JPS61296403A - デイジタル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、制御対象の計測環境、データ変換器及びデ
ータ伝送経路等の外囲環境の異常を検出し、制御系の暴
走を抑止することのできるディジタル制御装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

一般にディジタル制御装置は、第３図に示すような構成
である。第３図において、（１）は目標位置データＸｎ
、　（２１は制御対象位置θｎであり、（３）はＸｎ（
１１とθｎ（２）の偏差Ｂｎで、（４）のサーボ制御回
路は。

Ｉｎ　（３）に応じて（５）の制御量Ｉｎを出力する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、制御対象位置θｎ（２）を計測する手段
に異常が生じた場合、もしくは、計測されたデータを伝
達する手段に異常が生じた場合、制御量Ｉｎ（５１が不
適当なまま出力され続は制御系の暴走を引き起こすとい
う問題があった。

例えば、制御対象位置θｎ（２）を計測する手段に異常
が生じ、制御対象が作動しても制御対象位置θｎ（２）
が一定値となってしまう場合には、目標位置データＸｎ
　（１）と制御対象位置θｎ（２）の偏差Ｅｎ（３１は
一定となり、これに対応する制御量Ｉｎ（５）もまた一
定値が出力され続け、制御系は一定方向へ暴走してしま
う。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
のであり、制御系のモデルを考慮し、制御対象に与えた
制御量より制御対象の位置を適切に推定することにより
外囲環境の異常を検出し。

制御系の暴走を抑止することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明のディジタル制御装置は、制御対象の前回位置
と制御量から現在の制御対象の位置を無駄時間を考慮し
て推定し、入力された現在の制御対象の位置と比較する
ことによって、外囲環境の異常を検出する異常検出器と
、上記異常検出器によって、出力されるエラー信号によ
って制御対象への出力を切り換える選択器とを設けたも
のである。

〔作用〕

この発明においては、異常検出器で制御系が適当な動作
をしているか否かを決定し、適当な動作をしている場合
にはサーボ制御回路の出力を制御量とし制御系の動作が
不適尚ならば、制御量を”ａ’として制御系を停止させ
るものである。

〔実施例〕

以下、第１図、第２図に示す一実施例によってこの発明
を具体的に説明する。

第１図は、この発明によるディジタル制御装置を含む制
御系の全体構成図である。

第１図において、（６）は目標位置データＸｎ　（１）
と制御対象位置ｏｎ（２）から制御量Ｉｎ（５）を出力
するこの発明によるディジタル制御装置であり、制御量
Ｉｎ（５）は（７）のディジタルアナログ変換器によっ
てアナログ量に変換され、（８）の増幅器によって適当
に増幅され、制御対象である（９）の駆動機への入力と
なり制御量に応じて駆動機（９）が作動する。

駆動機（９）が作動すると、接続さｎたａｌのシンクロ
発振器によって位置を検出し、Ｉのシンクロ、ディジタ
ル変換器を介し制御対象位置θｎ（２）となりフィード
バックされる。

第２図は、ディジタル制御装置（６）を具体的に示した
図であり、　（２）、　（３１，（５１は、第１図と同
じである。

第２図において、住ｚはサーボ制御回路であり。

偏差Ｆｊｎ　（３）を入力とし、　システムに依存する
評価関数を最適にする制御量Ｉｎ（５１を決定する制御
則を実現するものである。

（１３は異常検出器であり、制御対象位置θｎ（２）と
制御量Ｉ　ｎ　（５１から制御系の正常、異常を判定し
、α４のエラー信号を出力する。

すなわち、サンプリング量である制御対象位置θｎ（２
）と制御ｆ　Ｉｎ＋５１の間には、制御系が正常ならば
。

次の関係で近似することができる。

Ｈ（ｚ）・ａｎ　＝　Ｇ（ｚ）・Ｉｎ 実際の制御系の伝達関数は、必ず無次元となり。

これを考慮した場合、上記のモデルでなければ充分な近
似はできない。

ここで、ｎ；サンプリング時刻 θｎ；ナンプリ／グ時刻時刻側御対象位置 工ｎ；サンプリング時刻ｎの制御量 Ｇ（ｚ−１）　；制御系のに次のモデルＧ（ｚ−１）＝
ＡＩ・Ｚ−”＋−・・＋Ａｌｃ・Ｚ−’Ｈ（ｚ−１）；
制御系のｍ次のモデル Ｈ（ｚ−１）＝　１　＋８１　・Ｚ−１＋　−＋　Ｂｍ
−Ｚ−”故に制御対象位置θｎ（２）と制御量Ｉｎ（５
１よシ推定される制御対象位置をａｎとすると、　　ｓ
ｎは（１＋８１　・Ｚ−’＋　・・−＋８ｍ　−Ｚ′）
　８ｎ＝（ＡＩ　・Ｚ−’十・−−−−−＋Ａｋ−Ｚ−
ｋ）　Ｉｎで与えられ、実際に得られる制御対象位置θ
ｎ（２）との誤差とシステムに依存する許容誤差範囲ｅ
とが。

ｌ５ｎ−ａｎ１（ｅ を満足する場合、制御系が正常であると判定する。

エラー信号α４は、制御系が正常の場合゛ａ″、制御系
が異常の場合”１″を出力し、（至）の選択器へ入力さ
れる。

選択器α鴎は、エラー信号Ｉが″０″の場合サーボ制御
回路ｔｔａの出力−を選択し、エラー信号α荀が′１“
の場合は制御量（５）をαＤの“θ″に切り換え制御対
象を停止させることにより、制御系の暴走を抑止する。

なお、上記実施例ではシンクロ発振器による計測の例で
あるが１位置を計測できるその他の手段を用いても、こ
の発明を適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば制御対象の位置計測手
段、シンクロディジタル変換器、ディジタルアナログ変
換器のいずれかに異常が生じた場合にも制御系を充分に
近似できるモデルを考慮することにより、的確に感度良
くこれを検出することが可能であり、さらには制御対象
の異常を検出することができ、制御系の暴走を抑止する
という利点を持つ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるディジタル制御装置を含む制御
系の全体構成図、第２図はディジタル制御装置（６）を
具体的に示した図、第３図は従来のディジタル制御装置
を示した図である。 図中、（１）は目標位置データＸｎ、　　（２１は制御
対象位置θｎ、　（３）は偏差Ｅｎ、　（４１はサーボ
制御回路、（５）は制御ｔＩｎ　、　　（６１はディジ
タル制御装置、（７）はディジタルアナログ変換器、（
８）は増幅器、（９）は駆動機、α１はシンクロ発振器
、α９はシンクロディジタル変換器、ＵＪｄｆ−ボ制御
回路、　Ｑ３は異常検出器。 Ｉはエラー信号、　１４９は選択器、αｅ、αηは出力
値である。 なお１図中同一あるいは相当部分には同一符号を付しで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 目標値からの誤差を入力として、制御対象への制御量を
   出力とするサーボ制御回路と、制御対象への制御量から
   、制御系を充分に近似できるモデルを使用し、現在の制
   御対象の位置を推定し、入力された現在の制御対象の位
   置と比較することによつて、上記サーボ制御回路の外囲
   環境の異常を検出する異常検出器と、上記異常検出器に
   よつて、出力されるエラー信号によつて制御対象への出
   力を切り換える選択器とを有し、外囲環境の異常による
   制御系の暴走を抑止することを特徴とするディジタル制
   御装置。