JPH09291902A - 油圧アクチュエ−タ用サ−ボ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 応答遅れを可及な限り解消することのできる
サーボ制御装置を提供しようとするものである。 【構成】 目標値信号ａとフィードバック信号ｂの偏差
に基づき弁駆動信号ｃを生成する制御信号出力手段５
に、目標値信号ａとフィードバック信号ｂとを受け取っ
て演算し前記弁駆動信号ｄを補正する補正手段６を設け
ると共に、この補正手段６は、目標値信号ａに対するフ
ィードバックバック信号ｂの応答遅れに関する応答遅れ
関連データを目標値信号ａの時間微分値に関連付けて更
新可能に記憶すると共に、実際の目標値信号ａの時間微
分値に関連して記憶にかかる応答遅れ関連データを出力
する記憶部６ａと、上記記憶部６ａから出力される応答
遅れ関連データを受け取り、前記制御弁２に入力する弁
駆動信号ｄを目標値信号ａに対するフィードバック信号
ｂの応答遅れを減少するのに必要な値に補正する補正部
６ｂとでもって構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 この発明は、油圧アクチュエー
タ用サーボ制御装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】 図３は従来の油圧アクチュエータ用サ
ーボ制御装置を示している。図３において、油圧アクチ
ュエータ１の制御弁２を制御するサーボ制御装置は、油
圧アクチュエータ１の駆動を指示する目標値信号ａを発
生する目標値信号発生手段３、油圧アクチュエータの実
際の駆動状態に係るフィードバック信号を出力する駆動
状態検出手段４、および、前記目標値信号発生手段３か
らの目標値信号ａと前記駆動状態検出手段４からのフィ
ードバック信号ｂを受け取りこれら両信号ａ，ｂの偏差
信号ｃを算出し且つこの偏差信号ｃに応じて弁駆動信号
ｄを生成しこの弁駆動信号ｄを前記制御弁２に出力する
制御信号出力手段５とでもって構成されている。図にお
いて、５ａは、制御信号出力手段５に包含されている弁
駆動信号算出部であって、偏差信号ｃに応じて弁駆動信
号ｄ算出するものである。

【０００３】このように構成した油圧アクチュエータ用
サーボ制御装置は、制御信号出力手段５からの弁駆動信
号ｄが、目標値信号ａにフィードバック信号ｂが追随す
るよう油圧アクチュエータ１の制御弁２を切換操作する
ものであるから、目標値信号ａにより油圧アクチュエー
タ１を任意に駆動することができるものである。

【０００４】このような油圧アクチュエータ用サーボ制
御装置は、油圧アクチュエータ１の駆動速度を制御する
速度制御用、または油圧アクチュエータ１の駆動位置を
制御する位置制御用として多用されている。速度制御用
では、目標値信号ａは油圧アクチュエータ１の駆動速度
を指示する目標駆動速度信号であり、フィードバック信
号ｂは油圧アクチュエータ１の実際の駆動速度を示す実
際駆動速度信号が用いられる。また、位置制御用では、
目標値信号ａは油圧アクチュエータ１の駆動位置を指示
する目標位置信号であり、フィードバック信号ｂは油圧
アクチュエータ１の実際の駆動位置を示す実際駆動位置
信号が用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の油圧ア
クチュエータ用サーボ制御装置は、目標値信号ａが指示
する目標値（目標速度または目標位置）と、フィードバ
ック信号ｂを介して検出される油圧アクチュエータ１の
実際の駆動状態（速度または位置）の間に生じる偏差を
前提として、油圧アクチュエータ１が駆動されるもので
ある。従って、目標値信号ａが変動した場合に、油圧ア
クチュエータ１の駆動状態（速度または位置）がこの目
標値の指示する状態（速度または位置）に達するまでに
時間的な遅れ（応答遅れ）がある。このような応答遅れ
は、油圧アクチュエータ１の駆動抵抗（摩擦抵抗、慣性
抵抗）および制御弁の切換抵抗（摩擦抵抗、慣性抵抗）
等、サーボ制御系が必然的に持っており、しかもこの応
答遅れは、機差（同一機種における固体差）および経年
変化によって異なるものである。このため、従来の油圧
アクチュエータ用サーボ制御装置は、油圧アクチュエー
タ１の駆動状態（速度または位置）を変動する目標値信
号ａに即応させることが困難であるという問題があっ
た。

