとんどカウントされない。
Note that the vibration count value n may be set using other methods. For example, as shown in FIGS. 28(a) and (b), a vibration detection width with a width δ is set above and below an appropriate vibration detection offset value ho that is expected to be the center of vibration, and the inside of this detection width is The vibration count value n may be added (increasing by 7) each time the deviation moves outward from
As shown in the figure (a), when there is a large deviation vibration, a large number of vibration count values n are counted, and as shown in the figure (b), when the deviation vibration is extremely gentle, The vibration count value n is hardly counted.

修正量演算手段79は、上記のようにして算出された振
動カウント値nに基づき、これに対応するフィードバッ
ク比例ゲインの修正量Fp  (n)を演算するもので
ある。
The correction amount calculating means 79 calculates a corresponding correction amount Fp (n) of the feedback proportional gain based on the vibration count value n calculated as described above.

この実施例では、振動カウント値nと比例ゲイン修正量
Fp  (n)との間に第29図に示されるような関係
が与えられている。すなわち、振動カウント値が予め設
定された許容値na  (>0)以上である領域におい
てのみ、制御偏差の動向が振動的であるとしてこれに応
じた負のフィードフォワードゲイン修正量Fp  (n
)が設定されるようになっている。
In this embodiment, a relationship as shown in FIG. 29 is given between the vibration count value n and the proportional gain correction amount Fp (n). In other words, only in a region where the vibration count value is equal to or greater than a preset allowable value na (>0), the trend of the control deviation is considered to be oscillatory, and a corresponding negative feedforward gain correction amount Fp (n
) is now set.

積算値記憶手段80は、1回の試行掘削動作の度に修正
量演算手段79で演算される修正量Fp(n)の積算値
を順次記憶し、この積算値を仮のフィードバックゲイン
微調整値として比例積分手段35(41)に与え、これ
に基づいて試行掘削動作中のフィードバック制御を行わ
せるものである。
The integrated value storage means 80 sequentially stores the integrated value of the correction amount Fp(n) calculated by the correction amount calculation means 79 for each trial excavation operation, and uses this integrated value as a provisional feedback gain fine adjustment value. is given to the proportional integration means 35 (41), and feedback control during the trial excavation operation is performed based on this.

許容判定手段81は、1回の試行掘削動作が終わる度に
、その振動カウント値nが許容範囲内、すなわち許容値
na以下の範囲内にあるか否かを判定するものである。
The permissibility determining means 81 determines whether the vibration count value n is within the permissible range, that is, within the range below the permissible value na, each time one trial excavation operation is completed.

微調整値設定手段82は、この許容判定手段81により
振動カウント値nが許容範囲内にあると判定された場合
に、その時点での修正量の積算値をフィードバック比例
ゲイン微調整値ΔKpとして設定し、フィードバックゲ
イン微調整値記憶手段36(42)に記憶させるもので
ある。
The fine adjustment value setting means 82 sets the cumulative value of the correction amount at that time as the feedback proportional gain fine adjustment value ΔKp when the vibration count value n is determined to be within the permissible range by the tolerance determination means 81. Then, it is stored in the feedback gain fine adjustment value storage means 36 (42).

これに対し、積分ゲイン調整モー ドにおいては、第2
6図に示されるように、前記策19図で説明した修正量
演算手段68、積算値記憶手段69、許容判定手段70
、および微調整値設定手段71と同様の修正量演算手段
83、積算値記憶手段84、許容判定手段85、および
微調整値設定手段86が備えられており、前記フィード
フォワードゲイン調整モードと同様に、偏差の積算値Δ
hに応じてフィードバック積分ゲイン微調整値ΔKが設
定される。
On the other hand, in the integral gain adjustment mode, the second
As shown in FIG. 6, the correction amount calculation means 68, integrated value storage means 69, and tolerance determination means 70 explained in FIG.
, and a correction amount calculation means 83 similar to the fine adjustment value setting means 71, an integrated value storage means 84, an allowance determination means 85, and a fine adjustment value setting means 86, and similarly to the feedforward gain adjustment mode. , integrated value of deviation Δ
A feedback integral gain fine adjustment value ΔK is set according to h.

