JP2003167604A - Parameter identification device in controller of hydraulic equipment - Google Patents

Parameter identification device in controller of hydraulic equipment

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JP2003167604A
JP2003167604A JP2001370340A JP2001370340A JP2003167604A JP 2003167604 A JP2003167604 A JP 2003167604A JP 2001370340 A JP2001370340 A JP 2001370340A JP 2001370340 A JP2001370340 A JP 2001370340A JP 2003167604 A JP2003167604 A JP 2003167604A
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JP
Japan
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control
signal
parameter
actual
controlled object
Prior art date
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Application number
JP2001370340A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Hatake
一尋 畠
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately estimate disturbance by accurately identifying the control parameter of a control system. <P>SOLUTION: A position control signal u is inputted to a real controlled object 10, and hydraulic equipment (a valve 12) is operated, and positioned at a position y. In a control model 31, the real controlled object 10 is described with a control parameter such as a coefficient of friction c, and an output when a position control signal u is inputted to the real controlled object 10 is calculated, and a position ym is outputted. Then, a disturbance observer 30 generates a signal w for offsetting disturbance to be added to the real controlled object 10 based on an error e between the position y at which the real controlled object 10 actually operates and the position ym outputted from the control model 31, and corrects the position control signal u by the signal w. A parameter identifier 50 identifies the control parameter of a control model Pm by regarding the real controlled object 10 and the disturbance observer 30 as an apparent controlled object 40. Thus, it is possible to accurately identify the control parameter such as the coefficient of friction c. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、操作弁などの油圧
機器を制御する制御装置に関し、制御モデルのパラメー
タ、制御ゲイン等の制御パラメータを推定する装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for controlling hydraulic equipment such as an operation valve, and more particularly to a device for estimating control parameters such as control model parameters and control gains.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】図4
は従来技術および本発明で共通の制御対象を説明する油
圧回路図であり、操作レバー1の操作に応じて作動する
油圧シリンダ7を示している。
2. Prior Art and Problems to be Solved by the Invention FIG.
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram for explaining a control target common to the conventional technology and the present invention, showing a hydraulic cylinder 7 that operates in response to an operation of the operation lever 1.

【0003】同図4に示すように操作レバー1が操作さ
れると、その操作量Sを示す位置指令信号Sが出力さ
れ、制御装置3に入力される。制御装置3は、操作弁た
るバルブ12を作動させるための指令電流iを生成し
て、バルブ12のアクチュータ14に加える。バルブ1
2は電磁比例制御弁でありアクチュエータ14は電磁ソ
レノイドである。
When the operating lever 1 is operated as shown in FIG. 4, a position command signal S indicating the operation amount S is output and input to the control device 3. The control device 3 generates a command current i for operating the valve 12, which is the operation valve, and applies it to the actuator 14 of the valve 12. Valve 1
2 is an electromagnetic proportional control valve, and the actuator 14 is an electromagnetic solenoid.

【0004】バルブ12のアクチュエータ4に指令電流
iが加えられると、その指令電流iに応じてバルブ12
のスプールが移動して弁位置が変化する。
When a command current i is applied to the actuator 4 of the valve 12, the valve 12 responds to the command current i.
The spool moves and the valve position changes.

【0005】バルブ12は弁位置12a、12b、12
cを有しており弁位置12cは中立位置である。バルブ
12が弁位置12cに位置されると油圧ポンプ5から油
圧シリンダ7への圧油の供給が遮断される。
The valve 12 has valve positions 12a, 12b, 12
and the valve position 12c is in the neutral position. When the valve 12 is located at the valve position 12c, the supply of pressure oil from the hydraulic pump 5 to the hydraulic cylinder 7 is cut off.

【0006】バルブ12が弁位置12aに位置すると、
油圧ポンプ5から吐出された圧油はバルブ12を介して
油圧シリンダ7のA室に供給され、油圧シリンダ7のB
室の圧油はバルブ12を介してタンク6に排出される。
バルブ12が弁位置12bに位置すると、油圧ポンプ5
から吐出された圧油はバルブ12を介して油圧シリンダ
7のB室に供給され、油圧シリンダ7のA室の圧油はバ
ルブ12を介してタンク6に排出される。
When the valve 12 is located at the valve position 12a,
The pressure oil discharged from the hydraulic pump 5 is supplied to the A chamber of the hydraulic cylinder 7 via the valve 12 and is supplied to the B chamber of the hydraulic cylinder 7.
The pressure oil in the chamber is discharged to the tank 6 via the valve 12.
When the valve 12 is in the valve position 12b, the hydraulic pump 5
The pressure oil discharged from is supplied to the B chamber of the hydraulic cylinder 7 via the valve 12, and the pressure oil of the A chamber of the hydraulic cylinder 7 is discharged to the tank 6 via the valve 12.

【0007】図5はバルブ12の具体的構成を示してい
る。
FIG. 5 shows a specific structure of the valve 12.

【0008】バルブ12は、センサ回路13と、アクチ
ュエータ14と、バルブ本体15とから構成されてい
る。
The valve 12 comprises a sensor circuit 13, an actuator 14, and a valve body 15.

【0009】バルブ本体15のブロック内にはスプール
19が摺動自在に収容されている。スプール19はバネ
17、18によって支持されている。
A spool 19 is slidably accommodated in the block of the valve body 15. The spool 19 is supported by springs 17 and 18.

【0010】アクチュエータ14はコイル8と磁石9と
プランジャ8aとからなるボイスコイルモータであり、
プランジャ8aはスプール19と一体に形成されてい
る。
The actuator 14 is a voice coil motor consisting of a coil 8, a magnet 9 and a plunger 8a,
The plunger 8a is formed integrally with the spool 19.

【0011】センサ回路13は、スプール19のストロ
ーク量つまり移動位置を検出するストロークセンサ16
と、このストロークセンサ16から出力される電気信号
を増幅してスプール位置yとして出力するアンプ16a
とから構成されている。電流アンプ11には、操作レバ
ー1の位置指令信号Sに応じた位置制御信号uが入力さ
れ、この位置制御信号uを増幅して指令電流iとして出
力する。電流アンプ11から出力された指令電流iはア
クチュエータ14に入力されコイル8が通電される。こ
れによりプランジャ8aが付勢され、プランジャ8aと
一体のスプール19が指令電流iに応じた位置に移動す
る。
The sensor circuit 13 includes a stroke sensor 16 for detecting a stroke amount of the spool 19, that is, a movement position.
And an amplifier 16a that amplifies the electric signal output from the stroke sensor 16 and outputs it as the spool position y.
It consists of and. A position control signal u corresponding to the position command signal S of the operating lever 1 is input to the current amplifier 11, and the position control signal u is amplified and output as a command current i. The command current i output from the current amplifier 11 is input to the actuator 14 and the coil 8 is energized. As a result, the plunger 8a is biased, and the spool 19 integrated with the plunger 8a moves to a position corresponding to the command current i.

【0012】図5に示す状態は、スプール19が図4の
中立位置12cに位置している状態を示している。スプ
ール19が図中左側に移動すると、油圧ポンプ5の吐出
口と油圧シリンダ7のA室とが連通するとともに、油圧
シリンダ7のB室とタンク6とが連通する。このため油
圧ポンプ5から吐出された圧油がスプール19の切欠き
を介して油圧シリンダ7のA室に供給されるとともに、
油圧シリンダ7のB室の圧油がスプール19の切欠きを
介してタンク6に排出される。
The state shown in FIG. 5 shows the state in which the spool 19 is located at the neutral position 12c in FIG. When the spool 19 moves to the left side in the drawing, the discharge port of the hydraulic pump 5 communicates with the A chamber of the hydraulic cylinder 7, and the B chamber of the hydraulic cylinder 7 communicates with the tank 6. Therefore, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 5 is supplied to the A chamber of the hydraulic cylinder 7 via the notch of the spool 19, and
The pressure oil in the B chamber of the hydraulic cylinder 7 is discharged to the tank 6 through the notch of the spool 19.

【0013】またスプール19が図中右側に移動する
と、油圧ポンプ5の吐出口と油圧シリンダ7のB室とが
連通するとともに、油圧シリンダ7のA室とタンク6と
が連通する。このため油圧ポンプ5から吐出された圧油
がスプール19の切欠きを介して油圧シリンダ7のB室
に供給されるとともに、油圧シリンダ7のA室の圧油が
スプール19の切欠きを介してタンク6に排出される。
When the spool 19 moves to the right side in the figure, the discharge port of the hydraulic pump 5 and the chamber B of the hydraulic cylinder 7 communicate with each other, and the chamber A of the hydraulic cylinder 7 communicates with the tank 6. Therefore, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 5 is supplied to the B chamber of the hydraulic cylinder 7 through the notch of the spool 19, and the pressure oil of the A chamber of the hydraulic cylinder 7 is passed through the notch of the spool 19. It is discharged to the tank 6.

【0014】図7は、図4に示す制御装置3の具体的構
成例を示している。
FIG. 7 shows a concrete example of the configuration of the control device 3 shown in FIG.

【0015】図7に示す制御装置は、位置制御部20
と、電流アンプ11、バルブ12、センサ回路13とか
らなる実制御対象10とからなる。
The control device shown in FIG. 7 has a position controller 20.
And an actual controlled object 10 including a current amplifier 11, a valve 12, and a sensor circuit 13.

【0016】位置制御部20は、操作レバー1から出力
されるスプール位置指令Sを目標値とするとともに、バ
ルブ12のスプール19が実際に移動したスプール位置
yをフィードバック量として、これらの偏差を零にする
位置制御信号vを出力する。位置制御部20では、スプ
ール19の位置を比例(P)、積分(I)、微分(D)
制御する制御ゲインが設定されており、これら制御ゲイ
ンに応じた位置制御信号vが生成される。
The position control unit 20 sets the spool position command S output from the operation lever 1 as a target value, and sets the spool position y at which the spool 19 of the valve 12 has actually moved as a feedback amount, and makes these deviations zero. A position control signal v is output. In the position control unit 20, the position of the spool 19 is proportional (P), integral (I), differential (D).
Control gains to be controlled are set, and a position control signal v corresponding to these control gains is generated.

【0017】電流アンプ11には、後述するように位置
制御信号vに応じた位置制御信号uが入力され、この位
置制御信号uを増幅して指令電流iとしてバルブ12の
アクチュエータ14に加える。
A position control signal u corresponding to the position control signal v is input to the current amplifier 11, as will be described later, and this position control signal u is amplified and applied to the actuator 14 of the valve 12 as a command current i.

【0018】これによりバルブ12のスプール19が作
動して、操作レバー1の操作量Sに応じた位置に、位置
決めされる。バルブ12のスプール19が実際に移動し
たスプール位置yはセンサ回路13で検出され、上述し
たように位置制御部20にフィードバックされる。
As a result, the spool 19 of the valve 12 operates and is positioned at a position corresponding to the operation amount S of the operation lever 1. The spool position y at which the spool 19 of the valve 12 has actually moved is detected by the sensor circuit 13 and is fed back to the position controller 20 as described above.

【0019】図7に示す実制御対象10の電気系を1次
遅れ系、機械系をバネ−マスの2次系とみなすと、バル
ブ12の運動は、下記(1)式で示される方程式で表す
ことができる。
Assuming that the electric system of the actual controlled object 10 shown in FIG. 7 is a primary delay system and the mechanical system is a secondary system of spring-mass, the movement of the valve 12 is expressed by the equation (1) below. Can be represented.

【0020】 …(1) ただし上記(1)式におけるuは電流アンプ11への指
令電圧を示す位置制御信号であり、yはセンサ回路13
の出力つまりバルブ12が実際に移動したスプール位置
であり、Pmは実制御対象10の制御モデルである。す
なわち実制御対象10の制御モデルPmは、入力uと出
力yの比である伝達関数を示している。
[0020] (1) where u is a position control signal indicating the command voltage to the current amplifier 11, and y is the sensor circuit 13
Output, that is, the spool position where the valve 12 has actually moved, and Pm is a control model of the actual controlled object 10. That is, the control model Pm of the actual controlled object 10 shows the transfer function which is the ratio of the input u and the output y.

【0021】またKは電流アンプ11へ単位入力信号が
入力された場合にアクチュエータ14で発生する推力係
数であり、Tは電流アンプ11とアクチュエータ14と
で構成される系の時定数であり、mは可動部分の質量で
あり、kはバネ定数であり、cは摩擦係数である。
K is a thrust coefficient generated in the actuator 14 when a unit input signal is input to the current amplifier 11, T is a time constant of the system composed of the current amplifier 11 and the actuator 14, and m Is the mass of the moving part, k is the spring constant, and c is the coefficient of friction.

【0022】一般にバルブ12のような油圧機器を制御
対象とする制御装置では、制御対象が上記(1)式で示
される方程式でモデル化される。方程式中のパラメータ
は設計値や同定実験によって決定される。ここで摩擦係
数cは、油の粘性に大きく依存する。そして油の粘性は
油の温度に大きく依存する。油温は運転開始の始動時
(冷間時)から連続運転時(暖気時)までの間に数10
゜C上昇し、油の粘度は数分の1に減少する。したがっ
てスプール19の粘性係数である摩擦係数cも、同様に
数分の1まで大きく変化する。
Generally, in a control device in which a hydraulic device such as the valve 12 is a control target, the control target is modeled by the equation (1). The parameters in the equation are determined by design values and identification experiments. Here, the friction coefficient c largely depends on the viscosity of the oil. And the viscosity of oil greatly depends on the temperature of oil. The oil temperature is several tens from the start of operation (cold) to the continuous operation (warm).
The oil viscosity rises by a few degrees, and the oil viscosity decreases by a factor of several. Therefore, the coefficient of friction c, which is the coefficient of viscosity of the spool 19, also greatly changes to a fraction.

【0023】バルブ12の制御を行う場合、ある状態で
適切に制御パラメータが調整された制御系でも、制御系
の制御パラメータで表される実制御対象の特性が変化
し、制御パラメータで表される特性と実際の制御対象の
特性との間でずれが生じると、制御性能が悪化する。こ
こで制御パラメータとしては、後述する外乱オブザーバ
を使用する場合には制御モデルPmのパラメータであ
り、フードバック制御系やフィードフォワード制御系の
場合には、P(比例)、I(積分)、D(微分)の制御
ゲイン、フィードフォワードのパラメータなどである。
When the valve 12 is controlled, even in a control system in which the control parameters are appropriately adjusted in a certain state, the characteristics of the actual controlled object represented by the control parameters of the control system change and are represented by the control parameters. When a difference occurs between the characteristic and the characteristic of the actual controlled object, the control performance deteriorates. Here, the control parameter is a parameter of the control model Pm when a disturbance observer described later is used, and P (proportional), I (integral), D in the case of a hoodback control system or a feedforward control system. These are (differential) control gains and feedforward parameters.

【0024】図6は、油温が高温のときの摩擦係数に合
わせて制御系の制御パラメータを最適に調整した場合の
応答、油温が低温のときの摩擦係数に合わせて制御系の
制御パラメータを最適に調整した場合の応答を、油温が
実際の高温になった場合と低温になった場合とで比較し
て示している。
FIG. 6 shows the response when the control parameters of the control system are optimally adjusted according to the friction coefficient when the oil temperature is high, and the control parameters of the control system according to the friction coefficient when the oil temperature is low. The response when the oil pressure is optimally adjusted is shown in comparison between the case where the oil temperature actually becomes high and the case where the oil temperature becomes low.

【0025】図6(a)は油温が実際に高温になった場
合の応答を示し、図6(b)は油温が実際に低温になっ
た場合の応答を示している。図6(a)、(b)におい
て一点鎖線は入力指令を示し、破線は高温時に最適化し
た場合の応答を示し、実線は低温時に最適化した場合の
応答を示している。
FIG. 6 (a) shows the response when the oil temperature actually becomes high, and FIG. 6 (b) shows the response when the oil temperature actually becomes low. In FIGS. 6A and 6B, the alternate long and short dash line indicates the input command, the broken line indicates the response when optimized at high temperature, and the solid line indicates the response when optimized at low temperature.

【0026】同図6(a)に示すように、油温が高いと
きの摩擦係数cに合わせて最適に調整した場合には、油
温が実際に高温になると破線に示すように応答は良好と
なる。しかし油温が低いときの摩擦係数cに合わせて最
適に調整した場合には、油温が実際に高温になると、実
際の摩擦係数cが下がるため応答は振動的になり制御性
が悪化する。
As shown in FIG. 6A, when the oil temperature is actually adjusted to a high temperature when the friction coefficient c is optimally adjusted when the oil temperature is high, the response is good as shown by the broken line. Becomes However, when optimally adjusted according to the friction coefficient c when the oil temperature is low, when the oil temperature actually increases, the actual friction coefficient c decreases and the response becomes oscillating and the controllability deteriorates.

【0027】同図6(b)に示すように、油温が低いと
きの摩擦係数cに合わせて最適に調整した場合には、油
温が実際に低温になると破線に示すように応答は良好と
なる。しかし油温が高いときの摩擦係数cに合わせて最
適に調整した場合には、油温が実際に低温になると、実
際の摩擦係数cが大きくなるため応答が遅くなり制御性
が悪化する。
As shown in FIG. 6B, when the oil temperature is actually adjusted to a low temperature when the friction coefficient c is optimally adjusted when the oil temperature is low, the response is good as shown by the broken line. Becomes However, when optimally adjusted according to the friction coefficient c when the oil temperature is high, when the oil temperature actually becomes low, the actual friction coefficient c increases and the response becomes slow and controllability deteriorates.

【0028】したがって油温にかかわらずに常に最適な
応答性を実現するためには、摩擦係数cを常時モニタ
し、そのときどきの摩擦係数cに応じて制御系の制御パ
ラメータを最適に変化させてやる必要がある。
Therefore, in order to always realize the optimum responsiveness regardless of the oil temperature, the friction coefficient c is constantly monitored, and the control parameter of the control system is optimally changed according to the friction coefficient c at that time. I need to do it.

【0029】一方、従来より「オブザーバ」を制御装置
に取り入れる制御手法が広く知られている。オブザーバ
とは、制御動作中のプラントの入力と出力データとプラ
ントの状態変数モデルから状態変数の推定を行う機構の
ことであり、最初に推定のずれがあったとしても、ある
条件のもとで時間の経過とともに真の状態値に限りなく
近づくダイナミクスシステムのことである。通常の状態
フィードバック制御ではプラントの状態変数をすべて利
用することが前提となるが、状態変数とした物理量の中
には測定が困難なものがあったり多くの状態変数検出器
が必要であったりするため、このような場合に有効な機
構である。
On the other hand, conventionally, a control method for incorporating an "observer" into a control device is widely known. The observer is a mechanism that estimates the state variables from the input and output data of the plant during control operation and the state variable model of the plant.Under certain conditions, even if there is a deviation in the estimation at first. It is a dynamics system that approaches a true state value as time goes by. In normal state feedback control, it is assumed that all state variables of the plant are used, but some of the physical quantities used as state variables are difficult to measure, and many state variable detectors are required. Therefore, this is an effective mechanism in such a case.

【0030】外乱オブザーバは制御動作中のプラントに
外乱が加わった場合の状態変数を推定する機構のことで
ある。
The disturbance observer is a mechanism for estimating a state variable when disturbance is applied to the plant under control operation.

【0031】すなわちバルブ12は油の流量の調整や方
向を切り換えるために用いられるが、バルブ12に油が
流れると、その流れによってフローフォースと呼ばれる
流体力が発生し、バルブ12内のスプール19に外乱力
として働く。
That is, the valve 12 is used for adjusting the flow rate of oil and switching the direction. When the oil flows through the valve 12, a fluid force called flow force is generated by the flow, and the spool 19 in the valve 12 is caused. Works as a disturbance force.

【0032】一般にはフローフォースはスプール19を
押し戻す方向に作用し、アクチュエータ14に同じ電流
を流していても、バルブ12の流量が変化するとフロー
フォースも変化してスプール19の位置も、流量に応じ
て変化してしまう。
In general, the flow force acts in the direction of pushing back the spool 19, and even if the same current is applied to the actuator 14, the flow force also changes when the flow rate of the valve 12 changes, and the position of the spool 19 also depends on the flow rate. Will change.

【0033】図8に示す制御装置では、外乱オブザーバ
30を組み入れ、制御対象10への入力uと出力yの情
報から、フローフォースによる外乱を推定し、推定した
外乱を打ち消すように制御入力へフィードバックしてい
る。
In the control device shown in FIG. 8, a disturbance observer 30 is incorporated, the disturbance due to the flow force is estimated from the information of the input u and the output y of the controlled object 10, and the feedback is fed back to the control input so as to cancel the estimated disturbance. is doing.

【0034】同図8に示すように、外乱オブザーバ30
は、制御モデル部31と、誤差演算部32と、逆制御モ
デル部33と、ローパスフィルタ34とからなる。
As shown in FIG. 8, the disturbance observer 30
Is composed of a control model unit 31, an error calculation unit 32, an inverse control model unit 33, and a low-pass filter 34.

【0035】制御モデル部31では、上述したように実
制御対象10の制御モデルPmが各種パラメータで記述
され、実制御対象10に位置制御信号uが入力されたと
きのスプール19の動作位置yの予測値ymを演算して
出力する。
In the control model unit 31, the control model Pm of the actual controlled object 10 is described by various parameters as described above, and the operating position y of the spool 19 when the position control signal u is input to the actual controlled object 10 is described. The predicted value ym is calculated and output.

【0036】誤差演算部32では、実制御対象10のバ
ルブ12のスプール19が実際に動作したスプール位置
yと、制御モデルPmで演算されたスプール19の予測
位置ymとの誤差eが演算される。
The error calculator 32 calculates an error e between the spool position y at which the spool 19 of the valve 12 of the actual controlled object 10 actually operates and the predicted position ym of the spool 19 calculated by the control model Pm. .

【0037】逆制御モデル部33では、誤差eが、制御
モデルPmの逆システム1/Pmに入力されフィルタ演算
処理が実行される。これにより外乱の影響によって生じ
た誤差eを、制御入力(位置制御信号u)に換算した信
号が、つまり実制御対象10に加えられる外乱を打ち消
す信号が、求められる。ただし逆制御モデル部33で実
行されるフィルタ演算処理は、高次の微分演算処理を含
んでいるので、高周波数の信号成分が増幅されて系に悪
影響を及ぼす。これを避けるため逆制御モデル部33の
後段にローパスフィルタ34を挿入して、高周波成分を
除去した誤差信号wを生成して、これを減算部41に加
える。
In the inverse control model unit 33, the error e is input to the inverse system 1 / Pm of the control model Pm and the filter calculation process is executed. Thereby, a signal obtained by converting the error e generated by the influence of the disturbance into a control input (position control signal u), that is, a signal that cancels the disturbance applied to the actual controlled object 10 is obtained. However, since the filter calculation process executed by the inverse control model unit 33 includes a high-order differential calculation process, a high-frequency signal component is amplified and adversely affects the system. In order to avoid this, the low-pass filter 34 is inserted in the subsequent stage of the inverse control model unit 33 to generate an error signal w from which high frequency components have been removed, and this is added to the subtraction unit 41.

【0038】減算部41では、位置制御部20から出力
される位置制御信号vから、ローパスフィルタ34から
出力される誤差wを減算する処理が実行される。これに
より位置制御信号vが、実制御対象10に加わる外乱を
打ち消すように補正されて、新たに位置制御信号uとし
て実制御対象10に出力される。
The subtracting unit 41 executes a process of subtracting the error w output from the low pass filter 34 from the position control signal v output from the position control unit 20. As a result, the position control signal v is corrected so as to cancel the disturbance applied to the actual control target 10, and is newly output to the actual control target 10 as the position control signal u.

【0039】以上のように外乱オブザーバ30では、実
制御対象10の制御モデルPmに基づいて実制御対象1
0に加わる外乱を推定して、その外乱をキャンセルする
ようにしている。
As described above, in the disturbance observer 30, the actual controlled object 1 is based on the control model Pm of the actual controlled object 10.
The disturbance applied to 0 is estimated and the disturbance is canceled.

【0040】しかし実制御対象10の制御モデルPmが
正確なものでないと、外乱を正確に推定することができ
ない。
However, the disturbance cannot be accurately estimated unless the control model Pm of the actual controlled object 10 is accurate.

【0041】特に油圧機器を対象とした実制御対象10
の場合には、図6を用いて説明したように摩擦係数cな
どのパラメータが油温によって大きく変わるので、制御
モデルPmのパラメータを油温に応じて適切な値に調整
しないと、外乱オブザーバ30が正確に機能せず、特に
過渡応答に大きく影響する。制御モデルPmが正確でな
いと、外乱を正確に推定することができずスプール19
の応答性が悪化する。
An actual controlled object 10 especially for hydraulic equipment
In this case, since the parameters such as the friction coefficient c greatly change depending on the oil temperature as described with reference to FIG. 6, the disturbance observer 30 must be adjusted unless the parameters of the control model Pm are adjusted to appropriate values according to the oil temperature. Does not work accurately, and particularly affects the transient response. If the control model Pm is not accurate, the disturbance cannot be accurately estimated and the spool 19
Responsiveness deteriorates.

【0042】ここで、実制御対象10の実際の特性と制
御モデルPm中のパラメータで表される特性とのずれを
検出するために別途センサ等を用意することも考えられ
るが、センサ等を新たに付加することにするとシステム
が複雑になり、装置コストが上昇する。
Here, it is conceivable to separately prepare a sensor or the like in order to detect a deviation between the actual characteristic of the actual controlled object 10 and the characteristic represented by the parameter in the control model Pm. However, the system becomes complicated and the device cost increases.

【0043】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、油圧機器を制御対象とする制御装置におい
て、実制御対象の実際の特性と制御モデルのパラメータ
で表される特性とのずれが、油温等の環境の影響によっ
て生じたとしても、正確に外乱を推定できるようにする
ことを第1の解決課題とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a control device in which a hydraulic device is a control target, a deviation between the actual characteristic of the actual control target and the characteristic represented by the parameter of the control model is The first problem to be solved is to make it possible to accurately estimate the disturbance even if it is caused by the influence of the environment such as the oil temperature.

【0044】また図8の制御装置の位置制御部20で設
定されている各種制御ゲインについても、油温等の環境
に応じて最適に調整しないと、図6で説明した不具合が
生じ最適な応答を実現できないことがある。
If the various control gains set in the position control section 20 of the control device of FIG. 8 are not adjusted optimally according to the environment such as the oil temperature, the problem described in FIG. 6 occurs and the optimum response is obtained. May not be realized.

【0045】そこで本発明は、油圧機器を制御対象とす
る制御装置において、位置制御部における制御パラメー
タを、油温等の環境に応じて最適に調整することを第2
の解決課題とするものである。
Therefore, according to the second aspect of the present invention, in the control device for controlling the hydraulic equipment, the control parameter in the position control section is optimally adjusted according to the environment such as the oil temperature.
It is a problem to be solved.

【0046】従来の一般的技術水準を示す文献として、
特許第3131241号公報、特開平7−71574号
公報がある。
As a document showing the conventional general state of the art,
There are Japanese Patent No. 3131241 and Japanese Patent Laid-Open No. 7-71574.

【0047】上記特許第3131341号公報には、サ
ーボ弁を制御対象とする制御系において、サーボ弁に作
用する流体力を外乱とみなして、これを外乱オブザーバ
で推定して、外乱を打ち消すという発明が記載されてい
る。
In the above-mentioned Japanese Patent No. 3131341, in a control system in which a servo valve is controlled, the fluid force acting on the servo valve is regarded as a disturbance, and the disturbance is estimated by a disturbance observer to cancel the disturbance. Is listed.

【0048】また上記特開平7−71574号公報に
は、油温センサを用いることなく、電磁弁のソレノイド
の抵抗値や冷却水温などから油温を推定するという発明
が記載されている。
Further, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-71574 describes an invention in which the oil temperature is estimated from the resistance value of the solenoid of the solenoid valve and the cooling water temperature without using the oil temperature sensor.

【0049】[0049]

【課題を解決するための手段および作用効果】第1発明
は、制御信号を入力して動作する油圧機器を含む実制御
対象と、前記実制御対象が制御パラメータで記述され、
前記実制御対象に制御信号が入力されたときの出力を演
算して出力する制御モデルと、前記実制御対象の出力
と、前記制御モデルの出力との誤差に基づいて、前記実
制御対象に加えられる外乱を打ち消す信号を生成し前記
制御信号を補正する外乱オブザーバと、前記実制御対象
および前記外乱オブザーバを、見かけ上の制御対象とし
て、この見かけ上の制御対象の入力信号と出力信号とに
基づき、前記制御モデルの制御パラメータを同定するパ
ラメータ同定器とを備えたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, an actual control target including a hydraulic device that operates by inputting a control signal, and the actual control target are described by control parameters.
A control model that calculates and outputs an output when a control signal is input to the actual controlled object, based on an error between the output of the actual controlled object and the output of the control model, in addition to the actual controlled object. A disturbance observer that generates a signal that cancels the disturbance to be corrected and corrects the control signal, and the actual control target and the disturbance observer as apparent control targets, based on the input signal and output signal of this apparent control target. And a parameter identifier for identifying a control parameter of the control model.

【0050】すなわち図1(a)に示すように、実制御
対象10には、位置制御信号uが入力されて油圧機器
(図4のバルブ12)が動作して、位置yに位置決めさ
れる。
That is, as shown in FIG. 1 (a), the position control signal u is input to the actual controlled object 10 and the hydraulic device (valve 12 in FIG. 4) is operated to be positioned at the position y.

【0051】また制御モデル31は、実制御対象10が
摩擦係数cなどの制御パラメータで記述されており、実
制御対象10に位置制御信号uが入力されたときの出力
を演算して位置ymを出力する。
In the control model 31, the actual controlled object 10 is described by control parameters such as the friction coefficient c, and the output when the position control signal u is input to the actual controlled object 10 is calculated to calculate the position ym. Output.

【0052】そして、外乱オブザーバ30は、実制御対
象10が実際に動作した位置yと、制御モデル31から
出力される位置ymとの誤差eに基づいて、実制御対象
10に加えられる外乱を打ち消す信号wを生成して、こ
れにより位置制御信号uを補正する。具体的には位置制
御部20から出力される位置制御信号vから外乱オブザ
ーバ30から出力される誤差信号wを減算して、位置制
御信号vを位置制御信号uに補正して実制御対象10に
出力する。
The disturbance observer 30 cancels the disturbance applied to the actual controlled object 10 based on the error e between the position y at which the actual controlled object 10 actually operated and the position ym output from the control model 31. The signal w is generated and the position control signal u is corrected by this. Specifically, the error signal w output from the disturbance observer 30 is subtracted from the position control signal v output from the position control unit 20, the position control signal v is corrected to the position control signal u, and the actual control target 10 is obtained. Output.

【0053】パラメータ同定器50は、実制御対象10
および外乱オブザーバ30を、見かけ上の制御対象40
として、この見かけ上の制御対象40の入力信号vと出
力信号yとに基づき、制御モデルPmの制御パラメータ
を同定する。これにより摩擦係数cなどの制御パラメー
タが正確に同定される。したがって、外乱オブザーバ3
0では、この正確に同定された制御パラメータを用い
て、外乱を正確に推定することができる。
The parameter identifier 50 is used for the actual controlled object 10
And the disturbance observer 30 as an apparent controlled object 40
As a result, the control parameter of the control model Pm is identified based on the input signal v and the output signal y of the apparent controlled object 40. Thereby, the control parameter such as the friction coefficient c is accurately identified. Therefore, the disturbance observer 3
At 0, this accurately identified control parameter can be used to accurately estimate the disturbance.

【0054】以上のように本発明によれば、バルブ12
などの油圧機器を制御対象とする制御装置において、油
温等の環境の影響によって実制御対象10の特性と制御
モデルPmのパラメータで表される特性との間でずれが
生じたとしても、パラメータを正確に同定しているの
で、実制御対象10に加えられる外乱を正確に推定でき
るようになる。
As described above, according to the present invention, the valve 12
In a control device that controls hydraulic equipment such as, even if there is a deviation between the characteristics of the actual control object 10 and the characteristics represented by the parameters of the control model Pm due to the influence of the environment such as the oil temperature, the parameters Is accurately identified, the disturbance applied to the actual controlled object 10 can be accurately estimated.

【0055】第2発明は、制御信号を入力して動作する
油圧機器を含む実制御対象と、指令信号を入力し、この
指令信号と、前記実制御対象の出力と、制御パラメータ
とに基づいて制御信号を生成し、この制御信号を、前記
実制御対象に対して出力する制御部と、前記実制御対象
の入力信号と出力信号とに基づき、前記実制御対象に加
えられる外乱を打ち消す信号を生成し前記制御信号を補
正する外乱オブザーバと、前記実制御対象および前記外
乱オブザーバを、見かけ上の制御対象として、この見か
け上の制御対象の入力信号と出力信号とに基づき、前記
制御部の制御パラメータを同定するパラメータ同定器と
を備えたことを特徴とする。
A second aspect of the present invention inputs an actual control target including a hydraulic device that operates by inputting a control signal and a command signal, and based on this command signal, the output of the actual control target, and a control parameter. A control unit that generates a control signal and outputs the control signal to the actual control target, and a signal that cancels a disturbance applied to the actual control target based on an input signal and an output signal of the actual control target. A disturbance observer that generates and corrects the control signal, the actual control target and the disturbance observer are set as apparent control targets, and the control of the control unit is performed based on the input signal and the output signal of the apparent control target. And a parameter identifier for identifying a parameter.

【0056】すなわち図2に示すように位置制御部20
には、位置指令信号Sが入力され、この位置指令信号S
と、実制御対象10の出力と、制御パラメータとに基づ
いて位置制御信号uを生成し、この位置制御信号uを、
バルブ12などの油圧機器を含む実制御対象10に対し
て出力する。
That is, as shown in FIG. 2, the position controller 20
The position command signal S is inputted to the position command signal S
And the position control signal u is generated based on the output of the actual controlled object 10 and the control parameter.
It outputs to the actual controlled object 10 including hydraulic equipment such as the valve 12.

【0057】実制御対象10には、位置制御信号uが入
力されて油圧機器(図4のバルブ12)が動作して、位
置yに位置決めされる。
The position control signal u is input to the actual controlled object 10 and the hydraulic device (valve 12 in FIG. 4) is operated to position it at the position y.

【0058】そして外乱オブザーバ30は、実制御対象
10の入力信号uと出力信号yとに基づいて、実制御対
象10に加えられる外乱を打ち消す信号を生成し、位置
制御信号uを補正する。
Then, the disturbance observer 30 generates a signal for canceling the disturbance applied to the actual controlled object 10 based on the input signal u and the output signal y of the actual controlled object 10, and corrects the position control signal u.

【0059】パラメータ同定器50は、実制御対象10
と外乱オブザーバ30を見かけ上の制御対象として、こ
の見かけ上の制御対象の入力信号uと出力信号yとに基
づき、位置制御部20における制御ゲインなどの制御パ
ラメータを同定する。
The parameter identifier 50 is used for the actual controlled object 10
And the disturbance observer 30 as an apparent control target, the control parameters such as the control gain in the position control unit 20 are identified based on the input signal u and the output signal y of the apparent control target.

【0060】以上のように本発明によれば、位置制御部
20で設定されている各種制御ゲインを同定して、油温
等の環境に応じて最適に調整しているので、実制御対象
10の応答を常に最適にすることができる。
As described above, according to the present invention, various control gains set in the position control section 20 are identified and optimally adjusted according to the environment such as the oil temperature. Can always optimize the response.

【0061】第3発明は、第1発明において、前記制御
パラメータは、前記制御モデルの摩擦係数であることを
特徴とする。
A third invention is characterized in that, in the first invention, the control parameter is a friction coefficient of the control model.

【0062】第4発明は、第1発明または第2発明にお
いて、前記油圧機器は、操作手段によって操作される操
作弁であり、前記操作手段を操作したことを検出し、前
記操作手段を操作したことが検出される毎に、前記パラ
メータ同定器を動作させて制御パラメータを同定するこ
とを特徴とする。
In a fourth aspect based on the first or second aspect, the hydraulic device is an operation valve operated by an operation means, and the operation means is operated to detect the operation of the operation means. Each time that is detected, the parameter identifier is operated to identify the control parameter.

【0063】すなわち図4に示すように、油圧機器は、
操作手段1によって操作される操作弁12である。図1
(b)、図3に示すように、変換部91で、操作手段1
を操作したことが検出され、操作手段1を操作したこと
が検出される毎に、スイッチ部92がオン作動してパラ
メータ同定器50を動作させて制御パラメータを同定す
る。
That is, as shown in FIG. 4, the hydraulic equipment is
The operation valve 12 is operated by the operation means 1. Figure 1
(B), as shown in FIG.
Is detected, and each time it is detected that the operating means 1 is operated, the switch unit 92 is turned on to operate the parameter identifier 50 to identify the control parameter.

【0064】本発明によれば、操作手段1が操作される
毎にパラメータ同定器50を動作させて制御パラメータ
を同定することができる。
According to the present invention, the control parameter can be identified by operating the parameter identifier 50 each time the operating means 1 is operated.

【0065】第5発明は、第1発明または第2発明にお
いて、制御パラメータ同定用の信号を発生する信号発生
器を用意し、前記油圧機器の運転開始前に、前記信号発
生器で信号を発生させ前記実制御対象または前記位置制
御部に入力させることにより、制御パラメータを同定す
ることを特徴とする。
According to a fifth invention, in the first or second invention, a signal generator for generating a signal for identifying a control parameter is prepared, and the signal generator generates the signal before the operation of the hydraulic equipment is started. The control parameter is identified by inputting the actual control target or the position control unit.

【0066】すなわち図1(a)に示すように、信号発
生器90で制御パラメータ同定用の信号Sが発生する。
油圧機器12の運転開始前に、信号発生器90で信号S
を発生させ、対応する位置制御信号uを図1(a)の実
制御対象10に入力する。あるいは、油圧機器12の運
転開始前に、信号発生器90で信号Sを発生させ、図2
に示すように、この信号Sを位置制御部20に入力す
る。これにより油圧機器12の運転開始前に、パラメー
タ同定器50で制御パラメータを同定することが可能に
なる。
That is, as shown in FIG. 1A, a signal S for controlling parameter identification is generated by the signal generator 90.
Before starting the operation of the hydraulic device 12, the signal S is output by the signal generator 90.
Is generated, and the corresponding position control signal u is input to the actual controlled object 10 in FIG. Alternatively, before the operation of the hydraulic equipment 12 is started, the signal S is generated by the signal generator 90, and
As shown in, the signal S is input to the position control unit 20. As a result, it becomes possible to identify the control parameter with the parameter identifier 50 before the operation of the hydraulic device 12 is started.

【0067】第6発明は、第1発明または第2発明にお
いて、前記油圧機器の運転中に、前記実制御対象に入力
される位置制御信号には、ディザ信号が重畳されてお
り、ディザ信号を前記実制御対象に入力させることによ
り、制御パラメータを同定することを特徴とする。
In a sixth aspect based on the first or second aspect, a dither signal is superposed on the position control signal input to the actual control target while the hydraulic equipment is operating, and the dither signal is applied to the position control signal. The control parameter is identified by inputting the control parameter to the actual control target.

【0068】すなわち図1(a)に示すように、油圧機
器12の運転中に実制御対象10に入力される位置制御
信号uには、ディザ信号dが重畳されている。そこでデ
ィザ信号dを実制御対象10に、制御パラメータ同定用
の信号として入力する。これによりパラメータ同定器5
0で制御パラメータを同定することが可能になる。
That is, as shown in FIG. 1A, the dither signal d is superposed on the position control signal u input to the actual controlled object 10 during the operation of the hydraulic device 12. Therefore, the dither signal d is input to the actual controlled object 10 as a signal for identifying the control parameter. As a result, the parameter identifier 5
It becomes possible to identify the control parameter at zero.

【0069】[0069]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0070】図1(a)は、実施形態の制御装置3の構
成例を示している。
FIG. 1A shows a configuration example of the control device 3 of the embodiment.

【0071】図1(a)に示す制御装置は大きくは、操
作レバー1と、位置制御部20と、実制御対象10と、
外乱オブザーバ30と、パラメータ同定器50とからな
る。
The control device shown in FIG. 1 (a) is roughly composed of an operation lever 1, a position control section 20, an actual controlled object 10,
It consists of a disturbance observer 30 and a parameter identifier 50.

【0072】本実施形態の実制御対象10は、図4、図
5を用いて既に説明したようにバルブ12を含むもので
あり、具体的構成は図7に示される。
The actual controlled object 10 of the present embodiment includes the valve 12 as already described with reference to FIGS. 4 and 5, and its specific configuration is shown in FIG.

【0073】図7は図1(a)から位置制御部20、実
制御対象10を取り出して、これら位置制御部20、実
制御対象10の内部構成を示している。
FIG. 7 shows the internal configuration of the position control unit 20 and the actual control target 10 by extracting the position control unit 20 and the actual control target 10 from FIG.

【0074】図7は、操作レバー1から出力されるスプ
ール位置指令Sを目標値とするとともに、バルブ12の
スプール19が実際に移動したスプール位置yをフィー
ドバック量として、これらの偏差が零になるようにフィ
ードバック制御するとともに、スプール位置指令Sに応
じたフィードフォワード量を、上記偏差に付加してフィ
ードフォワード制御する制御系を構成している。
In FIG. 7, the spool position command S output from the operating lever 1 is used as a target value, and the spool position y at which the spool 19 of the valve 12 is actually moved is used as a feedback amount. In addition to the feedback control as described above, a feedforward amount corresponding to the spool position command S is added to the deviation to perform feedforward control.

【0075】位置制御部20は、PID制御器21とフ
ィードフォワード制御器22と偏差演算部23と加算部
24とから構成されている。また実制御対象10は、電
流アンプ11とバルブ12とセンサ回路13とから構成
されている。
The position controller 20 is composed of a PID controller 21, a feedforward controller 22, a deviation calculator 23, and an adder 24. The actual controlled object 10 is composed of a current amplifier 11, a valve 12 and a sensor circuit 13.

【0076】位置制御部20の偏差演算部23には、目
標値たるスプール位置指令Sと、フィードバック量たる
スプール位置yとが入力され、これらの偏差が演算され
てPID制御器21に出力される。PID制御器21に
は、バルブ12のスプール19の位置を比例(P)、積
分(I)、微分(D)制御する制御ゲインが設定されて
おり、これら制御ゲインに応じた位置制御信号が生成さ
れる。つまり、入力された偏差を比例(P)演算、積分
(I)演算、微分(D)演算することによって、位置制
御信号が生成されて加算部24に出力される。
The deviation calculation unit 23 of the position control unit 20 is inputted with the spool position command S which is a target value and the spool position y which is a feedback amount, and these deviations are calculated and outputted to the PID controller 21. . The PID controller 21 is set with control gains for proportional (P), integral (I), and derivative (D) control of the position of the spool 19 of the valve 12, and a position control signal corresponding to these control gains is generated. To be done. That is, a position control signal is generated and output to the adder 24 by performing a proportional (P) operation, an integral (I) operation, and a differential (D) operation on the input deviation.

【0077】一方、目標値たるスプール位置指令Sは、
フィードフォワード制御器22に入力され、このフィー
ドフォワード制御器22で、スプール19がスプール位
置指令Sに応じた位置に移動するために必要なフィード
フォワード量が演算される。演算されたフィードフォワ
ード量は加算部24に出力される。
On the other hand, the spool position command S which is the target value is
The feedforward controller 22 inputs the feedforward amount required for the spool 19 to move to a position corresponding to the spool position command S. The calculated feedforward amount is output to the addition unit 24.

【0078】加算部24では、PID制御器21から入
力された位置制御信号とフィードフォワード制御器22
から入力されたフィードフォワード量とが加算され、加
算値が位置制御信号vとして出力される。この位置制御
信号vは、後述するように図1(a)に示す外乱オブザ
ーバ30によって位置制御信号uに補正された上で、実
制御対象10の電流アンプ11に加えられる。
In the adder 24, the position control signal input from the PID controller 21 and the feedforward controller 22 are added.
The feed-forward amount input from is added, and the added value is output as the position control signal v. The position control signal v is corrected to the position control signal u by the disturbance observer 30 shown in FIG. 1A as described later, and then added to the current amplifier 11 of the actual control target 10.

【0079】電流アンプ11では位置制御信号uが増幅
されて、指令電流iとしてバルブ12のアクチュエータ
14に出力される。これによりバルブ12のスプール1
9が作動して、操作レバー1の操作量に応じた位置に位
置決めされる。バルブ12のスプール19の移動位置y
はセンサ回路13で検出され、上述したように位置制御
部20にフィードバックされる。
The position control signal u is amplified by the current amplifier 11 and output as the command current i to the actuator 14 of the valve 12. This allows spool 1 of valve 12
9 is actuated and positioned at a position corresponding to the operation amount of the operation lever 1. Moving position y of spool 19 of valve 12
Is detected by the sensor circuit 13 and fed back to the position controller 20 as described above.

【0080】さて図7に示す実制御対象10の電気系を
1次遅れ系、機械系をバネ−マスの2次系とみなすと、
バルブ12の運動は、既に説明した(1)式、 で示される方程式で表される。この(1)式に示される
ようにバルブ12の特性は、制御モデルPm中の質量
m、バネ定数k、減衰係数cなどの各パラメータで表さ
れる。
Now, assuming that the electric system of the actual controlled object 10 shown in FIG. 7 is a primary delay system and the mechanical system is a spring-mass secondary system,
The movement of the valve 12 is based on the equation (1) already described. It is expressed by the equation shown by. As shown in the equation (1), the characteristic of the valve 12 is represented by each parameter such as the mass m, the spring constant k, the damping coefficient c in the control model Pm.

【0081】図6を用いて説明したように、上記制御モ
デルPm中のパラメータ、とりわけ摩擦係数cは、油温
等の環境の変化(運転時の油温変化、経年変化)に依存
して大きく変動する。そこで図1(a)のパラメータ同
定器50では、既知の情報を利用して摩擦係数cを同定
する。
As described with reference to FIG. 6, the parameters in the control model Pm, in particular the friction coefficient c, greatly depend on environmental changes such as oil temperature (oil temperature change during operation, secular change). fluctuate. Therefore, the parameter identifier 50 of FIG. 1 (a) identifies the friction coefficient c using known information.

【0082】上記(1)式を変形すると次式(2)が得
られる。
By modifying the above equation (1), the following equation (2) is obtained.

【0083】 …(2) 上記(2)式の左辺は、実制御対象10の入力uと出力
yとを既知のパラメータによって構成される適当なフィ
ルタ処理することによって求められる。このため(2)
式の左辺は既知である。一方上記(2)式の右辺は、出
力yを適当なフィルタ処理することによって求められる
係数と、同定すべき未知のパラメータである摩擦係数c
との積である。上記(2)式の左辺をY、右辺の既知部
分をZ、右辺の未知パラメータ部分をΘとおくと、
(2)式は下記(3)式で書き直すことができる。
[0083] (2) The left side of the above equation (2) is obtained by subjecting the input u and the output y of the actual controlled object 10 to an appropriate filtering process configured by known parameters. Therefore (2)
The left side of the equation is known. On the other hand, the right side of the equation (2) has a coefficient obtained by subjecting the output y to an appropriate filtering process and a friction coefficient c which is an unknown parameter to be identified.
Is the product of Let Y be the left side of the equation (2), Z be the known part of the right side, and Θ be the unknown parameter part of the right side.
Equation (2) can be rewritten as equation (3) below.

【0084】 …(3) ただしαは適当な正数である。[0084] (3) However, α is an appropriate positive number.

【0085】上記(3)式の既知部分YとZから、未知
パラメータ部分Θを推定することになる。Θ^をΘの推
定値として、以下の変数を定義する。
The unknown parameter portion Θ is estimated from the known portions Y and Z of the equation (3). The following variables are defined with Θ ^ being an estimated value of Θ.

【0086】Y^=ZΘ^:Yの推定値 e=Y^−Y:Yの推定値の誤差 このとき下記(4)式に示される適応同定則を用いる
と、Θの推定値Θ^はΘに漸近することが知られてい
る。
Y ^ = ZΘ ^: Estimated value of Y e = Y ^ −Y: Error of estimated value of Y At this time, if the adaptive identification rule shown in the following equation (4) is used, the estimated value Θ ^ of Θ is It is known to asymptotically approach Θ.

【0087】 …(4) ただし上記(4)式におけるΓの初期値Γ(0)は、Γ
(0)>0であると仮定する。また重み係数γは、γ≧
0であると仮定する。
[0087] (4) However, the initial value Γ (0) of Γ in the above equation (4) is Γ
Assume that (0)> 0. The weighting factor γ is γ ≧
Assume 0.

【0088】以上、摩擦係数cのみを推定する場合につ
いて説明した。しかし、例えばアクチュエータ14の発
熱等によって推力係数Kが変化してしまうこともある。
そこで推力係数Kも合わせて同定してもよい。以下のよ
うに同定すべきパラメータをベクトル化して扱うこと
で、上記と同様に扱うことができる。
The case where only the friction coefficient c is estimated has been described above. However, the thrust coefficient K may change due to, for example, heat generation of the actuator 14.
Therefore, the thrust coefficient K may also be identified. By treating the parameters to be identified as vectorized as described below, it can be handled in the same manner as above.

【0089】 …(5) ただしαは適当な正数である。[0089] (5) However, α is an appropriate positive number.

【0090】ZとΘをベクトルとして扱えば、下記
(6)式に示す同様の適応同定則を用いることでΘの推
定値Θ^はΘに漸近する。
If Z and Θ are treated as vectors, the estimated value Θ ^ of Θ approaches asymptotically Θ by using the same adaptive identification rule shown in the following equation (6).

【0091】 …(6) ただし上記(6)式における行列Γの初期値Γ(0)
は、Γ(0)>0であると仮定する。また重み係数γ
は、γ≧0であると仮定する。
[0091] (6) However, the initial value Γ (0) of the matrix Γ in the above equation (6)
Is assumed to be Γ (0)> 0. Also, the weighting factor γ
Is assumed to be γ ≧ 0.

【0092】他のパラメータが環境の変化で変動し、同
定しなければならない場合も上記と同様の手順で同定す
ることができる。
When other parameters change due to changes in the environment and must be identified, they can be identified by the same procedure as above.

【0093】図5を用いてすでに説明したように、バル
ブ12に油を流したときはフローフォースと呼ばれる流
体力が作用して、それが外乱となって実制御対象10に
作用する。一方、上述したパラメータ同定則は、外乱の
影響が考慮されていない。このため実制御対象10に外
乱が加わると、同定されるパラメータは、外乱の影響を
受けて、正しく推定することができない。したがって上
述したパラメータ同定則を用いる場合には、実制御対象
10にまず外乱オブザーバ30を適用して外乱の影響を
取り除き、実制御対象10と外乱オブザーバ30とから
構成される系を新たに見かけ上の制御対象40とみなし
た上で、同定則を用いる。
As already described with reference to FIG. 5, when oil is caused to flow through the valve 12, a fluid force called flow force acts, which acts as a disturbance and acts on the actual controlled object 10. On the other hand, the parameter identification rule described above does not consider the influence of disturbance. Therefore, if a disturbance is applied to the actual controlled object 10, the identified parameter cannot be correctly estimated due to the influence of the disturbance. Therefore, when the above-mentioned parameter identification rule is used, the disturbance observer 30 is first applied to the actual controlled object 10 to remove the influence of the disturbance, and a system composed of the actual controlled object 10 and the disturbance observer 30 is newly added. The identification rule is used after assuming that it is the control target 40.

【0094】図1(a)に示す外乱オブザーバ30の内
部構成は、図8に示したものと同様である。
The internal structure of the disturbance observer 30 shown in FIG. 1A is the same as that shown in FIG.

【0095】外乱オブザーバ30では、実制御対象10
への入力uと出力yの情報から、フローフォースによる
外乱を推定し、推定した外乱を打ち消すように制御入力
へフィードバックしている。
In the disturbance observer 30, the actual controlled object 10
The disturbance due to the flow force is estimated from the information of the input u and the output y to the control input and is fed back to the control input so as to cancel the estimated disturbance.

【0096】同図8に示すように、外乱オブザーバ30
は、制御モデル部31と、誤差演算部32と、逆制御モ
デル部33と、ローパスフィルタ34とからなる。
As shown in FIG. 8, the disturbance observer 30
Is composed of a control model unit 31, an error calculation unit 32, an inverse control model unit 33, and a low-pass filter 34.

【0097】制御モデル部31では、上述したように実
制御対象10の制御モデルPmが各種パラメータで記述
され、実制御対象10に位置制御信号uが入力されたと
きのスプール19の動作位置yを予測する演算を行い予
測値ymを出力する。
In the control model section 31, the control model Pm of the actual controlled object 10 is described by various parameters as described above, and the operating position y of the spool 19 when the position control signal u is input to the actual controlled object 10 is set. A prediction calculation is performed and the predicted value ym is output.

【0098】誤差演算部32では、実制御対象10のバ
ルブ12のスプール19が実際に動作したスプール位置
yと、制御モデルPmから出力されるスプール19の予
測位置ymとの誤差eが演算される。
The error calculator 32 calculates an error e between the spool position y at which the spool 19 of the valve 12 of the actual controlled object 10 actually operates and the predicted position ym of the spool 19 output from the control model Pm. .

【0099】逆制御モデル部33では、誤差eが、制御
モデルPmの逆システム1/Pmに入力されフィルタ演算
処理が実行される。これにより外乱の影響によって生じ
た誤差eを、制御入力(位置制御信号u)に換算した信
号が、つまり実制御対象10に加えられる外乱を打ち消
す信号が、求められる。ただし逆制御モデル部33で実
行されるフィルタ演算処理は、高次の微分演算処理を含
んでいるので、高周波数の信号成分が増幅されて系に悪
影響を及ぼす。これを避けるため逆制御モデル部33の
後段にローパスフィルタ34を挿入して、高周波成分を
除去した誤差信号wを生成して、これを減算部41に加
える。
In the inverse control model unit 33, the error e is input to the inverse system 1 / Pm of the control model Pm and the filter calculation process is executed. Thereby, a signal obtained by converting the error e generated by the influence of the disturbance into a control input (position control signal u), that is, a signal that cancels the disturbance applied to the actual controlled object 10 is obtained. However, since the filter calculation process executed by the inverse control model unit 33 includes a high-order differential calculation process, a high-frequency signal component is amplified and adversely affects the system. In order to avoid this, the low-pass filter 34 is inserted in the subsequent stage of the inverse control model unit 33 to generate an error signal w from which high frequency components have been removed, and this is added to the subtraction unit 41.

【0100】減算部41では、位置制御部20から出力
される位置制御信号vから、ローパスフィルタ34から
出力される誤差wを減算する処理が実行される。これに
より位置制御信号vが、実制御対象10に加わる外乱を
打ち消すように補正されて、新たに位置制御信号uとし
て実制御対象10に出力される。
The subtracting section 41 executes a process of subtracting the error w output from the low pass filter 34 from the position control signal v output from the position control section 20. As a result, the position control signal v is corrected so as to cancel the disturbance applied to the actual control target 10, and is newly output to the actual control target 10 as the position control signal u.

【0101】以上のように外乱オブザーバ30では、実
制御対象10の制御モデルPmに基づいて実制御対象1
0に加わる外乱を推定して、その外乱をキャンセルする
ようにしている。
As described above, the disturbance observer 30 uses the control model Pm of the actual control target 10 to determine the actual control target 1
The disturbance applied to 0 is estimated and the disturbance is canceled.

【0102】しかし実制御対象10の制御モデルPmが
正確なものでないと、外乱を正確に推定することができ
ない。
However, the disturbance cannot be accurately estimated unless the control model Pm of the actual controlled object 10 is accurate.

【0103】特に油圧機器を対象とした実制御対象10
の場合には、図6を用いて説明したように摩擦係数cな
どのパラメータが油温によって大きく変わるので、制御
モデルPmのパラメータを油温に応じて適切な値に調整
しないと、外乱オブザーバ30が正確に機能せず、特に
過渡応答に大きく影響する。
The actual control target 10 especially for hydraulic equipment
In this case, since the parameters such as the friction coefficient c greatly change depending on the oil temperature as described with reference to FIG. 6, the disturbance observer 30 must be adjusted unless the parameters of the control model Pm are adjusted to appropriate values according to the oil temperature. Does not work accurately, and particularly affects the transient response.

【0104】そこで、パラメータ同定器50では、実制
御対象10と外乱オブザーバ30とから構成される系を
新たに見かけ上の制御対象40とみなした上で、上記
(2)〜(6)式で説明した同定則を適用して、実制御
対象10のうち油温等の環境に応じて変動するパラメー
タを同定している。
Therefore, in the parameter identifier 50, the system composed of the actual controlled object 10 and the disturbance observer 30 is newly regarded as the apparent controlled object 40, and then the equations (2) to (6) are used. By applying the described identification rule, the parameter that varies depending on the environment such as the oil temperature in the actual controlled object 10 is identified.

【0105】つぎに図1(a)の制御装置の動作につい
て説明する。
Next, the operation of the control device shown in FIG. 1A will be described.

【0106】同図1(a)に示すように、実制御対象1
0には、位置制御信号uが入力されて実制御対象10の
バルブ12が動作して、バルブ12のスプール19が位
置yに位置決めされる。
As shown in FIG. 1A, the actual controlled object 1
The position control signal u is input to 0, the valve 12 of the actual control target 10 is operated, and the spool 19 of the valve 12 is positioned at the position y.

【0107】外乱オブザーバ30の制御モデル部31で
は、実制御対象10の制御モデルPmが、上記(1)式
に示したよう摩擦係数cなどの制御パラメータで記述さ
れており、実制御対象10に位置制御信号uが入力され
たときのスプール19の動作位置yを予測する演算を行
い予測位置ymを出力する。
In the control model unit 31 of the disturbance observer 30, the control model Pm of the actual controlled object 10 is described by the control parameters such as the friction coefficient c as shown in the above equation (1). A calculation for predicting the operating position y of the spool 19 when the position control signal u is input is performed and the predicted position ym is output.

【0108】外乱オブザーバ30は、実制御対象10の
バルブ12のスプール19が実際に動作した位置yと、
制御モデルPmから出力されるスプール19の予測位置
ymとの誤差eに基づいて、実制御対象10に加えられ
る外乱を打ち消す信号wを生成して、これにより位置制
御信号uを補正する。すなわち減算部41で、位置制御
部20から出力される位置制御信号vから、外乱オブザ
ーバ30から出力される誤差信号wを減算する処理が実
行され、実制御対象10に加わる外乱を打ち消すように
補正された位置制御信号uを実制御対象10に出力す
る。
The disturbance observer 30 has a position y at which the spool 19 of the valve 12 of the actual controlled object 10 actually operates,
Based on the error e from the predicted position ym of the spool 19 output from the control model Pm, a signal w that cancels the disturbance applied to the actual controlled object 10 is generated, and the position control signal u is corrected by this. That is, the subtraction unit 41 executes a process of subtracting the error signal w output from the disturbance observer 30 from the position control signal v output from the position control unit 20, and corrects so as to cancel the disturbance applied to the actual controlled object 10. The generated position control signal u is output to the actual controlled object 10.

【0109】パラメータ同定器50は、実制御対象10
および外乱オブザーバ30を、見かけ上の制御対象40
として、この見かけ上の制御対象40の入力信号vと出
力信号yとに基づき、制御モデルPmの制御パラメータ
を、上記(2)〜(6)式を用いて説明した同定則を適
用して同定する。これにより摩擦係数cなどのパラメー
タが正確に同定される。したがって、外乱オブザーバ3
0では、この正確に同定されたパラメータを用いて、外
乱を正確に推定することができる。
The parameter identifier 50 is used for the actual controlled object 10
And the disturbance observer 30 as an apparent controlled object 40
Based on the apparent input signal v and output signal y of the controlled object 40, the control parameters of the control model Pm are identified by applying the identification rules described using the equations (2) to (6). To do. This allows parameters such as the coefficient of friction c to be accurately identified. Therefore, the disturbance observer 3
At 0, this accurately identified parameter can be used to accurately estimate the disturbance.

【0110】以上のように本実施形態によれば、バルブ
12などの油圧機器を制御対象とする制御装置におい
て、油温等の環境の変化に応じて制御モデルPmのパラ
メータを、正確に同定しているので、実制御対象10に
加えられる外乱を正確に推定できるようになる。特にス
プール19の粘性係数である摩擦係数cを同定して、そ
の同定結果に応じて外乱オブザーバ30の推定演算に用
いられる制御モデルPmの粘性係数cの項を変化させて
いるので、外乱推定の精度を温度変化によらずに安定さ
せることができる。
As described above, according to this embodiment, in the control device for controlling the hydraulic equipment such as the valve 12, the parameters of the control model Pm can be accurately identified according to the change of the environment such as the oil temperature. Therefore, the disturbance applied to the actual controlled object 10 can be accurately estimated. In particular, the friction coefficient c, which is the viscosity coefficient of the spool 19, is identified, and the term of the viscosity coefficient c of the control model Pm used for the estimation calculation of the disturbance observer 30 is changed according to the identification result. The accuracy can be stabilized regardless of temperature changes.

【0111】具体的には図6(a)に実線で示したよう
な振動は発生せず、破線で示す応答と同様の応答が得ら
れ応答性が良好なものとなる。また図6(b)において
実線で示下ような応答の遅れは発生せず、破線で示す応
答と同様の応答が得られ応答性が良好なものとなる。
Specifically, the vibration shown by the solid line in FIG. 6A does not occur, and the same response as the response shown by the broken line is obtained, and the response is good. Further, in FIG. 6 (b), the delay of the response shown by the solid line does not occur, and the response similar to the response shown by the broken line is obtained, and the responsiveness becomes good.

【0112】なお図1(a)に制御装置では、図5に示
すように、電気指令iを直接、電気式のアクチュエータ
14に入力して、この電気式のアクチュエータ14で発
生する力によってスプール19を駆動するバルブ12を
想定している。しかし大流量の圧油が通過するバルブの
場合、電気式アクチュエータで発生する力では、スプー
ル19を駆動するに足る推力が得られないことがある。
そこで、電気指令iを、電気式のアクチュエータ14に
入力し、この電気式のアクチュータ14によって更に小
型の圧力弁を駆動し、この小型の圧力弁で発生する油圧
によってスプール19を駆動してもよい。このような構
成のバルブ12を採用することで、大流量の圧油が通過
する場合であったとしても、大きい推力を得ることがで
きる。
In the control device shown in FIG. 1A, as shown in FIG. 5, the electric command i is directly input to the electric actuator 14, and the spool 19 is generated by the force generated by the electric actuator 14. It is assumed that the valve 12 drives the. However, in the case of a valve through which a large amount of pressure oil passes, the force generated by the electric actuator may not be sufficient to drive the spool 19.
Therefore, the electric command i may be input to the electric actuator 14, the electric actuator 14 may drive a smaller pressure valve, and the spool 19 may be driven by the hydraulic pressure generated by the small pressure valve. . By adopting the valve 12 having such a configuration, a large thrust can be obtained even if a large amount of pressure oil passes.

【0113】なおこのようなバルブ12を採用する場合
であったとしても、上記(1)式と同様な制御モデルP
mを構築して、その制御モデルPmの中から、油温等の環
境の影響によって変動するパラメータを選択して、この
選択したパラメータを、上述した同定則を適用して同定
すればよい。
Even if such a valve 12 is adopted, a control model P similar to the above equation (1) is used.
It is only necessary to construct m, select a parameter that fluctuates due to the influence of the environment such as oil temperature from the control model Pm, and identify the selected parameter by applying the above-mentioned identification rule.

【0114】ところでパラメータ同定器50でパラメー
タの同定を行う場合、実制御対象10に位置制御信号u
が入力されていない場合には、同定を行うことができな
い。具体的には操作レバー1がオペレータによって操作
されていなければ同定を行うことができない。
By the way, when the parameters are identified by the parameter identifier 50, the position control signal u is sent to the actual controlled object 10.
If is not entered, identification cannot be performed. Specifically, identification cannot be performed unless the operation lever 1 is operated by the operator.

【0115】a)操作時のリアルタイム推定 建設機械に図1(a)に示す制御装置が搭載された場合
を想定すると、オペレータが運転室(キャビン)で操作
レバー1を操作する。操作レバー1で発生するレバー信
号には何らかの電気的な処理が施されるか、あるいは何
も処理されることなく、スプール位置指令Sとして、位
置制御部20と実制御対象10とで構成されるサーボ制
御系に入力される。レバー操作はオペレータによって任
意に行われる操作であるから、スプール位置指令Sは、
様々な周波数成分をもった信号である。レバー操作を何
もしなければ、サーボ制御系には何も入力されず、結果
としてスプール19は動かず出力yも得られない。この
ような状態でパラメータ同定器50でパラメータの同定
を行ったとしても同定を正しく行うことができない。
A) Real-time estimation during operation Assuming that the construction machine is equipped with the control device shown in FIG. 1A, the operator operates the operation lever 1 in the operator's cab (cabin). The lever signal generated by the operation lever 1 is subjected to some electrical processing or is not processed at all, and is constituted by the position control unit 20 and the actual controlled object 10 as the spool position command S. It is input to the servo control system. Since the lever operation is an operation arbitrarily performed by the operator, the spool position command S is
It is a signal with various frequency components. If the lever is not operated, nothing is input to the servo control system, and as a result, the spool 19 does not move and the output y cannot be obtained. Even if parameters are identified by the parameter identifier 50 in such a state, the identification cannot be performed correctly.

