JPH06100933B2 - 電気油圧式サーボ駆動系の変位制御装置 - Google Patents
電気油圧式サーボ駆動系の変位制御装置Info
- Publication number
- JPH06100933B2 JPH06100933B2 JP60143571A JP14357185A JPH06100933B2 JP H06100933 B2 JPH06100933 B2 JP H06100933B2 JP 60143571 A JP60143571 A JP 60143571A JP 14357185 A JP14357185 A JP 14357185A JP H06100933 B2 JPH06100933 B2 JP H06100933B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は電気油圧式サーボ駆動系の変位制御装置に関
し、例えば、コンクリート構造物の強度試験を行なう構
造物ジャッキシステムに用いられるものである。
し、例えば、コンクリート構造物の強度試験を行なう構
造物ジャッキシステムに用いられるものである。
（ロ）従来技術 第２図は構造物ジャッキシステム等に用いられる電気油
圧式サーボ駆動系の従来例を示す。サーボアンプ31は変
位設定器32の設定値と変位アンプ33からの変位フィード
バックとの偏差に応じた出力をサーボ弁34に与え、サー
ボ弁34はこの入力に応じて油圧源35からアクチュエータ
36に供給される油圧油の流量と方向を制御する。アクチ
ュエータ36のピストン37の変位量は、変位計38により検
出されて変位アンプ38へ与えられる。
圧式サーボ駆動系の従来例を示す。サーボアンプ31は変
位設定器32の設定値と変位アンプ33からの変位フィード
バックとの偏差に応じた出力をサーボ弁34に与え、サー
ボ弁34はこの入力に応じて油圧源35からアクチュエータ
36に供給される油圧油の流量と方向を制御する。アクチ
ュエータ36のピストン37の変位量は、変位計38により検
出されて変位アンプ38へ与えられる。
この電気油圧式サーボ駆動系において、例えば±200mm
のストロークでアクチュエータ36を制御する場合、変位
アンプ33のレンジを±200mmのフルスケールに設定し、
この状態で10μ単位にてピストン37の変位を制御しよう
とすると、変位アンプ33自体に10/200000＝1/20000の分
離能が要求される。通常においては、この量はノイズレ
ベルあるいは制御誤差程度になり、したがって、10μの
分解能ではアクチュエータ36を動作させることができな
い。
のストロークでアクチュエータ36を制御する場合、変位
アンプ33のレンジを±200mmのフルスケールに設定し、
この状態で10μ単位にてピストン37の変位を制御しよう
とすると、変位アンプ33自体に10/200000＝1/20000の分
離能が要求される。通常においては、この量はノイズレ
ベルあるいは制御誤差程度になり、したがって、10μの
分解能ではアクチュエータ36を動作させることができな
い。
（ハ）発明の目的 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、広範囲且つ高分解能で変位制御が可能な電気油圧
式サーボ駆動系の変位制御装置を提供することである。
的は、広範囲且つ高分解能で変位制御が可能な電気油圧
式サーボ駆動系の変位制御装置を提供することである。
（ニ）発明の構成 上記の目的を達成するための構成を、実施例図面である
図１を参照しつつせついすると、本発明の電気油圧式サ
ーボ駆動系の変位制御装置は、油圧式アクチュエータ１
のピストン４の変位が変位目標信号に一致するよう、当
該アクチュエータ１へ供給する油圧油の流量と方向を制
御するサーボ弁２を制御する装置であって、ピストン４
の変位に追従して変位する鉄心７と、駆動機構（ネジ9,
モータ10）によってピストン４の変位方向に変位が与え
られるコイル５とからなる微小変位計を設け、かつ、そ
のコイル５の変位を検出する変位検出手段（マグネスケ
ール14,ロングストローク変位検出器19）を設けるとと
もに、変位目標信号を第１と第２の目標信号に分割して
これら２つの目標信号信号の合計値で当該変位目標信号
を形成し、変位検出手段（14,19）の出力を第１の目標
