JP2000194420A - サ―ボ制御システム - Google Patents

サ―ボ制御システム

Info

Publication number
JP2000194420A
JP2000194420A JP10372553A JP37255398A JP2000194420A JP 2000194420 A JP2000194420 A JP 2000194420A JP 10372553 A JP10372553 A JP 10372553A JP 37255398 A JP37255398 A JP 37255398A JP 2000194420 A JP2000194420 A JP 2000194420A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
servo valve
integrator
valve
electro
subtractor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10372553A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3640823B2 (ja
Inventor
Shigeyuki Takagi
重行 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nabtesco Corp
Original Assignee
Teijin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Seiki Co Ltd filed Critical Teijin Seiki Co Ltd
Priority to JP37255398A priority Critical patent/JP3640823B2/ja
Publication of JP2000194420A publication Critical patent/JP2000194420A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3640823B2 publication Critical patent/JP3640823B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Servomotors (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高制御性の直接駆動型電油圧サーボバルブ、
並びに、制御性の優れた高信頼性、低コストのサーボ制
御システムを提供する。 【解決手段】 直接駆動型の電油圧サーボバルブ15と、
このバルブ15への入力指令信号とバルブ変位に対応する
フィードバック信号Vfcとの差を求める減算器44と、こ
の減算器44とバルブ15の間に設けられた積分器12及び一
次遅れ補償器13と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直接駆動型電油圧
サーボバルブを用いるサーボ制御システム、特に定常偏
差の低減を図ったサーボ制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、直接駆動型電油圧サーボバルブを
用いるサーボ制御システムは、例えば航空機のフライト
コントロールシステムに採用されている。このシステム
においては、舵面制御アクチュエータを電油圧サーボバ
ルブ(電気・油圧サーボバルブ)で制御するとともに、
そのサーボバルブのバルブ変位を作動変圧器等の位置検
出器により電気的に取り出してフィードバック制御を行
なっている。
【0003】この種のサーボ制御システムにおいては、
優れた応答性能に加えて高度な信頼性および制御安定性
が要求される。
【0004】そこで、例えばバルブスプールの移動速度
を速度検出器により検出しこれをフィードバックして、
定常偏差を抑制するとともに、応答性改善を図ってい
る。
【0005】また、直接駆動型電油圧サーボバルブの電
磁駆動部における渦電流損を増大させ、電油圧サーボバ
ルブの二次遅れ特性の減衰係数を増加させることによ
り、直接駆動型電油圧サーボバルブのループ・ゲインを
増大させ、これによって、直接駆動型電油圧サーボバル
ブの制御性(直線性、分解能等)並びに、システムの制
御性(分解能)の改善が図られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のサーボ制御システムにあっては、バルブスプールの
速度を検出する場合には、そのための速度センサが必要
になり、コスト高を招くという問題があった。また、渦
電流損を増大させる場合には、十分な補償効果を得るこ
とができなかった。
【0007】そこで本発明は、高い制御性の直接駆動型