【0116】そこで、図1(a)に示す構成に、レバー
操作があったこと、つまりサーボ制御系へ入力信号があ
ったこと、を検出する手段を付加して、入力信号があっ
たときのみパラメータの同定演算を行わせることができ
る。レバー操作が行われておらず入力信号がない場合に
は、直前の同定結果が保持されパラメータは更新されな
い。またレバー操作が行われ入力信号があった場合に
は、同定演算が実行されこの同定演算の結果得られたパ
ラメータによって、パラメータの更新が行われる。
Therefore, in the structure shown in FIG. 1A, a means for detecting the lever operation, that is, the input signal to the servo control system is added, and only when there is the input signal. Parameter identification calculation can be performed. When the lever is not operated and there is no input signal, the immediately preceding identification result is held and the parameter is not updated. When the lever is operated and there is an input signal, the identification calculation is executed, and the parameters are updated with the parameters obtained as a result of the identification calculation.

【0117】図1(b)は、操作レバー1が実際に操作
されている場合に、パラメータ同定器50を動作させて
パラメータの同定演算を実行する構成を示している。図
1(b)は図1(a)の一部のみを示しており、図1
(a)と重複する構成の図示は省略している。
FIG. 1B shows a configuration in which the parameter identifier 50 is operated to execute the parameter identification calculation when the operating lever 1 is actually operated. FIG. 1B shows only a part of FIG.
Illustration of the configuration overlapping with (a) is omitted.

【0118】同図1(b)に示すように操作レバー1に
は、操作レバー1の操作量をスプール位置Sに変換して
出力する変換部91が付設されている。変換部91は、
たとえばポテンショメータで構成されており、操作レバ
ー1が操作されると、スプール位置Sを示す電気信号を
出力する。またパラメータ同定器50と外乱オブザーバ
30との間には、スイッチ部92が設けられている。ス
イッチ部92には、変換部91よりスプール位置Sを示
す信号が入力される。スイッチ部92は、スプール位置
Sを示す信号、つまり操作レバー1が操作されたことを
示す信号を入力すると、閉じるよう動作する。これによ
りパラメータ同定器50と外乱オブザーバ30との間が
接続され、パラメータ同定器50で、外乱オブザーバ3
0における制御モデルPm中のパラメータを同定する演
算処理が実行される。同定演算処理の結果得られたパラ
メータによって、外乱オブザーバ30の制御モデルPm
中のパラメータが新たなものに更新される。しかしスイ
ッチ部92に、変換部91よりスプール位置Sを示す信
号が入力されていない場合つまり操作レバー1が操作さ
れていない場合にはスイッチ部92はパラメータ同定器
50と外乱オブザーバ30との間を開くよう動作する。
このため操作レバー1が操作されていないときには、パ
ラメータ同定器50でパラメータを同定する演算処理は
実行されない。
As shown in FIG. 1B, the operation lever 1 is provided with a conversion portion 91 for converting the operation amount of the operation lever 1 into the spool position S and outputting the spool position S. The conversion unit 91
It is composed of, for example, a potentiometer, and when the operation lever 1 is operated, it outputs an electric signal indicating the spool position S. A switch unit 92 is provided between the parameter identifier 50 and the disturbance observer 30. A signal indicating the spool position S is input from the conversion unit 91 to the switch unit 92. The switch unit 92 operates to close when a signal indicating the spool position S, that is, a signal indicating that the operation lever 1 is operated, is input. As a result, the parameter identifier 50 and the disturbance observer 30 are connected, and the parameter observer 3
A calculation process for identifying the parameter in the control model Pm at 0 is executed. The control model Pm of the disturbance observer 30 is calculated by the parameters obtained as a result of the identification calculation process.
The parameters inside are updated with the new ones. However, when the signal indicating the spool position S is not input from the conversion unit 91 to the switch unit 92, that is, when the operation lever 1 is not operated, the switch unit 92 moves between the parameter identifier 50 and the disturbance observer 30. Works to open.
Therefore, when the operation lever 1 is not operated, the parameter identifying unit 50 does not execute the arithmetic processing for identifying the parameter.

【0119】以上のように図1(b)に示す構成によれ
ば、操作レバー1が操作される毎にパラメータ同定器5
0を動作させることができ、これにより運転中にリアル
タイムにパラメータを同定することができる。
As described above, according to the configuration shown in FIG. 1B, the parameter identifier 5 is operated every time the operating lever 1 is operated.
0 can be activated, which allows real-time identification of parameters during operation.

【0120】b)ディザ信号による同定 一般に、サーボバルブ12では、アクチュエータ14や
スプール19の静摩擦の影響を低減し、応答性を向上す
るために比較的高い周波数の微小な信号dが、位置制御
信号vに重畳されている(図1(a)参照)。この信号
dはディザ信号と呼ばれている。
B) Identification by Dither Signal In general, in the servo valve 12, a minute signal d having a relatively high frequency is used as a position control signal in order to reduce the influence of static friction of the actuator 14 and the spool 19 and improve responsiveness. It is superimposed on v (see FIG. 1A). This signal d is called a dither signal.

【0121】ディザ信号dを位置制御信号vに重畳する
ことによって、スプール19に、絶えず微小な振動を励
起することができ、静摩擦の影響を低減させて応答性を
向上させることができる。ディザ信号dは、一般に周期
的な信号であり、基本周波数とその高調波成分をもって
いる。ディザ信号dはバルブ12の運転開始前後いかん
にかかわらず、つまり操作レバー1の操作いかんにかか
わらず常時重畳されている。
By superimposing the dither signal d on the position control signal v, a minute vibration can be constantly excited on the spool 19, and the influence of static friction can be reduced to improve the responsiveness. The dither signal d is generally a periodic signal and has a fundamental frequency and its harmonic components. The dither signal d is always superposed regardless of whether the valve 12 is operated or not, that is, regardless of whether the operation lever 1 is operated.

【0122】そこで、図1(a)において、操作レバー
1が操作されておらずディザ信号dのみが制御対象40
に入力されている場合、操作レバー1が操作されてディ
ザ信号dが重畳された位置制御信号vが制御対象40に
入力されている場合、のいずれの場合であっても常時、
パラメータ同定器50を動作させて同定演算を行うよう
にしてもよい。
Therefore, in FIG. 1A, the operation lever 1 is not operated and only the dither signal d is controlled by the control target 40.
, The position control signal v in which the dither signal d is superimposed is input to the controlled object 40, the operation lever 1 is operated,
The identification operation may be performed by operating the parameter identifier 50.

【0123】c)操作開始前の外部信号による同定 上述したa)、b)の各実施例は、操作レバー1の操作
中、つまりバルブ12の運転中に、絶えずパラメータを
同定することを想定している。しかしバルブ12の運転
開始前に、予めパラメータ同定用に適切な定められた信
号を入力することによって同定演算処理を行い、バルブ
12の運転中は基本的にパラメータ同定演算処理は行わ
ないこととし、必要に応じて同定演算処理を行う実施も
可能である。
C) Identification by External Signal Before Operation Start In each of the embodiments a) and b) described above, it is assumed that the parameters are constantly identified during the operation of the operation lever 1, that is, during the operation of the valve 12. ing. However, before the operation of the valve 12, the identification calculation processing is performed by inputting a predetermined signal suitable for parameter identification in advance, and basically the parameter identification calculation processing is not performed during the operation of the valve 12, It is also possible to carry out identification calculation processing as necessary.

【0124】この場合には図1(a)に示すように、信
号発生器90が付加される。信号発生器90ではパラメ
ータ同定用の信号Sが発生する。
In this case, a signal generator 90 is added as shown in FIG. The signal generator 90 generates a signal S for parameter identification.

【0125】そこでバルブ12の運転開始前に、信号発
生器90で信号Sを発生させ、これを位置制御部20に
入力する。このため位置制御部20で、信号Sに対応す
る位置制御信号vが生成されて、制御対象40に出力さ
れる。これによりバルブ12の運転開始前に、制御対象
40の入力vと出力yが得られこれらに基づきパラメー
タ同定器50でパラメータを同定することが可能にな
る。
Therefore, before the operation of the valve 12 is started, the signal generator 90 generates the signal S and inputs it to the position controller 20. Therefore, the position control unit 20 generates the position control signal v corresponding to the signal S and outputs it to the controlled object 40. As a result, before the operation of the valve 12 is started, the input v and the output y of the controlled object 40 are obtained, and the parameter can be identified by the parameter identifier 50 based on these.

【0126】またディザ信号dを利用する実施も可能で
ある。
It is also possible to use the dither signal d.

【0127】すなわち図1(a)に示すように、バルブ
12の運転中に制御対象40に入力される位置制御信号
vには、ディザ信号dが重畳されている。そこでバルブ
12の運転開始前に、ディザ信号dのみを制御対象40
に、パラメータ同定用の信号として入力する。これによ
りバルブ12の運転開始前に、制御対象40の入力d
(v)と出力yが得られパラメータ同定器50でパラメ
ータを同定することが可能になる。
That is, as shown in FIG. 1A, the dither signal d is superimposed on the position control signal v input to the controlled object 40 during the operation of the valve 12. Therefore, before starting the operation of the valve 12, only the dither signal d is controlled by the control target 40.
Is input as a signal for parameter identification. As a result, before the operation of the valve 12 starts, the input d of the controlled object 40
(V) and the output y are obtained, and the parameter can be identified by the parameter identifier 50.

【0128】以上a)、b)、c)に示す3通りの実施
例を説明したが、これらを組み合わせてもよい。
The three embodiments shown in a), b), and c) have been described above, but these may be combined.

【0129】d)制御パラメータを更新するタイミング パラメータ同定器50で同定されたパラメータによっ
て、外乱オブザーバ30における制御モデルPm中のパ
ラメータが更新される。パラメータを更新するタイミン
グは種々考えられる。
D) Updating the control parameters The parameters in the control model Pm in the disturbance observer 30 are updated by the parameters identified by the timing parameter identifier 50. There are various possible timings for updating the parameters.

【0130】たとえば同定演算中に時々刻々得られる同
定結果に基づきパラメータを逐次更新することができ
る。
For example, the parameters can be sequentially updated based on the identification result obtained momentarily during the identification calculation.

【0131】また一定の時間を設定して、この一定時間
内で同定された各パラメータを平均化し、この平均化さ
れたパラメータを用いて更新することができる。
Further, it is possible to set a fixed time, average each parameter identified within this fixed time, and update using the averaged parameter.

【0132】また一回のレバー操作が終わるまでの間に
同定された各パラメータを平均化し、この平均化された
パラメータを用いて更新を行うこともできる。
It is also possible to average each parameter identified by the time when one lever operation is completed and update the averaged parameters.

【0133】以上説明した実施形態では制御モデルPm
のパラメータを同定する場合を想定している。
In the embodiment described above, the control model Pm
It is assumed that the parameters of will be identified.

【0134】しかし本発明してはこれに限定されること
なく、位置制御部20における制御パラメータ、たとえ
ばP、I、Dの各制御ゲインを更新する場合にも適用す
ることができる。
However, the present invention is not limited to this, and can be applied to the case of updating the control parameters in the position control unit 20, for example, the control gains of P, I and D.

【0135】図2は位置制御部20における制御ゲイン
をパラメータ同定器50で同定する実施形態を示してい
る。
FIG. 2 shows an embodiment in which the control gain in the position controller 20 is identified by the parameter identifier 50.

【0136】同図2において、図1と重複する構成要素
は同一のものであるとして説明は省略する。図2に示す
実施形態では、図1(a)の外乱オブザーバ30に相当
する構成は位置制御部20に組み入れられている。すな
わち図2に示すように位置制御部20には、スプール位
置指令Sが入力され、この位置指令Sと、制御ゲインな
どの制御パラメータとに基づいて位置制御信号uを生成
し、この位置制御信号uを、バルブ12などの油圧機器
を含む実制御対象10に対して出力する。
In FIG. 2, the same elements as those of FIG. 1 are the same and the description thereof will be omitted. In the embodiment shown in FIG. 2, a configuration corresponding to the disturbance observer 30 of FIG. 1A is incorporated in the position control unit 20. That is, as shown in FIG. 2, a spool position command S is input to the position control unit 20, a position control signal u is generated based on the position command S and a control parameter such as a control gain, and the position control signal u is generated. u is output to the actual controlled object 10 including hydraulic equipment such as the valve 12.

【0137】実制御対象10には、位置制御信号uが入
力されてバルブ12が動作し、スプール19が位置yに
位置決めされる。
The position control signal u is input to the actual controlled object 10, the valve 12 is operated, and the spool 19 is positioned at the position y.

【0138】位置制御部20における外乱オブザーバ3
0は、位置制御信号uと、実制御対象10のバルブ12
のスプール19が動作した位置yとの誤差eに基づい
て、実制御対象10に加えられる外乱を打ち消す信号を
生成し位置制御信号uとして、実制御対象10に出力す
る。
Disturbance observer 3 in position control unit 20
0 indicates the position control signal u and the valve 12 of the actual control target 10.
A signal for canceling the disturbance applied to the actual controlled object 10 is generated based on the error e from the position y at which the spool 19 is operated, and is output to the actual controlled object 10 as a position control signal u.

【0139】パラメータ同定器50は、実制御対象10
と外乱オブザーバ30とから構成される系を新たに見か
け上の制御対象40とみなし、この見かけ上の制御対象
40へ入力される信号vと、見かけ上の制御対象40か
ら出力される信号yとに基づき、位置制御部20におけ
る制御ゲインなどの制御パラメータを同定する。
The parameter identifier 50 is used for the actual controlled object 10
The system composed of the disturbance observer 30 and the disturbance observer 30 is newly regarded as the apparent controlled object 40, and the signal v input to this apparent controlled object 40 and the signal y output from the apparent controlled object 40. Based on, the control parameters such as the control gain in the position control unit 20 are identified.

【0140】以上のように本実施形態によれば、位置制
御部20で設定されている各種制御ゲインを同定して、
油温等の環境に応じて最適に調整しているので、実制御
対象10の応答を常に最適にすることができる。
As described above, according to this embodiment, various control gains set in the position control section 20 are identified,
Since the optimum control is performed according to the environment such as the oil temperature, the response of the actual controlled object 10 can be always optimized.

【0141】図3は図2の構成に、図1(b)に相当す
る構成を付加した実施形態を示している。
FIG. 3 shows an embodiment in which a structure corresponding to FIG. 1B is added to the structure of FIG.

【0142】この図3に示す構成によれば、上記a)で
説明したように、操作レバー1が操作される毎に、パラ
メータ同定器50を動作させることができ、これにより
運転中にリアルタイムにパラメータを同定することがで
きる。
According to the configuration shown in FIG. 3, the parameter identifier 50 can be operated every time the operating lever 1 is operated, as described in the above a), and in this way, the parameter identifier 50 can be operated in real time during operation. The parameters can be identified.

【0143】また図2に示す実施形態に、さらに上記
b)、c)、d)の各実施例を適宜適用することができ
る。
Further, each of the above examples b), c), and d) can be appropriately applied to the embodiment shown in FIG.

【0144】また本発明は、実施形態で説明したPID
制御や外乱オブザーバを使用した制御に限定されるもの
でなく、制御モデルに基づき制御系が構成される制御方
法、例えばH∞制御やスライディングモード制御等に対
しても適用することができる。
The present invention also relates to the PID described in the embodiment.
The present invention is not limited to the control and the control using the disturbance observer, and can be applied to a control method in which a control system is configured based on a control model, such as H ∞ control or sliding mode control.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1(a)は実施形態の制御装置の構成を示す
図で、図1(b)は図1(a)の制御装置の変形例を説
明する図である。
FIG. 1A is a diagram showing a configuration of a control device of an embodiment, and FIG. 1B is a diagram illustrating a modified example of the control device of FIG. 1A.

【図2】図2は実施形態の他の制御装置の構成を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of another control device according to the embodiment.

【図3】図3は図1の制御装置の変形例を示す図で、図
1(b)に対応する図である。
3 is a diagram showing a modification of the control device of FIG. 1, and is a diagram corresponding to FIG. 1 (b).

【図4】図4は実施形態のバルブを含む油圧回路を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a hydraulic circuit including the valve of the embodiment.

【図5】図5は図1に示すバルブの構造を示す図であ
る。
5 is a diagram showing a structure of the valve shown in FIG.

【図6】図6(a)、(b)は従来の問題点を説明する
図である。
6 (a) and 6 (b) are diagrams for explaining the conventional problems.

【図7】図7は位置制御部と実制御対象の内部構成を説
明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an internal configuration of a position control unit and an actual control target.

【図8】図8は外乱オブザーバの内部構成を説明する図
である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an internal configuration of a disturbance observer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 操作レバー 10 実制御対象 12 バルブ 20 位置制御部 30 外乱オブザーバ 31 制御モデル部 40 同定器からみた見かけ上の制御対象 50 パラメータ同定器 90 信号発生器 92 スイッチ部 1 control lever 10 Actual control target 12 valves 20 Position controller 30 Disturbance observer 31 Control model part 40 Apparent controlled object as seen from the identifier 50 parameter identifier 90 signal generator 92 Switch

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御信号を入力して動作する油圧機
器を含む実制御対象と、 前記実制御対象が制御パラメータで記述され、前記実制
御対象に制御信号が入力されたときの出力を演算して出
力する制御モデルと、 前記実制御対象の出力と、前記制御モデルの出力との誤
差に基づいて、前記実制御対象に加えられる外乱を打ち
消す信号を生成し前記制御信号を補正する外乱オブザー
バと、 前記実制御対象および前記外乱オブザーバを、見かけ上
の制御対象として、この見かけ上の制御対象の入力信号
と出力信号とに基づき、前記制御モデルの制御パラメー
タを同定するパラメータ同定器とを備えたことを特徴と
する油圧機器の制御装置におけるパラメータ同定装置。
1. An actual control target including a hydraulic device that operates by inputting a control signal, the actual control target is described by control parameters, and an output when a control signal is input to the actual control target is calculated. And a disturbance observer that corrects the control signal by generating a signal that cancels a disturbance applied to the actual control object, based on an error between the output of the actual control object and the output of the actual control object. A parameter identifier that identifies the control parameter of the control model based on the input signal and the output signal of the apparent controlled object, with the actual controlled object and the disturbance observer as the apparent controlled object. A parameter identification device in a control device for hydraulic equipment, characterized in that
【請求項2】 制御信号を入力して動作する油圧機
器を含む実制御対象と、 指令信号を入力し、この指令信号と、前記実制御対象の
出力と、制御パラメータとに基づいて制御信号を生成
し、この制御信号を、前記実制御対象に対して出力する
制御部と、 前記実制御対象の入力信号と出力信号とに基づき、前記
実制御対象に加えられる外乱を打ち消す信号を生成し前
記制御信号を補正する外乱オブザーバと、 前記実制御対象および前記外乱オブザーバを、見かけ上
の制御対象として、この見かけ上の制御対象の入力信号
と出力信号とに基づき、前記制御部の制御パラメータを
同定するパラメータ同定器とを備えたことを特徴とする
油圧機器の制御装置におけるパラメータ同定装置。
2. An actual control target including a hydraulic device that operates by inputting a control signal, and a command signal, and the control signal is generated based on this command signal, the output of the actual control target, and a control parameter. A control unit that generates the control signal and outputs the control signal to the actual control target, and generates a signal that cancels a disturbance applied to the actual control target based on the input signal and the output signal of the actual control target. A disturbance observer that corrects a control signal, and the actual control target and the disturbance observer are set as apparent control targets, and the control parameters of the control unit are identified based on the input signal and the output signal of the apparent control target. A parameter identifying device in a control device for hydraulic equipment, comprising:
【請求項3】 前記制御パラメータは、前記制御モ
デルの摩擦係数であることを特徴とする請求項1記載の
油圧機器の制御装置におけるパラメータ同定装置。
3. The parameter identification device in a control device for hydraulic equipment according to claim 1, wherein the control parameter is a friction coefficient of the control model.
【請求項4】 前記油圧機器は、操作手段によって
操作される操作弁であり、 前記操作手段を操作したことを検出し、前記操作手段を
操作したことが検出される毎に、前記パラメータ同定器
を動作させて制御パラメータを同定することを特徴とす
る請求項1または2記載の油圧機器の制御装置における
パラメータ同定装置。
4. The hydraulic device is an operation valve operated by an operation means, and the parameter identifier is detected each time the operation means is detected and the operation means is detected. 3. The parameter identification device in a control device for hydraulic equipment according to claim 1, wherein the control parameter is identified by operating the.
【請求項5】 制御パラメータ同定用の信号を発生
する信号発生器を用意し、 前記油圧機器の運転開始前に、前記信号発生器で信号を
発生させ前記実制御対象または前記制御部に入力させる
ことにより、制御パラメータを同定することを特徴とす
る請求項1または2記載の油圧機器の制御装置における
パラメータ同定装置。
5. A signal generator that generates a signal for identifying a control parameter is prepared, and a signal is generated by the signal generator and input to the actual control target or the control unit before the operation of the hydraulic equipment is started. The parameter identification device in the control device for hydraulic equipment according to claim 1 or 2, wherein the control parameter is identified thereby.
【請求項6】 前記油圧機器の運転中に、前記実制
御対象に入力される制御信号には、ディザ信号が重畳さ
れており、 ディザ信号を前記実制御対象に入力させることにより、
制御パラメータを同定することを特徴とする請求項1ま
たは2記載の油圧機器の制御装置におけるパラメータ同
定装置。
6. A dither signal is superimposed on a control signal input to the actual control target during operation of the hydraulic device, and by inputting the dither signal to the actual control target,
The parameter identification device in a control device for hydraulic equipment according to claim 1 or 2, wherein a control parameter is identified.
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