信号にフィードバックして駆動機構（9,10）を制御する
ことにより、コイル５の位置を当該第１の目標信号に応
じて変化させる第１の閉ループ制御系20と、上記微小変
位計の出力を第２の目標信号にフィードバックしてサー
ボ弁２を制御することにより、コイル５と鉄心７との相
対位置を当該第２の目標信号に応じて変化させる第２の
閉ループ制御系24とを設けたことによって特徴づけられ
る。
図１を参照しつつせついすると、本発明の電気油圧式サ
ーボ駆動系の変位制御装置は、油圧式アクチュエータ１
のピストン４の変位が変位目標信号に一致するよう、当
該アクチュエータ１へ供給する油圧油の流量と方向を制
御するサーボ弁２を制御する装置であって、ピストン４
の変位に追従して変位する鉄心７と、駆動機構（ネジ9,
モータ10）によってピストン４の変位方向に変位が与え
られるコイル５とからなる微小変位計を設け、かつ、そ
のコイル５の変位を検出する変位検出手段（マグネスケ
ール14,ロングストローク変位検出器19）を設けるとと
もに、変位目標信号を第１と第２の目標信号に分割して
これら２つの目標信号信号の合計値で当該変位目標信号
を形成し、変位検出手段（14,19）の出力を第１の目標
信号にフィードバックして駆動機構（9,10）を制御する
ことにより、コイル５の位置を当該第１の目標信号に応
じて変化させる第１の閉ループ制御系20と、上記微小変
位計の出力を第２の目標信号にフィードバックしてサー
ボ弁２を制御することにより、コイル５と鉄心７との相
対位置を当該第２の目標信号に応じて変化させる第２の
閉ループ制御系24とを設けたことによって特徴づけられ
る。
（ホ）実施例 以下、本発明の一実施例について説明する。
第１図に示すように、アクチュエータ１にはサーボ弁２
を介して油圧源３から油圧油が供給され、サーボ弁２に
より油圧油の流量と方向が制御されてアクチュエータ１
のピストン４が矢印方向へ駆動される。
を介して油圧源３から油圧油が供給され、サーボ弁２に
より油圧油の流量と方向が制御されてアクチュエータ１
のピストン４が矢印方向へ駆動される。
微少変位計コイル５は、支持部材６に設置され、この微
少変位計コイル５を貫通自在である鉄心７はピストン４
の一端に支持部材８を介して支持される。支持部材６は
ネジ９の回転により矢印方向ａへ移動自在であり、ネジ
９はモータ10により回転駆動される。ネジ９は両端部が
支持部材11,12により回転自在に支持され、支持部材11,
12はアクチュエータ１を形成するシリンダ13に固設され
る。
少変位計コイル５を貫通自在である鉄心７はピストン４
の一端に支持部材８を介して支持される。支持部材６は
ネジ９の回転により矢印方向ａへ移動自在であり、ネジ
９はモータ10により回転駆動される。ネジ９は両端部が
支持部材11,12により回転自在に支持され、支持部材11,
12はアクチュエータ１を形成するシリンダ13に固設され
る。
マグネスケール14は、その両端部が支持部材11,12によ
り支持され、ネジ９と並行方向にシリンダ13に支持され
る。マグネスケール13のヘッド15は、支持部材６に設置
される。
り支持され、ネジ９と並行方向にシリンダ13に支持され
る。マグネスケール13のヘッド15は、支持部材６に設置
される。
変位設定部16のデジタル設定部17、サーボアンプ18、モ
ータ10、ボールネジ９、マグネスケール14、ヘッド15並
びにロングストローク変位検出器19は、微少変位計コイ
ル５の位置制御を行なう閉ループ制御系20を構成する。
さらに、変位設定部16のアナログ設定部21、サーボアン
プ22、サーボ弁２、アクチュエータ１、鉄心７、微少変
位計コイル５並びに微少変位アンプ23は、アクチュエー
タ１の変位制御を行なう閉ループ制御系24を構成する。
ータ10、ボールネジ９、マグネスケール14、ヘッド15並
びにロングストローク変位検出器19は、微少変位計コイ
ル５の位置制御を行なう閉ループ制御系20を構成する。
さらに、変位設定部16のアナログ設定部21、サーボアン
プ22、サーボ弁２、アクチュエータ１、鉄心７、微少変
位計コイル５並びに微少変位アンプ23は、アクチュエー
タ１の変位制御を行なう閉ループ制御系24を構成する。
ロングストローク変位検出器19は、マグネスケール14の
ヘッド15からの信号により微少変位計コイル５の位置を
検出する。変位設定部16のデジタル設定部17はアクチュ
エータ１の変位の目標値をデジタル値で出力する。サー
ボアンプ18は、デジタル設定部17からの目標値とロング
ストローク変位検出器19からの微少変位計コイル５の位
置検出値との偏差に応じてモータ10を制御する。したが
って、微少変位計コイル５は、アクチュエータ１の変位
の目標値に対応して位置制御される。
ヘッド15からの信号により微少変位計コイル５の位置を
検出する。変位設定部16のデジタル設定部17はアクチュ
エータ１の変位の目標値をデジタル値で出力する。サー
ボアンプ18は、デジタル設定部17からの目標値とロング
ストローク変位検出器19からの微少変位計コイル５の位
置検出値との偏差に応じてモータ10を制御する。したが
って、微少変位計コイル５は、アクチュエータ１の変位
の目標値に対応して位置制御される。
微少変位アンプ23は、微少変位計コイル５からの信号を
受けて、ピストン４の微少変位を表わす信号を出力す
る。変位設定部16のアナログ設定部21は、アクチュエー
タ１の変位の目標値をアナログ値で出力する。サーボア
ンプ22は、アナログ設定部21からの目標値と微少変位ア
ンプ23からの変位検出値との偏差に応じてサーボ弁２を
制御する。したがって、アクチュエータ１は、微少変位
計コイル５の位置に対応して変位制御される。
受けて、ピストン４の微少変位を表わす信号を出力す
る。変位設定部16のアナログ設定部21は、アクチュエー
タ１の変位の目標値をアナログ値で出力する。サーボア
ンプ22は、アナログ設定部21からの目標値と微少変位ア
ンプ23からの変位検出値との偏差に応じてサーボ弁２を
制御する。したがって、アクチュエータ１は、微少変位
計コイル５の位置に対応して変位制御される。
この電気油圧式サーボ駆動系においては、先ず、変位設
定部16からのアクチュエータ１の変位の目標値と微少コ
イル５の現在位置との偏差に応じてサーボアンプ18の出
力信号によりモータ10が駆動され、微少変位計コイル５
がアクチュエータ１の目標変位の方向へ駆動される。微
少変位計コイル５の移動により、鉄心７と微少変位計コ
イル５との相対位置が変化し、この位置変化に応じてサ
ーボアンプ22からの信号がサーボ弁２に与えられてアク
チュエータ１が駆動される。微少変位計コイル５が目標
位置に到達するとモータ10は停止し、さらに、鉄心７が
微少変位計コイル５に対して所定の位置に到達するとサ
ーボ弁２が閉じ、アクチュエータ１は停止する。微少変
位計コイル５の移動は閉ループ制御系24の外乱となり、
閉ループ制御系24は入力一定として動作するため、ピス
トン４は微少変位計コイル５と同じ動きを行なう。
定部16からのアクチュエータ１の変位の目標値と微少コ
イル５の現在位置との偏差に応じてサーボアンプ18の出
力信号によりモータ10が駆動され、微少変位計コイル５
がアクチュエータ１の目標変位の方向へ駆動される。微
少変位計コイル５の移動により、鉄心７と微少変位計コ
イル５との相対位置が変化し、この位置変化に応じてサ
ーボアンプ22からの信号がサーボ弁２に与えられてアク
チュエータ１が駆動される。微少変位計コイル５が目標
位置に到達するとモータ10は停止し、さらに、鉄心７が
微少変位計コイル５に対して所定の位置に到達するとサ
ーボ弁２が閉じ、アクチュエータ１は停止する。微少変
位計コイル５の移動は閉ループ制御系24の外乱となり、
閉ループ制御系24は入力一定として動作するため、ピス
トン４は微少変位計コイル５と同じ動きを行なう。
いま、ピストン４の変位量をXS、微少変位計コイル５に
よる変位検出値をXD、マグスケール14による変位検出値
をXMとすると、 XS＝XD＋XM となる。微少変位計コイル５は、検出ストロークが±5m
m程度で分解能は５μ程度である。マグネスケール14
は、検出ストロークが±200mmないし±400mm程度で分解
能は１μ程度である。
よる変位検出値をXD、マグスケール14による変位検出値
をXMとすると、 XS＝XD＋XM となる。微少変位計コイル５は、検出ストロークが±5m
m程度で分解能は５μ程度である。マグネスケール14
は、検出ストロークが±200mmないし±400mm程度で分解
能は１μ程度である。
この電気油圧式サーボ駆動系の変位制御方式を構造物ジ
ャッキシステムに適用した場合、小変位量の動的及び静
的な試験は微少変位のアナログ制御で行ない、大変位量
の静的な試験はマグネスケールを用いたデジタル制御に
より行なう。
ャッキシステムに適用した場合、小変位量の動的及び静
的な試験は微少変位のアナログ制御で行ない、大変位量
の静的な試験はマグネスケールを用いたデジタル制御に
より行なう。
（ヘ）発明の効果 以上説明したように、本発明においては、電気油圧式サ
ーボ機構の油圧式アクチュエータの変位目標信号を第１
と第２の２つの目標信号の和によって形成するととも
に、コイルと鉄心からなる微小変位計のコイルを、駆動
機構によってアクチュエータのピストンの変位方向に変
位させ、かつ、その変位は比較的大ストロークの変位を
検出する変位検出手段によって検出して一方の目標信号
（第１の目標信号）にフィードバックして第１の閉ルー
プ制御系を構築する一方、油圧式アクチュエータのピス
トンには上記した微小変位系の鉄心を固着して当該微小
変位計のコイルに対する相対位置の変化を検出し、その
検出信号を他方の目標信号（第２の目標信号）にフィー
ドバックして第２の閉ループ制御系を構築するから、油
圧式アクチュエータのピストンの大変位を第１の閉ルー
プ制御系で行い、かつ、微小変位については第２の閉ル
ープ制御系に分担させることにより、第１の閉ループ制
御系の変位検出手段の分解能が粗くても、第２の閉ルー
プ制御系によってカバーできるため、広い制御範囲でし
かも高分解能の変位制御が可能となり、しかも、第２の
閉ループ制御系には変位検出器としてコイルと鉄心とか
らなる微小変位計を用い、かつ、その変位検出結果に応
じて油圧式アクチュエータのサーボ弁を制御するから、
三角波やサイン波状の目標信号に対しても高精度に追随
し、例えばコンクリート構造物の強度試験を行うジャッ
キシステムに本発明を適用するに際しては、その第２の
閉ループ制御系に動的な制御並びに静的な微小変位を、
第１の閉ループで静的な大変位の制御を分担させること
により、剛性の高いコンクリート構造物の弾性域から破
壊に至るまでの試験を高精度で行うことが可能となる。
ーボ機構の油圧式アクチュエータの変位目標信号を第１
と第２の２つの目標信号の和によって形成するととも
に、コイルと鉄心からなる微小変位計のコイルを、駆動
機構によってアクチュエータのピストンの変位方向に変
位させ、かつ、その変位は比較的大ストロークの変位を
検出する変位検出手段によって検出して一方の目標信号
（第１の目標信号）にフィードバックして第１の閉ルー
プ制御系を構築する一方、油圧式アクチュエータのピス
トンには上記した微小変位系の鉄心を固着して当該微小
変位計のコイルに対する相対位置の変化を検出し、その
検出信号を他方の目標信号（第２の目標信号）にフィー
ドバックして第２の閉ループ制御系を構築するから、油
圧式アクチュエータのピストンの大変位を第１の閉ルー
プ制御系で行い、かつ、微小変位については第２の閉ル
ープ制御系に分担させることにより、第１の閉ループ制
御系の変位検出手段の分解能が粗くても、第２の閉ルー
プ制御系によってカバーできるため、広い制御範囲でし
かも高分解能の変位制御が可能となり、しかも、第２の
閉ループ制御系には変位検出器としてコイルと鉄心とか
らなる微小変位計を用い、かつ、その変位検出結果に応
じて油圧式アクチュエータのサーボ弁を制御するから、
三角波やサイン波状の目標信号に対しても高精度に追随
し、例えばコンクリート構造物の強度試験を行うジャッ
キシステムに本発明を適用するに際しては、その第２の
閉ループ制御系に動的な制御並びに静的な微小変位を、
第１の閉ループで静的な大変位の制御を分担させること
により、剛性の高いコンクリート構造物の弾性域から破
壊に至るまでの試験を高精度で行うことが可能となる。
第１図は本発明実施例のブロック構成を示す図、第２図
は従来例のブロック構成を示す図である。 １……アクチュエータ、２……サーボ弁 ５……微少変位計コイル、７……鉄心 10……モータ、14……マグネスケール 16……変位設定部、17……デジタル設定部 18,22……サーボアンプ 19……ロングストローク検出器 20,24……閉ループ制御系 21……アナログ設定部、23……微少変位アンプ
は従来例のブロック構成を示す図である。 １……アクチュエータ、２……サーボ弁 ５……微少変位計コイル、７……鉄心 10……モータ、14……マグネスケール 16……変位設定部、17……デジタル設定部 18,22……サーボアンプ 19……ロングストローク検出器 20,24……閉ループ制御系 21……アナログ設定部、23……微少変位アンプ
Claims (2)
- 【請求項１】油圧式アクチュエータのピストンの変位が
変位目標信号に一致するよう、当該アクチュエータへ供
給する油圧油の流量と方向を制御するサーボ弁を制御す
る電気油圧式サーボ系の制御装置であって、上記ピスト
ンの変位に追従して変位する鉄心と、駆動機構によって
上記ピストンの変位方向に変位が与えられるコイルとか
らなる微小変位計を設け、かつ、そのコイルの変位を検
出する変位検出手段を設けるとともに、上記変位目標信
号を第１と第２の目標信号に分割してこれら２つの目標
信号信号の合計値で当該変位目標信号を形成し、上記変
位検出手段の出力を上記第１の目標信号にフィードバッ
クして上記駆動機構を制御することにより、上記コイル
の位置を当該第１の目標信号に応じて変化させる第１の
閉ループ制御系と、上記微小変位計の出力を上記第２の
目標信号にフィードバックして上記サーボ弁を制御する
ことにより、上記コイルと鉄心との相対位置を当該第２
の目標信号に応じて変化させる第２の閉ループ制御系と
を設けたことを特徴とする電気油圧式サーボ系の変位制
御装置。 - 【請求項２】上記第１の閉ループ制御系がデジタル制御
系であり、上記第２の閉ループ制御系がアナログ制御系
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電
気油圧式サーボ系の変位制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60143571A JPH06100933B2 (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 電気油圧式サーボ駆動系の変位制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60143571A JPH06100933B2 (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 電気油圧式サーボ駆動系の変位制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS623314A JPS623314A (ja) | 1987-01-09 |
| JPH06100933B2 true JPH06100933B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=15341843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60143571A Expired - Fee Related JPH06100933B2 (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 電気油圧式サーボ駆動系の変位制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100933B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110242635B (zh) * | 2019-07-19 | 2024-05-24 | 湖北万测试验设备有限公司 | 一种油缸微小移动控制系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5810110U (ja) * | 1981-07-06 | 1983-01-22 | 株式会社横河電機製作所 | サ−ボ機構 |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP60143571A patent/JPH06100933B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS623314A (ja) | 1987-01-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |