JPH09128008A - 流体を取り扱う能動素子の制御システム - Google Patents
流体を取り扱う能動素子の制御システムInfo
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- JPH09128008A JPH09128008A JP8230011A JP23001196A JPH09128008A JP H09128008 A JPH09128008 A JP H09128008A JP 8230011 A JP8230011 A JP 8230011A JP 23001196 A JP23001196 A JP 23001196A JP H09128008 A JPH09128008 A JP H09128008A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/44—Automatic controllers pneumatic only
- G05B11/58—Automatic controllers pneumatic only with inputs from more than one sensing element; with outputs to more than one correcting element
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
- G01N30/28—Control of physical parameters of the fluid carrier
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】流体を取り扱う能動素子の安定した、正確な動
作を提供する制御システム。 【解決手段】１または複数の能動素子のサーボ制御を提
供する改良された制御システムは、非調整電圧を部分的
に調整し、供給電圧の高周波変動を除去する直列素子を
備え、これはサーボ制御ループ内で作動するル−プ利得
補償スケームによって補償される。サーボ制御ループに
用いられるDSPは、調整供給ライン電圧を示す検出信号
を用いてループを作動する比例積分微分制御アルゴリズ
ムで用いられる補正項を生成する。補正項は制御ループ
利得を反比例の関係で変化させる。能動素子に印加され
る駆動信号は検出信号に表れる変化によって必要に応じ
て変調される。従って、駆動信号は調整供給ライン電圧
の変動に依存せず、能動素子はより効率的に高精度に操
作される。
作を提供する制御システム。 【解決手段】１または複数の能動素子のサーボ制御を提
供する改良された制御システムは、非調整電圧を部分的
に調整し、供給電圧の高周波変動を除去する直列素子を
備え、これはサーボ制御ループ内で作動するル−プ利得
補償スケームによって補償される。サーボ制御ループに
用いられるDSPは、調整供給ライン電圧を示す検出信号
を用いてループを作動する比例積分微分制御アルゴリズ
ムで用いられる補正項を生成する。補正項は制御ループ
利得を反比例の関係で変化させる。能動素子に印加され
る駆動信号は検出信号に表れる変化によって必要に応じ
て変調される。従って、駆動信号は調整供給ライン電圧
の変動に依存せず、能動素子はより効率的に高精度に操
作される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、能動素子を動作させる
制御システムに関し、より詳細には分析機器における電
子弁等の流体を取り扱う能動素子を制御する制御システ
ムに関するものである。
制御システムに関し、より詳細には分析機器における電
子弁等の流体を取り扱う能動素子を制御する制御システ
ムに関するものである。
【０００２】
【発明の背景】分析装置は、制御システムからの制御信
号に応答して動作する各種の能動素子の精密な制御に依
存するものである。たとえば、電子的気体制御（EPC, e
lectronic pneumatic control）システムは、１あるい
はそれ以上のセンサからの検出信号に応答して流体を有
する導管内の流体流を制御する能動素子のプログラム制
御を与えるものとして知られている。このようなEPCシ
ステムに制御される能動素子には、弁、スイッチ等が含
まれる。電子的圧力制御システムは例えば、米国特許第
５，４３１，７１２号および米国特許第５，１０８，４
６６号に開示されている。
号に応答して動作する各種の能動素子の精密な制御に依
存するものである。たとえば、電子的気体制御（EPC, e