フィードフォワードゲイン調整と異なっているのは、偏
差の積算値Σ(Δh)とゲイン修正量Fi  (Σ(Δ
h))との関係のみであり、両者の関係は第30図に示
されるようになっている。すなわち、偏差の積算値Σ(
Δh)が正の許容値v1以上の領域であっても、負の許
容値−■!以下の領域であっても、その絶対値に応じた
正の修正量Fi  (Σ(Δh))が設定されるように
なっている。
What is different from feedforward gain adjustment is the integrated deviation value Σ(Δh) and the gain correction amount Fi (Σ(Δ
h)), and the relationship between the two is shown in FIG. In other words, the integrated deviation value Σ(
Even if Δh) is in the region greater than or equal to the positive tolerance value v1, the negative tolerance value −■! Even in the following areas, a positive correction amount Fi (Σ(Δh)) is set according to its absolute value.

次に、このフィルドパック調整モードにおいて実際に行
われる比例ゲイン微調整値および積分ゲイン微調整値の
設定動作を、それぞれ第31図および第32図のフロー
チャートを参照しながら説明する。
Next, the setting operations of the proportional gain fine adjustment value and the integral gain fine adjustment value which are actually performed in this filled pack adjustment mode will be explained with reference to the flowcharts of FIG. 31 and FIG. 32, respectively.

まず、比例ゲイン調整モードでは、第31図に示される
ように、フィードバックゲイン調整に先立ち、前記フィ
ードフォワードゲイン調整モードで設定された微調整値
ΔKf+に基づき、フィードフォワードゲインの微調整
をしておく (ステップ531)。なお、図示はしない
が、各非線形補償手段30.39.46においても、前
記アクチュエータ補正ゲイン設定モードおよびアクチュ
エータ不感帯補償微調整値で設定された補正ゲインKa
および不感帯補償機側整値ΔWを取込んだ演算が行われ
るようにする。一方、フィードバック比例ゲイン微調整
値ΔKIlをOに設定するとともに、フィードバック比
例ゲインKpを予め設定されているゲイン標準値Kpo
に設定し、これによってフィードバック比例ゲインKp
の初期化を行う(ステップ532)。
First, in the proportional gain adjustment mode, as shown in FIG. 31, prior to feedback gain adjustment, the feedforward gain is finely adjusted based on the fine adjustment value ΔKf+ set in the feedforward gain adjustment mode. (Step 531). Although not shown, in each nonlinear compensation means 30, 39, and 46, the correction gain Ka set in the actuator correction gain setting mode and the actuator dead zone compensation fine adjustment value is also used.
and the dead zone compensator side set value ΔW are taken into account. On the other hand, the feedback proportional gain fine adjustment value ΔKIl is set to O, and the feedback proportional gain Kp is set to a preset gain standard value Kpo.
and thereby the feedback proportional gain Kp
is initialized (step 532).

次に、実際の掘削動作と同等の試行掘削動作を行いなが
ら、この動作中に一定の制御周期毎に偏差Δhを割出し
て順次記憶しくステップ533)、さらに、その振動カ
ウント値nを算出する(ステップ534)。
Next, while performing a trial excavation operation equivalent to the actual excavation operation, the deviation Δh is determined and stored in sequence at every fixed control cycle during this operation (step 533), and the vibration count value n is calculated. (Step 534).

この振動カウント値nが許容値n!以上である場合には
(ステップS35でNO)、この振動カウント値nに対
応する修正量Fp  (n)を求め、これを仮のフィー
ドバック比例ゲイン微調整値Δに、に加えたものを新た
なフィードバック比例ゲイン微調整値ΔKpとして更新
設定するとともに、この仮のフィードバック比例ゲイン
微調整値ΔKpをゲイン標準値Kpaに加えた値を仮の
フィードバック比例ゲインKlfとして設定しくステッ
プ836)、次回の試行掘削動作を行わせる。
This vibration count value n is the allowable value n! If the value is above (NO in step S35), find the correction amount Fp (n) corresponding to this vibration count value n, and add this to the provisional feedback proportional gain fine adjustment value Δ to create a new The feedback proportional gain fine adjustment value ΔKp is updated and set, and the value obtained by adding this provisional feedback proportional gain fine adjustment value ΔKp to the gain standard value Kpa is set as the provisional feedback proportional gain Klf (step 836), and the next trial excavation is performed. make the action take place.