電油圧サーボバルブ、並びに、制御性(分解能)の優れ
た高信頼性、低コストのサーボ制御システムを提供する
ものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、直接駆動型の電油圧サーボバルブと、該
電油圧サーボバルブへの入力指令信号と該電油圧サーボ
バルブのバルブ変位に対応するフィードバック信号との
差を求める減算器と、該減算器と前記電油圧サーボバル
ブの間に設けられた低域の一次遅れ要素と、を備えたも
のである。
【0009】この発明では、減算器と電油圧サーボバル
ブの間に低域の一次遅れ要素を介在させ、直接駆動型電
油圧サーボバルブのループ・ゲインを増大させることに
より、直接駆動型電油圧サーボバルブの制御性(直線
性、分解能)並びにシステムの制御性(分解能)が改善
される。
【0010】また、直接駆動型サーボバルブの基本伝達
特性は、簡略化すると、略二次遅れで近似することがで
きるが、上記一次遅れ要素の代わりに、積分器を設けた
り、減算器出力を積分する積分器およびこれと前記電油
圧サーボバルブの間に直列に挿入される一次遅れ要素を
設けたりすることによって、安定性を増強することがで
き、それによっても、直接駆動型電油圧サーボバルブの
ループ・ゲインを増大させ、直接駆動型電油圧サーボバ
ルブの制御性(直線性、分解能等)を改善することがで
きる。
【0011】さらに、前記減算器と前記電油圧サーボバ
ルブの間の前向き回路に設けられた積分器若しくは一次
遅れ要素と、該積分器又は一次遅れ要素を含む前向き回
路に低域の一次遅れ特性を生じさせるよう前記電油圧サ
ーボバルブのバルブ変位に対応する信号を所定の応答性
を持ってフィードバックするフィードバック回路と、を
併用することができ、例えば、積分器を組み込むととも
に、フィードバック回路中のフィルタの特性を最適化す
ることができる。
【0012】すなわち、前記低域の一次遅れ要素は、前
記減算器の出力を積分する積分器と、該積分器を含む前
向き回路に低域の一次遅れ特性を生じさせるよう前記電
油圧サーボバルブのバルブ変位に対応する信号を通す際
の応答性を所定値に設定したフィルタと、で構成された
もの、あるいは、前記減算器と前記電油圧サーボバルブ
の間に設けられた一次遅れ要素と、前記減算器および該
一次遅れ要素を含む前向き回路に低域の一次遅れ特性を
生じさせるよう前記電油圧サーボバルブのバルブ変位に
対応する信号を通す際の応答性を所定値に設定したフィ
ルタと、で構成されたものであってもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面に基づいて説明する。
【0014】図1および図2は一実施形態に係るサーボ
制御システムを示す図である。
【0015】同図において、11は指令信号Vcと後述
するピストンの変位を示すフィードバック信号Vfbとの
差を算出する減算器であり、減算器11から出力される
偏差信号は減算器44にてバルブ変位信号との偏差が算
出された後、積分器12、一次遅れ補償器13を介して
電流アンプ14に与えられる。
【0016】電流アンプ14は、一次遅れ補償器13か
らの指令信号に基づき、サーボバルブ15(直接駆動型
電油圧サーボバルブ)の電磁駆動コイルに供給する駆動
電流を調整する。このサーボバルブ15は、図2に示す
ように、電磁駆動部16とこれによって直接駆動される
バルブスプール17とを有する直接駆動型のサーボバル
ブであり、バルブスプール17によって油圧アクチュエ
ータ(例えば航空機の舵面制御用油圧シリンダ)18の
一対の油室18a,18bに連通する2つの制御圧室1
5a,15bが形成されている。これら制御圧室15
a,15bには、バルブスプール17の変位に応じて図
外の油圧源からの圧油Pが導入され、又は図外のリザー
バが連通し、これによって油室18a,18bへの作動
油の給排が制御されるようになっている。そして、油圧
アクチュエータ18はこの作動油の給排制御、すなわち
サーボバルブ15の油室18a,18bへの流量制御に
よって油室18a,18bの間に差圧を生じさせ、ピス
トン19(出力部材)を軸方向に変位させることができ
る。
【0017】ピストン19の変位は、作動変圧器等の位
置検出器21によって電気信号として検出され、その検
出信号が復調器22により直流電圧に変換された後、フ
ィルタ23によって交流成分を除去され、減算器11に
フィードバックされる。
【0018】一方、バルブスプール17の変位は、作動
変圧器等の位置検出器41によって電気信号として検出
され、その検出信号が復調器42により直流電圧に変換
された後、フィルタ43によって交流成分を除去され、
減算器44にフィードバックされる。
【0019】本実施形態においては、減算器11の出力
(サーボアンプ内の指令信号)とバルブスプール17の
位置フィードバック信号Vfcとの差を求める減算器4