lectronic pneumatic control）システムは、１あるい
はそれ以上のセンサからの検出信号に応答して流体を有
する導管内の流体流を制御する能動素子のプログラム制
御を与えるものとして知られている。このようなEPCシ
ステムに制御される能動素子には、弁、スイッチ等が含
まれる。電子的圧力制御システムは例えば、米国特許第
５，４３１，７１２号および米国特許第５，１０８，４
６６号に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１に示すように、導
管1内を流れる流体流等の分析装置のある動作条件を流
体を取り扱う能動素子の制御システム100によって電子
的に制御することができる。誤差増幅器12が電子的に駆
動される定量弁等の能動素子14に駆動信号を供給する。
誤差増幅器12は、基準レベルREFとセンサ16によって供
給された検出パラメータとの比較に応じて、制御信号ラ
イン15上にパルス幅変調駆動信号を供給する。検出パラ
メータには、たとえば流圧や流量があげられる。能動素
子14は、調整供給ライン18上に調整された電圧VRの形態
で供給される電力で動作する。能動素子14はバッファ17
に供給される駆動信号にしたがって作動する。
管1内を流れる流体流等の分析装置のある動作条件を流
体を取り扱う能動素子の制御システム100によって電子
的に制御することができる。誤差増幅器12が電子的に駆
動される定量弁等の能動素子14に駆動信号を供給する。
誤差増幅器12は、基準レベルREFとセンサ16によって供
給された検出パラメータとの比較に応じて、制御信号ラ
イン15上にパルス幅変調駆動信号を供給する。検出パラ
メータには、たとえば流圧や流量があげられる。能動素
子14は、調整供給ライン18上に調整された電圧VRの形態
で供給される電力で動作する。能動素子14はバッファ17
に供給される駆動信号にしたがって作動する。
【０００４】非調整供給ライン19もまたその電圧レベル
が大きく変動することがあり、したがって、このライン
19には電源20が接続され、調整供給ライン18上に調整さ
れた供給電圧VRが供給される。非調整供給ライン19に他
の能動素子（図示せず）が接続されるため、ライン19上
の総負荷が急激に変化して非調整供給電圧VUに望ましく
ない変動を生じさせる。電源20によって非調整供給電圧
の変動との適切な分離が行われない場合、あるいは、例
えば、能動素子14あるいは調整供給ライン18に接続され
た他の能動素子への電流の増加の必要性に適切に応えら
れない場合、調整電圧VRが変化する。
が大きく変動することがあり、したがって、このライン
19には電源20が接続され、調整供給ライン18上に調整さ
れた供給電圧VRが供給される。非調整供給ライン19に他
の能動素子（図示せず）が接続されるため、ライン19上
の総負荷が急激に変化して非調整供給電圧VUに望ましく
ない変動を生じさせる。電源20によって非調整供給電圧
の変動との適切な分離が行われない場合、あるいは、例
えば、能動素子14あるいは調整供給ライン18に接続され
た他の能動素子への電流の増加の必要性に適切に応えら
れない場合、調整電圧VRが変化する。
【０００５】調整電圧VRの変動は、調整供給ライン18を
介して能動素子14まで伝搬することがある。この場合、
変動する電圧レベルによって制御システム100の動作、
特に、センサ16、能動素子14、バッファ17および誤差増
幅器12によって構成されるサーボループの動作を不安定
にする作用が生じる。この不安定化作用は、駆動信号の
変化に対する能動素子14の応答を伝達関数として考える
と理解できる。パルス幅変調システムでは、ある特定の
パルス幅によって能動素子14に印加されたエネルギの量
は、調整供給電圧VRのレベルに依存する。よって、供給
電圧VDCの変動は、制御システム100の開ループ利得に変
化を生じさせる。さらに、制御システム100の総周波数
応答は、このサーボシステムの開ループ利得と帯域幅で
表わすことができる。したがって、開ループ利得の変化
はこの制御ループの安定性に影響を及ぼす。駆動信号は
開ループ利得の変化に応じて変化する。加えて、調整供
給電圧VRの変化が制御ループの帯域幅より速い場合、シ
ステムの性能において、所望の動作状態に影響を及ぼ
す、対応する瞬間的誤差が生じる。
介して能動素子14まで伝搬することがある。この場合、
変動する電圧レベルによって制御システム100の動作、
特に、センサ16、能動素子14、バッファ17および誤差増
幅器12によって構成されるサーボループの動作を不安定
にする作用が生じる。この不安定化作用は、駆動信号の