このような動作が繰返されることにより、仮のフィード
バック比例ゲイン微調整値Δに、には修正量Fp  (
n)が順次積算されていき、フィードバック比例ゲイン
Kpは修正−されていく。そして、上記振動カウント値
が許容範囲内に収まった時点(ステップS35でYES
)で、この時の積算値である仮の微調整値ΔKpが正式
なフィードバック比例ゲイン微調整値として設定され、
記憶される(ステップ537)。以上のようにして比例
ゲイン調整モードが完了した後、策32図に示される積
分ゲイン調整モードに切換えられる(ステップ538)
By repeating this operation, the provisional feedback proportional gain fine adjustment value Δ becomes the correction amount Fp (
n) is successively integrated, and the feedback proportional gain Kp is corrected. Then, when the vibration count value falls within the allowable range (YES in step S35),
), the temporary fine adjustment value ΔKp, which is the integrated value at this time, is set as the official feedback proportional gain fine adjustment value,
Stored (step 537). After the proportional gain adjustment mode is completed as described above, the mode is switched to the integral gain adjustment mode shown in Figure 32 (step 538).
.

この積分ゲイン調整モードでは、上記フィードフォワー
ドゲインK[fのみならず、記憶されたばかりの比例ゲ
イン微調整値ΔKpに基づいて比例ゲインKpの微調整
値も前もって行われる(ステップ541)。その後は、
前記第21図に示されるフィードフォワードゲイン調整
モードの動作と同様に、フィードバック積分ゲインKi
の初期化(ステップ542)が行われた後、試行掘削動
作と制御周期の偏差記憶(ステップ543)、その積算
値Σ(Δh))の算出(ステップ544)、ならびに積
分ゲインKiおよびその微調整値Δに1の修正(ステッ
プ547)が、上記積算値Σ(Δh))が許容条件を満
たすまで(ステップS45. 546のいずれかでNo
)続行され、許容条件を見たした時点(ステップS45
.846でYES)で、この時点での積算値Δに!が正
式なフィードバック積分ゲイン微調整値として設定され
、記憶される(ステップ548)。
In this integral gain adjustment mode, not only the feedforward gain K[f but also the fine adjustment value of the proportional gain Kp is performed in advance based on the just-stored proportional gain fine adjustment value ΔKp (step 541). After that,
Similar to the operation in the feedforward gain adjustment mode shown in FIG. 21, the feedback integral gain Ki
is initialized (step 542), the deviation between the trial excavation operation and the control cycle is stored (step 543), its integrated value Σ(Δh)) is calculated (step 544), and the integral gain Ki and its fine adjustment are performed. The value Δ is corrected by 1 (step 547) until the integrated value Σ(Δh)) satisfies the allowable condition (No in either step S45 or 546).
) is continued, and when the permissible conditions are met (step S45
.. 846 (YES), the integrated value at this point is Δ! is set and stored as the formal feedback integral gain fine adjustment value (step 548).

以上のようにして設定された比例ゲイン微調整値Δに、
および積分ゲイン微調整値Δに1を導入した制御が前記
通常制御モードで用いられることにより、機械の特性を
考慮したフィードバック制御が実現されることになる。
To the proportional gain fine adjustment value Δ set as above,
By using control in which 1 is introduced into the integral gain fine adjustment value Δ in the normal control mode, feedback control that takes machine characteristics into consideration is realized.

なお、上記積分ゲイン調整モードにおいても、各制御偏
差に前記第22図で説明したような重みづけが可能であ
る。
In addition, also in the above integral gain adjustment mode, it is possible to weight each control deviation as explained in FIG. 22 above.

このような装置によれば、各調整モードで設定、記憶し
た補正ゲインおよび微調整値を用いて通常制御モードで
のmsを実行することにより、制御精度の向上を図るこ
とができる。さらに、上記補正ゲインおよび各微調整値
はEEPROM24に格納されており、適宜書換えが可
能であるので、各アクチュエータ等の交換時や、特性の
経年変化が予想される時点で上記補正ゲインおよび各微
調整値を修正、変更することができる。
According to such a device, control accuracy can be improved by executing ms in the normal control mode using the correction gain and fine adjustment value set and stored in each adjustment mode. Furthermore, the above correction gain and each fine adjustment value are stored in the EEPROM 24 and can be rewritten as appropriate. Adjustment values can be modified and changed.

なお、本発明は、以上説明した実施例に限られず、例と
して次のような態様をとることも可能である。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can also take the following embodiments as examples.

(1)  上記実施例では、フィードバックゲインとし
て比例ゲインおよび積分ゲインが導入されたものを示し
たが、比例ゲインのみが導入されたものや、微分ゲイン
が導入されたものについても適用が可能である。
(1) In the above embodiment, a proportional gain and an integral gain are introduced as feedback gains, but it is also possible to apply only a proportional gain or a differential gain. .

(2)  上記実施例では、フィードバック比例ゲイン
の調整に際し、偏差の振動状態を表わす値として振動カ
ウント値nを演算したが、これに代え、例えば偏差の絶
対値の積算値Σ1Δh1と偏差の積算値Σ(Δh)との
差を演算するようにしてもよい。
(2) In the above embodiment, when adjusting the feedback proportional gain, the vibration count value n was calculated as a value representing the vibration state of the deviation, but instead of this, for example, the integrated value Σ1Δh1 of the absolute value of the deviation and the integrated value of the deviation Alternatively, the difference from Σ(Δh) may be calculated.

すなわち、第33EI(a)に示されるように、偏差の
振動がほとんどない場合には、偏差の絶対値の積算値Σ
1Δh1と偏差の積算値Σ(Δh)とはほとんど等しく
、両者の差はほぼ0になるのに対し、第33図(b)に
示されるように顕著な振動性が見られる場合には、偏差
の積算値Σ(Δh)はほとんどOとなるため、上記差は
非常に大きくなる。従って、この差の値から偏差の振動
性の度合を判定することが可能である。
That is, as shown in the 33rd EI (a), when there is almost no vibration of the deviation, the integrated value Σ of the absolute value of the deviation
1Δh1 and the integrated deviation value Σ(Δh) are almost equal, and the difference between the two is almost 0. However, when significant oscillation is observed as shown in FIG. 33(b), the deviation Since the integrated value Σ(Δh) is almost O, the above difference becomes very large. Therefore, it is possible to determine the degree of oscillation of the deviation from the value of this difference.

この場合、上記差(Σ1Δh1−Σ(Δh))と修正量
との関係は例えば前記第29図のグラフと同様に設定す
ればよく、また、前記と同様にして偏差の重みづけも可
能である。
In this case, the relationship between the difference (Σ1Δh1-Σ(Δh)) and the correction amount may be set in the same manner as in the graph of FIG. 29, and it is also possible to weight the deviation in the same manner as above. .

(3)  上記実施例では、フィードフォワード制御モ
ードおよびフィードバック制御モードの他、多数の調整
モードが切換可能な装置を示したが、本発明では、少な
くともフィードフォワードゲインまたはフィードバック
ゲインの微調整が行われれば、その効果を発揮すること
ができる。ただし、上記実施例のようにまず各検出器の
オフセット値調整およびアクチュエータの非線形補償の
微調整を行っておき、この状態で制御ゲインの調整を行
うようにすれば、アクチュエータの特性を十分に線形的
にした状態で制御ゲインが調整されることになり、より
理にかなった精度の高いゲイン調整が行われることにな
る。
(3) In the above embodiment, a device capable of switching between a large number of adjustment modes in addition to the feedforward control mode and the feedback control mode was shown, but in the present invention, at least fine adjustment of the feedforward gain or feedback gain is performed. If so, the effect can be demonstrated. However, as in the above example, if you first adjust the offset value of each detector and fine-tune the nonlinear compensation of the actuator, and then adjust the control gain in this state, the actuator characteristics can be made sufficiently linear. The control gain will be adjusted with the target in mind, and the gain adjustment will be more rational and accurate.

(4)  上記実施例では、本発明における「ゲインの
調整に関する値」としてゲイン微調整値Δに目。
(4) In the above embodiment, the gain fine adjustment value Δ is used as the "value related to gain adjustment" in the present invention.

ΔKp、 Δに1を各々演算し、記憶するものを示した
が、これに代え、調整済みの新しいゲインKlf、Kp
 、Kiそのものを記憶するようにしてもよい。
ΔKp and Δ are respectively calculated and stored by 1, but instead of this, the adjusted new gains Klf and Kp
, Ki itself may be stored.

(5)  本発明は、上記のような油圧ショベルの直線
掘削制御に限らず、フィードフォワード制御およびフィ
ードバック制御が実行される種々の油圧駆動機械の制御
に対して適用できるものである。
(5) The present invention is applicable not only to the linear excavation control of a hydraulic excavator as described above, but also to the control of various hydraulic drive machines in which feedforward control and feedback control are executed.

例えば、油圧クレーンの水平引込み制御や、大型油圧シ
ョベルにおける水平押出し、パケット傾角保持、自動復
帰制御についてのシステム等についても、上記実施例と
同様にして制御精度の向上を図ることができる。
For example, control accuracy can be improved in the same manner as in the above embodiments regarding systems for horizontal retraction control of hydraulic cranes, horizontal extrusion, packet tilt angle maintenance, and automatic return control for large hydraulic excavators.

〔発明の効果〕 以上のように本発明は、制御手段を通常制御モトと制御
ゲイン(フィードフォワードゲインまたはフィードバー
7クゲイン)調整モードとに切換可能とし、ゲイン調整
モードにおいて試行掘削動作を行ってこの時の制御偏差
から制御ゲインの調整に関する値を設定、記憶しておき
、その後、上記通常制御モードで上記記憶値を取込んだ
制御を行うようにしたものであるので、製造段階で1台
ずつ制御ゲインの微調整を行うのではなく、製品化後の
段階で簡単な操作により自動的に適切な制御ゲインの調
整を行うことができ、これにより、各アクチュエータの
動特性のばらつき等にかかわらず制御精度の向上を図る
ことができる効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention enables the control means to be switched between the normal control mode and the control gain (feedforward gain or feedbar gain) adjustment mode, and performs a trial excavation operation in the gain adjustment mode. Values related to control gain adjustment are set and memorized from the control deviation at this time, and then control is performed using the memorized values in the normal control mode. Rather than fine-tuning the control gain one by one, it is possible to automatically adjust the appropriate control gain with a simple operation after commercialization. This has the effect of improving control accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例における油圧シラベルに設け
られたコントローラの入出力信号図、第2図は同コント
ローラのハード構成図、第3図は上記油圧シラベルによ
る法面掘削作業状態を示す正面図、第4図は通常制御モ
ードにおける上記コントローラの制御内容を示すブロッ
ク線図、第5図は同コントローラにおける非線形補償手
段の演算内容を示すブロック線図、第6図はアクチュエ
ータの動特性の一例を示すグラフ、第7図はアクチュエ
ータ不感帯補償値調整モードにおけるコントローラの制
御内容を示すブロック線図、第8図は同モードにおける
コントローラの第1の制御動作を示すフローチャート、
第9図は同動作において時間の経過とともに増大する出
力値とアクチュエータ位置との関係を示すグラフ、第1
0図は上記コントローラの第2の制御動作を示すフロー
チャート、第11図は同動作において時間の経過ととも
に変化する出力値とアクチュエータ位置との関係を示す
グラフ、第12図はアクチュエータへの出力と作動速度
とのヒステリシスを示すグラフ、第13図は2つの不感
帯補償値を用いた制御例を示すグラフ、東14図はアク
チュエータ補正ゲイン設定モードにおける上記コントロ
ーラの制御内容を示すブロック図、箪15図は同コント
ローラにおいて設定される角度範囲を示す説明図、第1
6図は同コントローラにおいて求められる特性信体値と
標準値との関係を示すグラフ、第17図はブームフィー
ドフォワードゲイン調整モードにおける上記コントロー
ラの制御内容を示すブロック線図、第18図はパケット
フィードフォワードゲイン調整モードにおける上記コン
トローラの制御内容を示すブロック線図、第19図はフ
ィードフォワードゲイン調整モードにおけるフィードフ
ォワードゲイン微調整値演算手段の演算内容を示すブロ
ック線図、第20図は同モードにおいて求められる制御
1M差の積算値とフィードフォワードゲイン補正量との
関係を示すグラフ、第21図は同モードにおけるコント
ローラの実際の制御動作を示すフローチャート、第22
図(a)(b)(c)は制御偏差の重みづけを行う場合
の時間と重み係数、偏差、重みづけされた偏差との関係
をそれぞれ示すグラフ、第23図はブームフィードバッ
クゲイン調整モードにおけるコントローラの制御内容を
示すブロック線図、第24図はパケットフィードバック
ゲイン調整モードにおけるコントローラの制御内容を示
すブロック線図、第25図はフィードバック比例ゲイン
調整モードにおけるフィードバックゲイン微調整値演算
手段の演算内容を示すブロック線図、第26図はフィー
ドバック積分ゲイン調整モードにおけるフィードバック
ゲイン微調整値演算手段の演算内容を示すブロック線図
、茶27図は上記フィードバック比例ゲイン調整モード
において用いられる振動カウント値の演算方法の一例を
示すグラフ、第28図(a)(b)は同振動カウント値
の演算方法の他の例を示すグラフ、第29図は上記フィ
ードバック比例ゲイン調整モードにおいて求められる振
動カウント値と比例ゲイン修正量との関係を示すグラフ
、第30図は上記フィードバック積分ゲイン調整モード
において求められる偏差の積算値とゲイン修正量との関
係を示すグラフ、第31図は上記フィードバック比例ゲ
イン調整モードにおけるコントローラの実際の制御動作
を示すフローチャート、第32図は上記フィードバック
積分ゲイン調整モードにおけるコントローラの実際の制
御動作を示すフローチャート、第33図は偏差の振動状
態と偏差の絶対値の積算値から偏差の積算値を差し引い
た値との関係を説明するためのグラフである。 2・・・ブーム、3・・・アーム、4・・・パケット、
5・・・ブームシリンダ(油圧駆動部)、6・・・アー
ムシリンダ(油圧駆動部)、7・・・パケットシリンダ
(油圧駆動部)、8・・・アーム角度検出器(検出手段
)、9・・・アーム角度検出器(検出手段)、10・・
・パケット角度検出器(検出手段)、15・・・モード
切換スイッチ(モード切換手段)、16・・・コントロ
ーラ(制御手段)、32・・・ブームシリンダフィード
フォワード演算手段、33・・・ブームフィードフォワ
ードゲイン微調整値記憶手段(フィードフォワードゲイ
ン記憶手段)、35.41・・・比例積分手段(フィー
ドバック演算手段)、36・・・ブームフィードバック
ゲイン微調整値記憶手段(フィードバックゲイン調整記
憶手段)、42・・・パケットフィードバックゲイン微
調整値記憶手段(フィードバックゲイン調整記憶手段)
、44・・・パケットフィードフォワードゲイン微調整
値記憶手段(フィードフォワードゲイン調整記憶手段)
、63.65.72.75・・・偏差記憶手段、64・
・・ブームフィードフォワードゲイン微調整値演算手段
(フィードフォワードゲイン調整演算手段)、66・・
・パケットフィードフォワードゲイン微調整値演算手段
(フィードフォワードゲイン調整演算手段)、73・・
・ブームフィードバックゲイン微調整値演算手段(フィ
ードバックゲイン調整演算手段)、76・・・パケット
フィードバックゲイン微調整値演算手段(フィードバッ
クゲイン調整演算手段)。 特許出願人     株式会社 神戸製鋼新式 理 人
     弁理士  小谷 悦司同       弁理
士  長1) 正向       弁理士  伊藤 孝
夫第 図 オ 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 第 Lる 第 【4 第 に 図 第 図 第 図 ゲイン(f、f髪 Fρ(n)↑ 第 図 第 図 第 図 第 図
Fig. 1 is an input/output signal diagram of a controller installed in a hydraulic syllable according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a hardware configuration diagram of the controller, and Fig. 3 shows the state of slope excavation work using the hydraulic syllable. 4 is a block diagram showing the control contents of the controller in the normal control mode, FIG. 5 is a block diagram showing the calculation contents of the nonlinear compensation means in the controller, and FIG. 6 is a block diagram showing the dynamic characteristics of the actuator. A graph showing an example, FIG. 7 is a block diagram showing the control contents of the controller in the actuator dead zone compensation value adjustment mode, and FIG. 8 is a flow chart showing the first control operation of the controller in the same mode.
Figure 9 is a graph showing the relationship between the output value and the actuator position that increases over time in the same operation.
Figure 0 is a flowchart showing the second control operation of the controller, Figure 11 is a graph showing the relationship between the output value and actuator position that changes over time in the same operation, and Figure 12 is the output to the actuator and its operation. A graph showing hysteresis with speed, Fig. 13 is a graph showing an example of control using two dead zone compensation values, Fig. 14 is a block diagram showing the control contents of the above controller in actuator correction gain setting mode, and Fig. 15 is a graph showing a control example using two dead zone compensation values. Explanatory diagram showing the angle range set in the same controller, 1st
Figure 6 is a graph showing the relationship between the characteristic signal value and standard value required for the same controller, Figure 17 is a block diagram showing the control details of the controller in the boom feed forward gain adjustment mode, and Figure 18 is the packet feed. A block diagram showing the control contents of the controller in the forward gain adjustment mode, FIG. 19 is a block diagram showing the calculation contents of the feedforward gain fine adjustment value calculating means in the feedforward gain adjustment mode, and FIG. A graph showing the relationship between the required integrated value of the control 1M difference and the feedforward gain correction amount, FIG. 21 is a flowchart showing the actual control operation of the controller in the same mode, and FIG.
Figures (a), (b), and (c) are graphs showing the relationship between time, weighting coefficient, deviation, and weighted deviation when weighting the control deviation, and Fig. 23 shows the relationship between the time and the weighted deviation when weighting the control deviation. Fig. 24 is a block diagram showing the control contents of the controller in the packet feedback gain adjustment mode, and Fig. 25 shows the calculation contents of the feedback gain fine adjustment value calculation means in the feedback proportional gain adjustment mode. Fig. 26 is a block diagram showing the calculation contents of the feedback gain fine adjustment value calculation means in the feedback integral gain adjustment mode, and Fig. 27 (brown) shows the calculation of the vibration count value used in the feedback proportional gain adjustment mode. Graphs showing one example of the method, Figure 28 (a) and (b) are graphs showing another example of the method of calculating the same vibration count value, and Figure 29 is a graph showing the vibration count value and proportionality calculated in the feedback proportional gain adjustment mode. A graph showing the relationship between the gain correction amount and FIG. 30, a graph showing the relationship between the integrated value of deviation obtained in the feedback integral gain adjustment mode and the gain correction amount, and FIG. 31 a graph showing the relationship between the gain correction amount and the feedback integral gain adjustment mode. 32 is a flowchart showing the actual control operation of the controller in the feedback integral gain adjustment mode, and FIG. 33 is a flowchart showing the actual control operation of the controller in the feedback integral gain adjustment mode. It is a graph for explaining the relationship with the value obtained by subtracting the value. 2...Boom, 3...Arm, 4...Packet,
5... Boom cylinder (hydraulic drive unit), 6... Arm cylinder (hydraulic drive unit), 7... Packet cylinder (hydraulic drive unit), 8... Arm angle detector (detection means), 9 ...Arm angle detector (detection means), 10...
- Packet angle detector (detection means), 15...Mode changeover switch (mode changeover means), 16...Controller (controlling means), 32...Boom cylinder feed forward calculation means, 33...Boom feed Forward gain fine adjustment value storage means (feedforward gain storage means), 35.41... proportional integral means (feedback calculation means), 36... boom feedback gain fine adjustment value storage means (feedback gain adjustment storage means), 42...Packet feedback gain fine adjustment value storage means (feedback gain adjustment storage means)
, 44...Packet feedforward gain fine adjustment value storage means (feedforward gain adjustment storage means)
, 63.65.72.75...deviation storage means, 64.
...Boom feedforward gain fine adjustment value calculation means (feedforward gain adjustment calculation means), 66...
-Packet feedforward gain fine adjustment value calculation means (feedforward gain adjustment calculation means), 73...
- Boom feedback gain fine adjustment value calculation means (feedback gain adjustment calculation means), 76...Packet feedback gain fine adjustment value calculation means (feedback gain adjustment calculation means). Patent Applicant Kobe Steel Shinshiki Co., Ltd. Attorney Etsushi Kotani Patent Attorney Chief 1) Masamukai Patent Attorney Takao Ito Fig. Fig. Fig. Fig. Gain (f, f hair Fρ(n)↑ Fig. Fig. Fig. Fig. Fig.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、油圧駆動部の駆動量を検出する検出手段と、この検
出手段の検出信号が入力され、これに基づいて上記油圧
駆動部の駆動制御を行う制御手段とを備え、この制御手
段に、フィードバック制御量を演算するフィードバック
演算手段と、フィードフォワード制御量を演算するフィ
ードフォワード演算手段とが設けられた油圧駆動機械の
自動制御装置において、上記制御手段のモードを通常制
御モードとフィードフォワードゲイン調整モードとに切
換えるモード切換手段と、上記フィードフォワードゲイ
ン調整モードにおいて油圧駆動機械が試行動作した時の
制御周期毎の制御偏差からフィードフォワードゲインの
調整に関する値を演算するフィードフォワードゲイン調
整演算手段と、この演算されたフィードフォワードゲイ
ンの調整に関する値を記憶するフィードフォワードゲイ
ン調整記憶手段とを備えるとともに、このフィードフォ
ワードゲイン調整記憶手段により記憶された値を取込ん
だ調整済みゲインで上記通常制御モードにおいて実際の
フィードフォワード制御量を演算するように上記フィー
ドフォワード演算手段を構成したことを特徴とする油圧
駆動機械の自動制御装置。 2、油圧駆動部の駆動量を検出する検出手段と、この検
出手段の検出信号が入力され、これに基づいて上記油圧
駆動部の駆動制御を行う制御手段とを備え、この制御手
段に、フィードバック制御量を演算するフィードバック
演算手段と、フィードフォワード制御量を演算するフィ
ードフォワード演算手段とが設けられた油圧駆動機械の
自動制御装置において、上記制御手段のモードを通常制
御モードとフィードバックゲイン調整モードとに切換え
るモード切換手段と、上記フィードバックゲイン調整モ
ードにおいて油圧駆動機械が試行動作した時の制御周期
毎の制御偏差からフィードバックゲインの調整に関する
値を演算するフィードバックゲイン調整演算手段と、こ
の演算されたフィードバックゲインの調整に関する値を
記憶するフィードバックゲイン調整記憶手段とを備える
とともに、このフィードバックゲイン調整記憶手段によ
り記憶された値を取込んだ調整済みゲインで上記通常制
御モードにおいて実際のフィードバック制御量を演算す
るように上記フィードバック演算手段を構成したことを
特徴とする油圧駆動機械の自動制御装置。
[Scope of Claims] 1. A detection means for detecting the amount of drive of the hydraulic drive section, and a control means to which a detection signal of the detection means is input and controls the drive of the hydraulic drive section based on the detection signal, In an automatic control device for a hydraulically driven machine in which the control means is provided with a feedback calculation means for calculating a feedback control amount and a feedforward calculation means for calculating a feedforward control amount, the mode of the control means is set to a normal control mode. mode switching means for switching between the feedforward gain adjustment mode and the feedforward gain adjustment mode; and a feedforward gain for calculating a value related to the feedforward gain adjustment from a control deviation for each control cycle when the hydraulically driven machine performs a trial operation in the feedforward gain adjustment mode. The apparatus comprises an adjustment calculation means and a feedforward gain adjustment storage means for storing a value related to the calculated feedforward gain adjustment, and an adjusted gain that stores the value stored by the feedforward gain adjustment storage means. An automatic control device for a hydraulically driven machine, characterized in that the feedforward calculation means is configured to calculate an actual feedforward control amount in the normal control mode. 2. A detection means for detecting the drive amount of the hydraulic drive section, and a control means to which a detection signal of the detection means is inputted and for controlling the drive of the hydraulic drive section based on the detection signal, and a feedback signal is provided to the control means. In an automatic control device for a hydraulically driven machine provided with a feedback calculation means for calculating a control amount and a feedforward calculation means for calculating a feedforward control amount, the mode of the control means is set to a normal control mode and a feedback gain adjustment mode. mode switching means for switching to the feedback gain adjustment mode; feedback gain adjustment calculation means for calculating a value related to feedback gain adjustment from the control deviation for each control cycle when the hydraulically driven machine performs a trial operation in the feedback gain adjustment mode; and feedback gain adjustment storage means for storing values related to gain adjustment, and calculates an actual feedback control amount in the normal control mode using the adjusted gain that stores the value stored by the feedback gain adjustment storage means. An automatic control device for a hydraulically driven machine, characterized in that the feedback calculation means described above is configured as follows.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114137828A (en) * 2021-12-30 2022-03-04 中联重科股份有限公司 Dynamic PID control method, system and storage medium for engineering machinery power matching

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