4の後段に、積分器12(積分要素)を設けているの
で、減算器44からの偏差信号がゼロでないときは、図
3に示すように、積分器12により入力の時間積分に比
例する信号が出力される。したがって、定常偏差を無限
小に減少させることができる。
【0020】また、直接駆動型サーボバルブ15の基本
伝達特性は、略二次遅れで近似することができ、図4の
ボード線図にように表わすことができる。したがって、
補償なしでループを組んだ場合には、所要のゲインマー
ジンおよびフェーズマージンを確保するために、図5に
示すようにループゲインを極端に低下させざるを得な
い。
【0021】そこで、積分器12と一次遅れ補償器13
を組み込み、更に必要に応じてフィードバック回路中の
フィルタ23の特性を最適化すれば、図6に示すよう
に、図5に示した無補償の場合に比べ、ループゲインを
十分に確保することができ、安定性を補償することがで
きる。
【0022】すなわち、本実施形態では、電油圧サーボ
バルブ15の入力指令信号と位置フィードバック信号V
fcの差を算出する減算器44の後段に定常偏差をなくす
積分器12を設け、更に、これと直列に接続する一次遅
れ補償器13を組み込んでいるので、直接駆動型電油圧
サーボバルブにおけるループゲインの増大と、その直線
性、分解能といった制御性の改善を図ることができ、し
かも、サーボアクチュエータシステム全体の分解能を改
善することができる。
【0023】なお、上述のように積分器12と一次遅れ
13による補償を行う場合、安定性については電油圧サ
ーボバルブ15の位置検出情報のフィードバックポイン
ト、すなわち、減算器44への帰還入力部を切ったポイ
ントにて評価する。また、安定性の観点からは、遅れ要
素を前向きに入れてもフィードバック系に入れても同じ
であり、さらに、一般的な直接駆動型電油圧サーボバル
ブの固有振動数は略100〜200(Hz)程度、その
補償に必要なフィルターは略50〜140(Hz)程度
となることから、一般的に必要なフィルタ定数と補償定
数はほぼ同等であるということができる。したがって、
前向き回路に挿入する遅れ要素の機能の一部又は全部を
フィードバック用フィルタによって代用してもよい。
【0024】前記一次遅れの挿入ポイントとしては、減
算器11とする場合、その後段(減算器44の前)に設
けた図示しないプリアンプとする場合、減算器44とす
る場合、減算器44から電流アンプ14までを含む閉ル
ープ(以下、ループAという)の全体とする場合、電流
アンプ14とする場合が考えられる。ループAを挿入ポ
イントとする場合には、そのループゲインと一次遅れ特
性によってこのループを一次遅れとする。また、電流ア
ンプ14とする場合には、その電流アンプ14に遅れを
持たせ、ループAのループゲインを適宜設定する。
【0025】図7は他の実施形態に係る直接駆動型サー
ボバルブを示す図である。
【0026】なお、この実施形態は、上述の実施形態に
おける積分器及び一次遅れを、これらと同様な機能を有
する積分器又は一次遅れ要素に置き換えたものであり、
他の構成は上述とほぼ同様であるので、上述の実施形態
との相違点についてのみ詳述する。
【0027】図7において、減算器44から出力される
偏差信号は、上述の積分器12及び一遅れ補償器13と
同程度の低域の一次遅れとして機能する積分器又は一次
遅れ回路32に入力される。そして、この積分器又は一
次遅れ回路32の出力が、電流アンプ14に与えられ
る。
【0028】本実施形態においては、減算器11からの
信号とバルブスプール17の位置フィードバック信号V
fcとの差を求める減算器44の後段に、積分器又は一
次遅れ回路32を設けているので、積分器12及び一遅
れ補償器13を設ける場合に比べると、定常偏差の抑制
効果は若干低下するが、従来と比べると、十分な定常偏
差抑制効果があるといえる。
【0029】なお、積分器と一次遅れ回路を代用できる
のは、図8に積分器の伝達特性を、図9に一次遅れの伝
達特性を示すように、一次遅れのカットオフ周波数を超
低域に設定すれば、高周波数域の周波数特性は一次遅れ
と積分器とでほぼ同等となるという理由による。一次遅
れ要素の方が若干定常偏差の抑制という点で不利である
が、積分に近い効果が得られる。
【0030】また、電流アンプ14の応答性を低下さ
せ、これに、上述した低域の一次遅れ要素の機能の一部
又は全部を持たせることも考えられる。
【0031】なお、本実施形態における補償は、アナロ
グ制御のみならずデジタル制御にも適用することができ
ることはいうまでもない。
【0032】
【発明の効果】第1の発明によれば、サーボアンプ内の
減算器と電油圧サーボバルブの間に低域の一次遅れ要素
を介在させているので、直接駆動型電油圧サーボバルブ
のループ・ゲインを増大させることができ、その制御性
改善を図ることができる。
【0033】また、上記一次遅れ要素に代わる積分器を