変化に対する能動素子14の応答を伝達関数として考える
と理解できる。パルス幅変調システムでは、ある特定の
パルス幅によって能動素子14に印加されたエネルギの量
は、調整供給電圧VRのレベルに依存する。よって、供給
電圧VDCの変動は、制御システム100の開ループ利得に変
化を生じさせる。さらに、制御システム100の総周波数
応答は、このサーボシステムの開ループ利得と帯域幅で
表わすことができる。したがって、開ループ利得の変化
はこの制御ループの安定性に影響を及ぼす。駆動信号は
開ループ利得の変化に応じて変化する。加えて、調整供
給電圧VRの変化が制御ループの帯域幅より速い場合、シ
ステムの性能において、所望の動作状態に影響を及ぼ
す、対応する瞬間的誤差が生じる。
【０００６】調整供給電圧VRに変化が生じると、能動素
子14はそれに応答し、よって、能動素子14は動作状態を
意図していない、誤った、望ましくない態様で変化させ
る。
子14はそれに応答し、よって、能動素子14は動作状態を
意図していない、誤った、望ましくない態様で変化させ
る。
【０００７】この問題に対する従来の対策は、きわめて
強力な電源20を設け、安定した調整された供給電圧を維
持するというものであった。かかる電源20は通常強力な
１あるいはそれ以上のリニアレギュレータあるいは切替
モード電力変換器を含むように構成される。しかし、リ
ニアレギュレータより供給される調整電圧は、非調整供
給電圧より低くなるように設計されており、したがっ
て、非調整供給電圧VUの最大レベルより大幅に低くなる
ように設計されている。リニアレギュレータは、その入
力端子と出力端子の間の電圧降下のためにかなりの量の
電力を放散する。このような放散によって、望ましくな
い加熱、過剰な電力消費およびリニアレギュレータを構
成する電子的構成素子の劣化が生じる。切替モード電力
変換器はより効率的に動作し、電力損失ははるかに少な
いが、高周波数妨害の発生といった他の望ましくない特
徴を有する。また、切替モード電力変換器は一般により
複雑であり、製造コストがかかりすぎる。
強力な電源20を設け、安定した調整された供給電圧を維
持するというものであった。かかる電源20は通常強力な
１あるいはそれ以上のリニアレギュレータあるいは切替
モード電力変換器を含むように構成される。しかし、リ
ニアレギュレータより供給される調整電圧は、非調整供
給電圧より低くなるように設計されており、したがっ
て、非調整供給電圧VUの最大レベルより大幅に低くなる
ように設計されている。リニアレギュレータは、その入
力端子と出力端子の間の電圧降下のためにかなりの量の
電力を放散する。このような放散によって、望ましくな
い加熱、過剰な電力消費およびリニアレギュレータを構
成する電子的構成素子の劣化が生じる。切替モード電力
変換器はより効率的に動作し、電力損失ははるかに少な
いが、高周波数妨害の発生といった他の望ましくない特
徴を有する。また、切替モード電力変換器は一般により
複雑であり、製造コストがかかりすぎる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前述の
従来における問題や欠陥を解消する、低周波数成分およ
び高周波数成分を受ける非調整供給ラインで動作する改
良された制御システムを提供するすることができる。こ
の改良された流体を取り扱う能動素子の制御の一実施例
では、高周波数成分を取り除き、出力電圧VDCを供給す
る直列素子(series pass element)と、制御信号に応じ
て出力電圧VDCで作動し、所望の動作システム・パラメ
ータに基づく動作条件を確立する能動素子と、低周波数
成分を示す検出信号を供給するセンサと検出信号に応じ
て開ループ補償スケームにしたがって制御信号を生成
し、制御システム中のループ利得を変化させる閉ループ
制御系より成り、制御信号を低周波数成分に比例して変
化させる。
従来における問題や欠陥を解消する、低周波数成分およ
び高周波数成分を受ける非調整供給ラインで動作する改
良された制御システムを提供するすることができる。こ
の改良された流体を取り扱う能動素子の制御の一実施例
では、高周波数成分を取り除き、出力電圧VDCを供給す
る直列素子(series pass element)と、制御信号に応じ
て出力電圧VDCで作動し、所望の動作システム・パラメ
ータに基づく動作条件を確立する能動素子と、低周波数
成分を示す検出信号を供給するセンサと検出信号に応じ
て開ループ補償スケームにしたがって制御信号を生成
し、制御システム中のループ利得を変化させる閉ループ
制御系より成り、制御信号を低周波数成分に比例して変
化させる。
【０００９】
【発明の実施例】本発明は、１またはそれ以上の流体流
を利用するさまざまな分析システムに有効に適用され
る。本発明は、特に、能動素子のより効率的で正確な制
御を行なうために用いることができ、そして、特に流体
流の流量制御に用いられる能動素子の動作に対する改良
された制御を適用するために用いられる。
を利用するさまざまな分析システムに有効に適用され
る。本発明は、特に、能動素子のより効率的で正確な制
御を行なうために用いることができ、そして、特に流体
流の流量制御に用いられる能動素子の動作に対する改良
された制御を適用するために用いられる。
【００１０】ガスは本発明の実施に好適な流体であり、
したがって、本発明についての以下の説明にはガスを取
り扱う能動素子の制御システムについて以下に説明され
る。本実施例では、ガスクロマトグラフ分析システム
（以下、クロマトグラフと呼ぶ）中のガスアセンブリ
(pneumatic assembly)を使用するものであるが、本発明
は他の装置で動作可能な他の種類の能動素子を制御する
制御システムにも適用することができる。
したがって、本発明についての以下の説明にはガスを取
り扱う能動素子の制御システムについて以下に説明され
る。本実施例では、ガスクロマトグラフ分析システム
（以下、クロマトグラフと呼ぶ）中のガスアセンブリ
(pneumatic assembly)を使用するものであるが、本発明
は他の装置で動作可能な他の種類の能動素子を制御する
制御システムにも適用することができる。
【００１１】本願明細書では流体はガスを含め、あらゆ
る種類の流体を指すものとする。本発明を適用して特に
有益な分析装置の例としては他に超臨界流体クロマトグ
ラフィ−、液体クロマトグラフィ−、試料抽出などが挙
げられる。
る種類の流体を指すものとする。本発明を適用して特に
有益な分析装置の例としては他に超臨界流体クロマトグ
ラフィ−、液体クロマトグラフィ−、試料抽出などが挙
げられる。
【００１２】本発明の特徴にしたがって、図２には分析
装置内に設けられる１またはそれ以上の気体を取り扱う
能動素子の制御に適した改良された制御システム200の
概略図を示す。
装置内に設けられる１またはそれ以上の気体を取り扱う
能動素子の制御に適した改良された制御システム200の
概略図を示す。
【００１３】非調整供給電圧VUは２つの望ましくない時
間で変動する成分、すなわち非調整電圧のオフセットや
ドリフトや他に起因する低周波数成分と主要電圧（たと
えば120 Hz）の約２倍の高周波数成分（“リップル”と
しても知られる）を含む。本願明細書の目的上、非調整
電圧レベルはさらに24ボルトの公称電圧レベルとする
が、これには２１から２７ボルトの動作範囲内の大きな
変動が発生する。
間で変動する成分、すなわち非調整電圧のオフセットや
ドリフトや他に起因する低周波数成分と主要電圧（たと
えば120 Hz）の約２倍の高周波数成分（“リップル”と
しても知られる）を含む。本願明細書の目的上、非調整
電圧レベルはさらに24ボルトの公称電圧レベルとする
が、これには２１から２７ボルトの動作範囲内の大きな
変動が発生する。
【００１４】システム200は図１に示し、前述したよう
に能動素子14、センサ16およびバッファ17を含む。ま
た、システム200は、直列素子22、低域フィルタおよび
電圧オフセット回路24、電圧センサ32からの電圧検出信
号を受信するアナログ／デジタル変換器（ADC）30、主
プロセッサ40およびデジタル信号プロセッサ（DSP）50
を含む。
に能動素子14、センサ16およびバッファ17を含む。ま
た、システム200は、直列素子22、低域フィルタおよび
電圧オフセット回路24、電圧センサ32からの電圧検出信
号を受信するアナログ／デジタル変換器（ADC）30、主
プロセッサ40およびデジタル信号プロセッサ（DSP）50
を含む。
【００１５】直列素子22は入力端子（IN）で非調整供給
ラインから受信し、高周波数成分を除去するが、低周波
数成分を通過させて出力電圧VDCを供給する。低周波数
成分は、低域フィルタおよびオフセット回路24より誘導
される低周波数信号成分にしたがって除去され、基準端
子（REF）に供給される。これによって、直列素子22は
非調整電圧の部分的調整を行なって高周波数成分（リッ
プル成分を含むがそれに限定されるものではない）を除
去するが、低周波数成分は除去しない。出力端子（OU
T）の出力電圧のレベルを入力端子（IN）の平均電圧レ
ベルとともに「浮動」させて、直列素子22における電圧
降下を大きく低減することができる。これによって、直
列素子22は従来技術で説明したような従来の電源のリニ
アレギュレータ回路と比較してはるかに低い電圧降下
（たとえば３ボルトまたはそれ以下）で動作させること
ができる。したがって、直列素子22は非常に安価に構成
することができ、また電力放散も極めて少ない。
ラインから受信し、高周波数成分を除去するが、低周波
数成分を通過させて出力電圧VDCを供給する。低周波数
成分は、低域フィルタおよびオフセット回路24より誘導
される低周波数信号成分にしたがって除去され、基準端
子（REF）に供給される。これによって、直列素子22は
非調整電圧の部分的調整を行なって高周波数成分（リッ
プル成分を含むがそれに限定されるものではない）を除
去するが、低周波数成分は除去しない。出力端子（OU
T）の出力電圧のレベルを入力端子（IN）の平均電圧レ
ベルとともに「浮動」させて、直列素子22における電圧
降下を大きく低減することができる。これによって、直
列素子22は従来技術で説明したような従来の電源のリニ
アレギュレータ回路と比較してはるかに低い電圧降下
（たとえば３ボルトまたはそれ以下）で動作させること
ができる。したがって、直列素子22は非常に安価に構成
することができ、また電力放散も極めて少ない。
【００１６】主プロセッサ40はDSP 50にセンサ16の所望
の動作状態を表わすデジタル設定点値を供給する。電圧
センサ32はADC 30に出力電圧VDCを表わす電圧検出信号
を供給し、ADC 30はこの電圧検出信号をDSP 50の使用す
るデジタルカウント値に変換する。センサ16はDSP 50に
実際の動作条件（好適には導管11内の流体の流量）を表
わす信号を供給する。これらのいくつかの入力がDSP 50
によって、DSP 50中の制御ループ・ファームウエアにし
たがって処理され、バッファ17にパルス幅変調された
（PWM）駆動信号が供給される。バッファ17はこのPWM駆
動信号にしたがって能動素子14の動作を制御する。
の動作状態を表わすデジタル設定点値を供給する。電圧
センサ32はADC 30に出力電圧VDCを表わす電圧検出信号
を供給し、ADC 30はこの電圧検出信号をDSP 50の使用す
るデジタルカウント値に変換する。センサ16はDSP 50に
実際の動作条件（好適には導管11内の流体の流量）を表
わす信号を供給する。これらのいくつかの入力がDSP 50
によって、DSP 50中の制御ループ・ファームウエアにし
たがって処理され、バッファ17にパルス幅変調された
（PWM）駆動信号が供給される。バッファ17はこのPWM駆
動信号にしたがって能動素子14の動作を制御する。
【００１７】ここで低周波数成分の存在に対する処理に
ついて述べると、この改良された制御システム200は次
に説明するようにDSP 50のファームウエアで実行するこ
とのできるループ利得補償スキームを用いるものであ
る。
ついて述べると、この改良された制御システム200は次
に説明するようにDSP 50のファームウエアで実行するこ
とのできるループ利得補償スキームを用いるものであ
る。
【００１８】DSP 50は、ADC 30からの電圧検出信号を用
いてDSP 50中に設けられる比例積分微分（PID, proport
ional integral derivative）コントローラに用いる補
正項(correcting term)を生成する。この補正項は、制
御ループ利得と反比例する変化を生じさせるために設定
される。PWM駆動信号のデューティサイクルはそれにし
たがって変調される（すなわち、出力電圧VDCが増大す
るにつれて弁に加えられるデューティサイクルは減少
し、出力電圧VDCが減少するにつれて定量弁に加えられ
るデューティサイクルは増大する）。PWM駆動信号は、
必要に応じて、電圧検出信号の任意の変化に対応するよ
うに変化する。したがって、PWM駆動信号の電力は、出
力電圧VDC中の低周波数成分に依存しないようにするこ
とができる。その結果、DSP 50中のファームウエアは、
最も低いレベルで動作し、主プロセッサ40から設定点と
して送られるデジタルカウント値によって定められる所
望の動作条件に一致する実際の動作条件をみつけるため
だけに能動素子１４を駆動する。したがって、DSP 50の
コストと複雑性が減少する。
いてDSP 50中に設けられる比例積分微分（PID, proport
ional integral derivative）コントローラに用いる補
正項(correcting term)を生成する。この補正項は、制
御ループ利得と反比例する変化を生じさせるために設定
される。PWM駆動信号のデューティサイクルはそれにし
たがって変調される（すなわち、出力電圧VDCが増大す
るにつれて弁に加えられるデューティサイクルは減少
し、出力電圧VDCが減少するにつれて定量弁に加えられ
るデューティサイクルは増大する）。PWM駆動信号は、
必要に応じて、電圧検出信号の任意の変化に対応するよ
うに変化する。したがって、PWM駆動信号の電力は、出
力電圧VDC中の低周波数成分に依存しないようにするこ
とができる。その結果、DSP 50中のファームウエアは、
最も低いレベルで動作し、主プロセッサ40から設定点と
して送られるデジタルカウント値によって定められる所
望の動作条件に一致する実際の動作条件をみつけるため
だけに能動素子１４を駆動する。したがって、DSP 50の
コストと複雑性が減少する。
【００１９】その結果、開ループ利得が最適化され、調
整された供給ライン電圧の変動によって生じる悪影響を
回避することができる。これによってこの制御ループは
非調整供給ライン18の挙動に対する感度を効果的に排除
する。
整された供給ライン電圧の変動によって生じる悪影響を
回避することができる。これによってこの制御ループは
非調整供給ライン18の挙動に対する感度を効果的に排除
する。
【００２０】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下に本発明の各実施態様の例を示す。 （実施態様１）低周波数成分および高周波数成分を受け
る非調整供給ラインより動作し、ある動作条件を提供す
る制御システムにおいて、前記高周波数成分を除去し、
出力電圧を供給する直列素子と、制御信号に応じて前記
出力電圧で作動し、所望の動作システム・パラメータに
基づく動作条件を確立する能動素子と、前記低周波数成
分を表わす検出信号を供給するセンサと、前記検出信号
に応答して開ループ補償スキームにしたがって前記制御
信号を生成し、前記システム内におけるループ利得を変
化させる閉ループ制御系よりなり、前記制御信号は前記
低周波数成分に比例して変化することを特徴とする流体
を取り扱う能動素子の制御システム。 （実施態様２）前記能動素子は定量弁であることを特徴
とする前項１記載の流体を取り扱う能動素子の制御シス
テム。 （実施態様３）前記閉ループ制御系はデジタル信号プロ
セッサを有する前項１記載の流体を取り扱う能動素子の
制御システム。 （実施態様４）前記開ループ補償スケームは前記デジタ
ル信号プロセッサ中のファームウエアに設けられること
を特徴とする前項３記載の流体を取り扱う能動素子の制
御システム。 （実施態様５）パルス幅変調信号である駆動信号が供給
され、前記パルス幅変調信号を受け取り、それに応じて
前記能動素子の動作を切り替えるバッファを備えること
を特徴とする前項１記載の流体を取り扱う能動素子の制
御システム。 （実施態様６）前記直列素子に接続された低域フィルタ
およびオフセット回路を有する前項１記載の流体を取り
扱う能動素子の制御システム。
が、以下に本発明の各実施態様の例を示す。 （実施態様１）低周波数成分および高周波数成分を受け
る非調整供給ラインより動作し、ある動作条件を提供す
る制御システムにおいて、前記高周波数成分を除去し、
出力電圧を供給する直列素子と、制御信号に応じて前記
出力電圧で作動し、所望の動作システム・パラメータに
基づく動作条件を確立する能動素子と、前記低周波数成
分を表わす検出信号を供給するセンサと、前記検出信号
に応答して開ループ補償スキームにしたがって前記制御
信号を生成し、前記システム内におけるループ利得を変
化させる閉ループ制御系よりなり、前記制御信号は前記
低周波数成分に比例して変化することを特徴とする流体
を取り扱う能動素子の制御システム。 （実施態様２）前記能動素子は定量弁であることを特徴
とする前項１記載の流体を取り扱う能動素子の制御シス
テム。 （実施態様３）前記閉ループ制御系はデジタル信号プロ
セッサを有する前項１記載の流体を取り扱う能動素子の
制御システム。 （実施態様４）前記開ループ補償スケームは前記デジタ
ル信号プロセッサ中のファームウエアに設けられること
を特徴とする前項３記載の流体を取り扱う能動素子の制
御システム。 （実施態様５）パルス幅変調信号である駆動信号が供給
され、前記パルス幅変調信号を受け取り、それに応じて
前記能動素子の動作を切り替えるバッファを備えること
を特徴とする前項１記載の流体を取り扱う能動素子の制
御システム。 （実施態様６）前記直列素子に接続された低域フィルタ
およびオフセット回路を有する前項１記載の流体を取り
扱う能動素子の制御システム。
【００２０】
【発明の効果】この改良された制御システムは、標準的
な直線的な供給に比べて電力消費が少ない。これはヒー
トシンク等の必要な電子部品のコストと複雑性を小さく
できるだけでなく、装置の冷却条件を緩和するという点
でも有益である。この改良された制御システムは、切替
モード電力変換器に見られるような高周波数切替え電流
を有するものではなく、したがって、無線周波数妨害の
生じる可能性はない。ループ利得（したがってループ性
能）が供給ライン電圧の広範囲の変動に対して安定して
いる。
な直線的な供給に比べて電力消費が少ない。これはヒー
トシンク等の必要な電子部品のコストと複雑性を小さく
できるだけでなく、装置の冷却条件を緩和するという点
でも有益である。この改良された制御システムは、切替
モード電力変換器に見られるような高周波数切替え電流
を有するものではなく、したがって、無線周波数妨害の
生じる可能性はない。ループ利得（したがってループ性
能）が供給ライン電圧の広範囲の変動に対して安定して
いる。
【図１】従来の流体を取り扱う能動素子の制御システム
の概略図。
の概略図。
【図２】本発明の一実施例である改良された流体を取り
扱う能動素子の制御システムの概略図。
扱う能動素子の制御システムの概略図。
11：導管 12：誤差増幅器 14：能動素子 16：センサ 17：バッファ 20：電源 22：直列素子 24：電圧オフセット回路および低域フィルタ 30：アナログ／デジタル変換器（ADC） 32：電圧センサ 40：主プロセッサ 50：デジタル信号プロセッサ（DSP） 100, 200：制御システム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ０１Ｎ 30/32 Ｇ０１Ｎ 30/32 Ａ
Claims (6)
- 【請求項１】低周波数成分および高周波数成分を受ける
非調整供給ラインより動作し、ある動作条件を提供する
流体を取り扱う能動素子の制御システムにおいて、 前記高周波数成分を除去し、出力電圧を供給する直列素
子と、 制御信号に応じて前記出力電圧で作動し、所望の動作シ
ステム・パラメータに基づく動作条件を確立する能動素
子と、 前記低周波数成分を表わす検出信号を供給するセンサ
と、 前記検出信号に応答して開ループ補償スキームにしたが
って前記制御信号を生成し、前記システム内におけるル
ープ利得を変化させる閉ループ制御系よりなり、前記制
御信号は前記低周波数成分に比例して変化することを特
徴とする流体を取り扱う能動素子の制御システム。 - 【請求項２】前記能動素子は定量弁であることを特徴と
する請求項１記載の流体を取り扱う能動素子の制御シス
テム。 - 【請求項３】前記閉ループ制御系はデジタル信号プロセ
ッサを有する請求項１記載の流体を取り扱う能動素子の
制御システム。 - 【請求項４】前記開ループ補償スケームは前記デジタル
信号プロセッサ中のファームウエアに設けられることを
特徴とする請求項３記載の流体を取り扱う能動素子の制
御システム。 - 【請求項５】パルス幅変調信号である駆動信号が供給さ
れ、前記パルス幅変調信号を受け取り、それに応じて前
記能動素子の動作を切り替えるバッファを備えることを
特徴とする請求項１記載の流体を取り扱う能動素子の制
御システム。 - 【請求項６】前記直列素子に接続された低域フィルタお
よびオフセット回路を有する請求項１記載の流体を取り
扱う能動素子の制御システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/521,702 US5642271A (en) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | Pneumatic control system |
| US521,702 | 1995-08-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09128008A true JPH09128008A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=24077788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8230011A Pending JPH09128008A (ja) | 1995-08-31 | 1996-08-30 | 流体を取り扱う能動素子の制御システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5642271A (ja) |
| JP (1) | JPH09128008A (ja) |
| DE (1) | DE19628892C2 (ja) |
| GB (1) | GB2304937B (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103452967B (zh) * | 2013-08-28 | 2016-06-29 | 杭州亿恒科技有限公司 | 一种基于pid调节的双闭环电液伺服控制装置 |
| CN104316626A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-01-28 | 上海仪电分析仪器有限公司 | 气相色谱仪电子闭环式气体流量自动校准控制装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1144931A (en) * | 1966-03-10 | 1969-03-12 | Mullard Ltd | Improvements relating to electric motor speed control |
| JPS53131332A (en) * | 1977-04-21 | 1978-11-16 | Aisin Seiki Co Ltd | Control system for constant engine revolution in automobile loaded with engine equipped with electronic control fuel injection device |
| US4509547A (en) * | 1983-02-22 | 1985-04-09 | The Babcock & Wilcox Company | Control system for an electro-pneumatic converter |
| US5108466A (en) * | 1990-12-21 | 1992-04-28 | Hewlett-Packard Company | Apparatus and methods for controlling fluids provided to a chromatographic detector |
| US5341990A (en) * | 1993-06-11 | 1994-08-30 | Nordson Corporation | Apparatus and method for dispensing electrically conductive coating material including a pneumatic/mechanical control |
| US5431712A (en) * | 1994-05-31 | 1995-07-11 | Hewlett-Packard Company | Reconfigurable pneumatic control for split/splitless injection |
-
1995
- 1995-08-31 US US08/521,702 patent/US5642271A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-07-17 DE DE19628892A patent/DE19628892C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-22 GB GB9615318A patent/GB2304937B/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-30 JP JP8230011A patent/JPH09128008A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5642271A (en) | 1997-06-24 |
| GB2304937B (en) | 1999-05-05 |
| DE19628892C2 (de) | 1998-07-16 |
| GB2304937A (en) | 1997-03-26 |
| GB9615318D0 (en) | 1996-09-04 |
| DE19628892A1 (de) | 1997-03-06 |
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