【０００６】本発明の目的は、従来のサーボ制御装置に
一部構成を付加することにより、従来のサーボ制御装置
が持っていた問題点を解消し、油圧アクチュエータ１の
駆動状態（速度または位置）を、変動する目標値信号ａ
（速度または位置）に即応させることができる油圧アク
チュエータ用サーボ制御装置を提供しようとするもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の油圧アクチュエータ用サーボ制御装置は以
下の如く構成する。油圧アクチュエータ１の制御弁２を
制御するサーボ制御装置であって、油圧アクチュエータ
１の駆動を指示する目標値信号ａを発生する目標値信号
発生手段３、油圧アクチュエータの実際の駆動状態に係
るフィードバック信号ｂを出力する駆動状態検出手段
４、および、前記目標値信号発生手段３からの目標値信
号ａと前記駆動状態検出手段４からのフィードバック信
号ｂを受け取りこれら両信号ａ，ｂの偏差信号ｃを算出
し且つこの偏差信号ｃに応じて弁駆動信号ｄを生成しこ
の弁駆動信号ｄを前記制御弁２に出力する制御信号出力
手段５とを備えたものにおいて、前記制御信号出力手段
５に、目標値信号ａとフィードバック信号ｂとを受け取
って演算し前記弁駆動信号ｄを補正する補正手段６を設
けると共に、前記補正手段６は、目標値信号ａに対する
フィードバック信号ｂの応答遅れに関する応答遅れ関連
データを目標値信号ａの時間微分値に関連付けて更新可
能に記憶すると共に、実際の目標値信号ａの時間微分値
に関連して記憶にかかる応答遅れ関連データを出力する
記憶部６ａと、上記記憶部６ａから出力される応答遅れ
関連データを受け取り、前記制御弁２に入力する弁駆動
信号ｄを目標値信号ａに対するフィードバック信号ｂの
応答遅れを減少するのに必要な値に補正する補正部６ｂ
とでもって構成したことを特徴とする油圧アクチュエー
タ用サーボ制御装置。

【０００８】

【作用】以上の如く構成した本発明の油圧アクチュエー
タ用サーボ制御装置は、変動する目標値信号ａ（速度ま
たは位置）に対して油圧アクチュエータ１の駆動状態
（速度または位置）の応答が遅れた場合、先ず、制御信
号出力手段５中に付加された補正手段６における記憶部
６ａに、この応答遅れに関する応答遅れ関連データが記
憶される。この応答遅れ関連データは、記憶部６ａに入
力される目標値信号ａとフィードバック信号ｂを基に算
出されるもので、変動する目標値信号ａの時間微分値
（変動速度）に関連付けて更新可能に記憶されるもので
あり、目標値信号ａとフィードバック信号ｂの偏差に関
連するデータである。

【０００９】記憶部６ａへの上記記憶は、目標値信号ａ
の時間微分値（変動速度）に関連づけて応答遅れデータ
が更新記憶される。このようにして記憶部６ａに記憶さ
れた応答遅れデータ（目標値信号ａに対するフィードバ
ック信号ｂの応答遅れに関する応答遅れ関連データであ
って、目標値信号ａの時間微分値に関連付けて更新可能
に記憶されたデータ）は、実際の目標値信号ａの時間微
分値（変動速度）に関連して記憶にかかる読み出し信号
によって、該当する応答遅れ関連データが読みだされ
る。

【００１０】記憶部６ａから読みだされた応答遅れ関連
データ（変動する目標値信号ａの実際の時間微分値に対
応するもの）は、補正部６ｂに入力される。補正部６ｂ
は、入力に係る応答遅れ関連データを基に、制御弁２に
入力する弁駆動信号ｄを目標値信号ａに対するフィード
バック信号ｂの応答遅れを減少するのに必要な値に補正
するのである。

【００１１】その結果、変動する目標値信号ａに対する
フィードバック信号ｂの応答遅れ（換言すれば変動する
目標値信号ａの指示に係る油圧アクチュエータ１の速度
または位置に対し、油圧アクチュエータ１の実際の駆動
速度または駆動位置の応答遅れ）は、大幅に減少するの
である。

【００１２】

【実施例】以下本発明の油圧アクチュエータ用サーボ制
御装置の実施例を図１および図２に基づいて説明する。
本発明のサーボ制御装置は上述したように、従来のサー
ボ制御装置に一部構成を付加したものであるから、以下
の説明においては上述した従来の油圧アクチュエータ用
サーボ制御装置で用いた符号は同義のものとしてそのま
ま援用する。

【００１３】図１において、６は、制御信号出力手段５
中に設けられた補正手段である。補正手段６は、記憶部
６ａと補正部６ｂとから構成されている。前記記憶部６
ａには、目標値信号ａとフィードバック信号ｂが入力さ
れている。そして、この補正手段６は、目標値信号ａに
対するフィードバック信号ｂの応答遅れに関する応答遅
れ関連データを目標値信号ａの時間微分値に関連付けて
更新可能に記憶しており、且つ実際の目標値信号ａの時
間微分値に関連して記憶にかかる応答遅れ関連データを
出力するようになっている。

【００１４】従来のサーボ制御装置では、上述したよう
に目標値信号ａが変動した場合、目標値信号ａに対して
フィードバック信号ｂが常に遅れて追随する。即ち応答
遅れがある。上記記憶部６ａには、この応答遅れに関連
するデータを応答遅れ関連データとして、目標値信号ａ
の時間微分値（変動速度）に関連付けて更新可能に記憶
するものである。目標値信号ａの時間微分値（変動速
度）に関連付けて記憶される応答遅れ関連データとして
は、目標値信号ａとフィードバック信号ｂの偏差に関連
するデータが用いられる。記憶部６ａへの上記記憶は、
目標値信号ａの時間微分値（変動速度）に該当する応答
遅れデータが更新記憶される。この場合、目標値信号ａ
が変動した場合において当該変動する目標値信号ａの時
間微分値（変動速度）に該当する応答遅れ関連データが
更新記憶されるのは勿論であるが、目標値信号ａが変動
しない場合であっても目標値信号ａの時間微分値（変動
速度＝０）に該当する応答遅れ関連データを更新記憶す
るようにしている。

【００１５】図２は、目標値信号ａの時間微分値に関連
して記憶される応答遅れデータの一例を示している。図
２において、目標値信号ａの時間微分値として、目標値
信号ａの変動速度Ｖ１〜Ｖ５（Ｖ１＜Ｖ５）が採用され
ており、これら変動速度Ｖ１〜Ｖ５にそれぞれ関連付け
て応答遅れ関連データＳ１〜Ｓ５が更新可能に記憶され
ている。更新可能に記憶される応答遅れ関連データとし
ては、目標値信号ａとフィードバック信号ｂの偏差に関
連するデータであって、偏差あるいは偏差の時間微分値
が用いられる。要は、応答遅れ関連データは、偏差信号
ｃのみに応じて算出される従来の弁駆動信号ｄを、偏差
信号ｃを小さくするのに必要な値に補正するため要する
補正データであれば良いものである。

【００１６】記憶部６ａの機能を図２に基づいて更に説
明する。記憶部６ａは、変動する目標値信号ａを受け取
ると、 受け取りに係る目標値信号ａの時間微分値（図２では
変動速度）を算出し、この算出値がＶ１〜Ｖ５のいずれ
に該当するかを算出する。更に記憶部６ａは、この算出
したＶ１乃至Ｖ５をインデックス信号として、記憶に係
る応答遅れ関連データＳ１〜Ｓ５の中から該当する応答
遅れ関連データを読み出す。

【００１７】同時に記憶部６ａは、受け取りに係る目
標値信号ａとフィードバック信号ｂとから、応答遅れ関
連データの補正値δＳを算出する。この応答遅れ関連デ
ータの補正値δＳは、目標値信号ａとフィードバック信
号ｂの偏差あるいは当該偏差を小ならしめるために必要
な弁駆動信号ｄ補正用データである。そして、算出に係
る応答遅れ関連データの補正値δＳを、上記で読みだ
した応答遅れ関連データに加算して新たな応答遅れ関連
データ（Ｓ１〜Ｓ５の内の一つにδＳを加算した値）を
算出し、この算出結果を、で読み出した応答遅れ関連
データの読み出し先に更新記憶（入れ換えて記憶）する
と共に補正部６ｂに出力する。即ち、応答遅れ関連デー
タＳ１〜Ｓ５の更新記憶は、更新前の記憶に係る応答遅
れ関連データに、実際に生じた応答遅れ関連データ（応
答遅れ関連データの補正値δＳ）を加算し、これを新た
な応答遅れ関連データＳ１〜Ｓ５として記憶することで
なされるものである。

【００１８】記憶部６ａの上記〜の演算並びに更新
記憶については、公知の技術を用いて容易に実現できる
ものであるから、ここではその詳細説明を省略する。

【００１９】補正手段６における前記補正部６ｂは、記
憶部６ａから出力される応答遅れ関連データＳ１〜Ｓ５
に基づき、弁駆動信号ｄを補正するのである。補正部６
ｂによる弁駆動信号ｄの補正は、現に制御弁２に入力さ
れている弁駆動信号ｄをして変動する目標値信号ａに対
する油圧アクチュエータ１の応答遅れを小ならしめるよ
う、弁駆動信号ｄを補正するのである。この補正は、制
御信号出力手段５から制御弁２に出力される弁駆動信号
ｄが、変動する目標値信号ａに対する油圧アクチュエー
タ１の応答遅れを小ならしめる値となるとよう補正する
のである。図１の実施例では、偏差信号ｃを介してその
ように補正する例が示されているが、弁駆動信号算出部
５ａの後段に補正部６ｂを配置して弁駆動信号ｄそのも
のを補正するようにしても良い。また、この補正は、記
憶部６ａからの入力に係る応答遅れ関連データＳ１〜Ｓ
５の関数として算出される値を係数として偏差信号ｃ
（または弁駆動信号ｄ）に乗じることでなしても良い
し、記憶部６ａからの入力に係る応答遅れ関連データＳ
１〜Ｓ５の関数として算出される値を加算値として偏差
信号ｃ（または弁駆動信号ｄ）加えることでなしても良
い。

【００２０】このようにして補正部６ｂで補正された弁
駆動信号ｄは、制御弁２に入力されて、目標値信号ａが
変動した場合の油圧アクチュエータ１の応答遅れを小さ
くするのである。補正手段６における記憶部６ａには、
変動する目標値信号ａに対して油圧アクチュエータ１の
応答遅れが生じる度に、新たな応答遅れ関連データが目
標値信号ａの時間微分値に関連付けて記憶され、次回目
標値信号ａが変動した際に、変動に係る目標値信号ａの
時間微分値をインデックス信号として対応する応答遅れ
関連データが読みだされ、この読みだされた応答遅れ関
連データを基にして弁駆動信号ｄを補正するものである
から、記憶に係る応答遅れ関連データは、次第に最適の
値に書換えられるものである。

【００２１】なお、上記の実施例では、目標値信号ａが
油圧アクチュエータ１の駆動速度を指示する信号としフ
ィードバック信号ｂが油圧アクチュエータ１の実際の駆
動速度を示す信号とした場合、および、目標値信号ａが
油圧アクチュエータ１の駆動位置を指示する信号としフ
ィードバック信号ｂが油圧アクチュエータ１の実際の駆
動位置を示す信号とした場合、の双方を包含するものと
して説明している。請求項１はこれら双方を包含するも
のであり、請求項２は前記前者を、請求項３は前記後者
をそれぞれ包含している。

【００２２】また、上記実施例では、記憶部６ａに更新
可能に記憶する応答遅れ関連データは、目標値信号ａの
時間微分値に関連付けて更新可能に記憶する共に、実際
の目標値信号ａの時間微分値をインデックス信号として
読みだすようにしているが、この応答遅れ関連データ
は、変動する目標値信号ａの値（レベル）毎に当該目標
値信号ａの時間微分値に関連付けて更新可能に記憶する
と共に、実際の目標値信号ａの値（レベル）並びにその
時間微分値の双方をインデックス信号として読みだすよ
うにしても良いものである。このようにすると、目標値
信号ａの各値（レベル）毎に異なる応答遅れ関連データ
を用いて弁駆動信号ｄを補正することができるので、応
答遅れが、変動する目標値信号ａの値（レベル）毎に異
なる場合にも応答遅れで的確に小ならしめることができ
るものである。

【００２３】また記憶部６ａに目標値信号ａの時間微分
値に関連付けて更新可能に記憶される応答遅れ関連デー
タは、目標値信号ａの一階微分値（この場合変動速度に
なる）にのみに関連付けて更新可能に記憶するようにし
ても良く、目標値信号ａの一階微分値、二階微分値、…
ｎ階微分値にそれぞれ関連付けて更新可能に記憶したデ
ータの合計値として記憶するようにしても良い。いずれ
の場合であっても本発明の範囲に包含されるこというま
でもない。

【００２４】更に、補正手段６における記憶部６ａへの
応答遅れ関連データの更新記憶に、下記の如き制限を付
けるようにしても良い。 記憶部６ａに記憶されている更新前の応答遅れ関連
データと更新しようとする応答遅れ関連データとの差が
予め設定した所定値を越えている場合には、当該所定値
を限度として応答遅れ関連データを更新記憶する。即
ち、更新前の応答遅れ関連データを初期値とするとき、
更新後の応答遅れ関連データがこの初期値に対して予め
設定した所定値を越えて更新されないよう規制するので
ある。上記所定値は、記憶部６ａ内に記憶しておくよう
にする。このようにした場合には、例えば、ノイズ等に
よりフィードバック信号ｂが、油圧アクチュエータ１の
実際の駆動状態から急激に離隔したような場合、あるい
は、油圧アクチュエータ１が駆動終端（油圧シリンダの
ストロークエンド等）等で停止しているような場合に、
不必要に大きな応答遅れ関連データの更新記憶を規制す
ることができる。この構成は、請求項４に対応してい
る。

【００２５】 応答遅れ関連データの更新記憶可能範
囲（上限値および下限値）を設定しておき、逐次更新記
憶される応答遅れ関連データのトータル値が、この設定
に係る更新記憶可能範囲（上限値および下限値）を越え
ないよう規制する。更新記憶可能範囲（上限値および下
限値）は、記憶部６ａ内に記憶しておくようにする。こ
のようにした場合には、サーボ制御装置の故障に起因し
て目標値信号ａに対してフィードバック信号ｂが全く追
随してこないような場合でも、異常な応答遅れに関連し
てのデータの更新記憶が制限され、安全であるという効
果がある。この構成は、請求項５に対応している。

【００２６】

【効果】以上の如く構成し作用する本発明に係る油圧ア
クチュエータ用サーボ制御装置は、従来のサーボ制御装
置に補正手段６を追加した簡単な構成でありながら、従
来のサーボ制御装置が持っていた変動する目標値信号ａ
に対するフィードバック信号ｂの応答遅れ（油圧アクチ
ュエータ１の応答遅れ）を大幅に解消することができる
ので、その効果は極めて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油圧アクチュエータ用サーボ制御
装置の説明用ブロック図である。

【図２】補正部６の記憶部６ａに更新可能に記憶される
応答遅れ関連データの説明図である。

【図３】従来の油圧アクチュエータ用サーボ制御装置の
説明用ブロック図である。

【符号の説明】

１；油圧アクチュエータ、２；制御弁、３；目標値信号
発生手段、４；駆動状態検出手段、５；制御信号出力手
段、５ａ；弁駆動信号算出部、６；補正手段、６ａ；記
憶部、６ｂ；補正部、ａ；目標値信号、ｂ；フィードバ
ック信号、ｃ；偏差信号、ｄ；弁駆動信号、

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧アクチュエータ１の制御弁２を制御
   するサーボ制御装置であって、油圧アクチュエータ１の
   駆動を指示する目標値信号ａを発生する目標値信号発生
   手段３、油圧アクチュエータの実際の駆動状態に係るフ
   ィードバック信号を出力する駆動状態検出手段４、およ
   び、前記目標値信号発生手段３からの目標値信号ａと前
   記駆動状態検出手段４からのフィードバック信号ｂを受
   け取りこれら両信号ａ，ｂの偏差信号ｃを算出し且つこ
   の偏差信号ｃに応じて弁駆動信号ｄを生成しこの弁駆動
   信号ｄを前記制御弁２に出力する制御信号出力手段５と
   を備えたものにおいて、 前記制御信号出力手段５に、目標値信号ａとフィードバ
   ック信号ｂとを受け取って演算し前記弁駆動信号ｄを補
   正する補正手段６を設けると共に、 前記補正手段６は、目標値信号ａに対するフィードバッ
   ク信号ｂの応答遅れに関する応答遅れ関連データを目標
   値信号ａの時間微分値に関連付けて更新可能に記憶する
   と共に、実際の目標値信号ａの時間微分値に関連して記
   憶にかかる応答遅れ関連データを出力する記憶部６ａ
   と、上記記憶部６ａから出力される応答遅れ関連データ
   を受け取り、前記制御弁２に入力する弁駆動信号ｄを目
   標値信号ａに対するフィードバック信号ｂの応答遅れを
   減少するのに必要な値に補正する補正部６ｂとでもって
   構成したことを特徴とする油圧アクチュエータ用サーボ
   制御装置。
2. 【請求項２】 油圧アクチュエータ１の駆動を指示する
   目標値信号ａが、油圧アクチュエータ１の駆動速度を指
   示する目標駆動速度信号であり、フィードバック信号ｂ
   が油圧アクチュエータ１の実際の駆動速度を示す実際駆
   動速度信号であることを特徴とする請求項１の油圧アク
   チュエータ用サーボ制御装置。
3. 【請求項３】 油圧アクチュエータ１の駆動を指示する
   目標値信号ａが、油圧アクチュエータ１の駆動位置を指
   示する目標駆動位置信号であり、フィードバック信号ｂ
   が油圧アクチュエータ１の実際の駆動位置を示す実際駆
   動位置信号であることを特徴とする請求項１の油圧アク
   チュエータ用サーボ制御装置。
4. 【請求項４】 補正手段６における記憶部６ａは、当該
   記憶部６ａに記憶されている更新前の応答遅れ関連デー
   タと更新しようとする応答遅れ関連データとの差が予め
   設定した所定値を越えて更新記憶されないよう構成して
   あることを特徴とする請求項１乃至３の油圧アクチュエ
   ータ用サーボ制御装置。
5. 【請求項５】 補正手段６における記憶部６ａは、応答
   遅れ関連データの更新記憶可能範囲が設定されており、
   逐次更新記憶される応答遅れ関連データのトータル値
   が、この設定に係る更新記憶可能範囲を越えないよう構
   成してあることを特徴とする請求項１乃至４の油圧アク
   チュエータ用サーボ制御装置。