設けたり、前記減算器の出力を積分する積分器およびこ
れと直列接続する一次遅れ要素を設けたりすることによ
り、安定性を増強することができるとともに、速度セン
サ等を使用することなく定常偏差を抑えることができ、
サーボ制御システムのヒステリシスや分解能の改善を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るサーボ制御システム
の概略構成を示すブロック線図である。
【図2】一実施形態における直接駆動型電油圧サーボバ
ルブの概略構成図である。
【図3】一実施形態における積分器出力の時間的変化を
示すグラフである。
【図4】一般的な直接駆動型電油圧サーボバルブのオー
プンループ伝達特性を示すボード線図である。
【図5】図4の特性を有する電油圧サーボバルブを用い
て補償をかけずにループを組んだ比較例の伝達特性を示
すボード線図である。
【図6】図4の特性を有する電油圧サーボバルブを用
い、積分器を挿入し補償をかけてループを組んだ比較例
の伝達特性を示すボード線図である。
【図7】本発明の他の実施形態に係る直接駆動型電油圧
サーボバルブの概略構成を示すブロック線図である。
【図8】他の実施形態における減算器後段の積分器の伝
達特性を示すボード線図である。
【図9】他の実施形態における減算器後段の一次遅れの
伝達特性を示すボード線図である。
【符号の説明】
11 減算器 12 積分器 13 一次遅れ補償器 14 電流アンプ 15 直接駆動型サーボバルブ 15a,15b 制御圧室 16 電磁駆動部 17 バルブスプール 18 油圧アクチュエータ(液圧アクチュエータ) 18a,18b 油室 19 ピストン(出力部材) 21 位置検出器 22 復調器 23 フィルタ Vc 指令信号入力 Vfc フィードバック信号
フロントページの続き Fターム(参考) 3H001 AA01 AA03 AB04 AB06 AC03 AD04 AE23 5H004 GA04 GA08 GA34 GB13 GB20 HA07 HB02 HB07 JA03 JA07 JB01 JB09 JB15 JB29 KA01 KB02 KB06 KB22 LA02 LA13 MA12 5H303 AA30 BB01 BB06 BB11 CC01 CC10 DD07 EE03 EE08 FF04 GG07 HH01 JJ10 KK02 KK03 KK07 LL01 LL02 MM05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直接駆動型の電油圧サーボバルブにて作動
    する電油圧サーボアクチュエータシステムにおいて、 該電油圧サーボバルブへの入力指令信号と該電油圧サー
    ボバルブのバルブ変位に対応するフィードバック信号と
    の差を求める減算器と、 該減算器と前記電油圧サーボバルブの間に設けられた低
    域の一次遅れ要素と、を備えたことを特徴とするサーボ
    制御システム。
  2. 【請求項2】前記低域の一次遅れ要素が、前記減算器と
    前記電油圧サーボバルブの間の前向き回路に設けられた
    積分器若しくは一次遅れ、又は、前記減算器の出力を積
    分する積分器および該積分器と前記電油圧サーボバルブ
    の間に設けられた一次遅れ要素で構成された請求項1に
    記載のサーボ制御システム。
  3. 【請求項3】前記低域の一次遅れ要素が、前記減算器と
    前記電油圧サーボバルブの間の前向き回路に設けられた
    積分器若しくは一次遅れ要素と、該積分器又は一次遅れ
    要素を含む前向き回路に低域の一次遅れ特性を生じさせ
    るよう前記電油圧サーボバルブのバルブ変位に対応する
    信号を所定の応答性を持ってフィードバックするフィー
    ドバック回路と、で構成された請求項1に記載のサーボ
    制御システム。
JP37255398A 1998-12-28 1998-12-28 サーボ制御システム Expired - Fee Related JP3640823B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP37255398A JP3640823B2 (ja) 1998-12-28 1998-12-28 サーボ制御システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP37255398A JP3640823B2 (ja) 1998-12-28 1998-12-28 サーボ制御システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000194420A true JP2000194420A (ja) 2000-07-14
JP3640823B2 JP3640823B2 (ja) 2005-04-20

Family

ID=18500640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP37255398A Expired - Fee Related JP3640823B2 (ja) 1998-12-28 1998-12-28 サーボ制御システム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3640823B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007213443A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Toshiba Mach Co Ltd 移動装置
JP2012151925A (ja) * 2011-01-17 2012-08-09 Panasonic Corp モータ駆動装置の位置制御方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103047230B (zh) * 2013-01-15 2015-04-22 太原科技大学 一种提高电液伺服系统动态负载刚度的控制方法
CN106289693B (zh) * 2016-08-17 2018-08-14 西安交通大学 一种液压振动系统的低频拓展控制方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007213443A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Toshiba Mach Co Ltd 移動装置
JP4568686B2 (ja) * 2006-02-10 2010-10-27 東芝機械株式会社 移動装置
JP2012151925A (ja) * 2011-01-17 2012-08-09 Panasonic Corp モータ駆動装置の位置制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3640823B2 (ja) 2005-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4764711A (en) Back emf loop closure
US20100127132A1 (en) Actuator force equalization controller
US20070085506A1 (en) Servo control system
US20050001474A1 (en) Brake gain-based torque controller
JPH031524B2 (ja)
JPH0437445B2 (ja)
US5454291A (en) Electrohydraulic regulating device having pulse width modulating valves with an adjusting signal
JP3640823B2 (ja) サーボ制御システム
CN111133503B (zh) 声换能器和磁化电流控制器
US4817498A (en) Dynamic characteristic compensating device for electrical hydraulic servo actuator
US7104053B2 (en) Control method
US5119005A (en) Controller for non-linear position servo
JP2839351B2 (ja) ポペット弁の制御回路
US5526838A (en) Method and valve assembly for controlling a pilot signal
JP3490561B2 (ja) サーボ制御システム
JPH11201069A (ja) スクリュ圧縮機の吐出圧力制御方法
US4967124A (en) Servo control apparatus
EP0722135B1 (en) Method and valve assembly for controlling a pilot signal
JP2576627B2 (ja) 流体アクチュエータの制御装置
JP3725259B2 (ja) 油圧加振機の制御装置
JPH0243070B2 (ja)
JP2000276205A (ja) 液圧アクチュエータのフィードバック制御装置
JPH073241B2 (ja) 電気油圧サ−ボアクチユエ−タの動特性補償装置
KR102051456B1 (ko) 서보 밸브 제어 장치 및 방법
JPH05223102A (ja) 安定性補償回路

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040826

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040907

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20041015

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041027

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050118

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050119

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080128

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090128

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100128

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100128

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110128

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120128

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees