JP3204061B2 - 電空ポジショナ - Google Patents
電空ポジショナInfo
- Publication number
- JP3204061B2 JP3204061B2 JP33072695A JP33072695A JP3204061B2 JP 3204061 B2 JP3204061 B2 JP 3204061B2 JP 33072695 A JP33072695 A JP 33072695A JP 33072695 A JP33072695 A JP 33072695A JP 3204061 B2 JP3204061 B2 JP 3204061B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angle
- scaling
- signal
- stroke
- inverse
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Servomotors (AREA)
- Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源と共にデジタ
ル信号が伝送されるフイールドバスに接続されこのデジ
タル信号に対応してバルブのストロークの位置を制御し
てその弁開度を制御する電空ポジショナに係り、特に、
高速に制御信号の処理ができるように改良した電空ポジ
ショナに関する。
ル信号が伝送されるフイールドバスに接続されこのデジ
タル信号に対応してバルブのストロークの位置を制御し
てその弁開度を制御する電空ポジショナに係り、特に、
高速に制御信号の処理ができるように改良した電空ポジ
ショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来のフイールドバスに接続され
る電空ポジショナの全体構成を示す構成図である。電空
ポジショナ１０の一端はデジタル制御システムなどの図
示しない上位システムにフイールドバス１１を介して接
続されている。
る電空ポジショナの全体構成を示す構成図である。電空
ポジショナ１０の一端はデジタル制御システムなどの図
示しない上位システムにフイールドバス１１を介して接
続されている。
【０００３】フイールドバス１１には、直流の電源にデ
ジタル信号ＤSが重畳されており、この直流の電源によ
り電空ポジショナ１０などのフイールド機器の電源を賄
うと共にそのデジタル信号ＤSにより上位システムと電
空ポジショナ１０との間で双方向のデジタル通信が可能
なように構成されている。
ジタル信号ＤSが重畳されており、この直流の電源によ
り電空ポジショナ１０などのフイールド機器の電源を賄
うと共にそのデジタル信号ＤSにより上位システムと電
空ポジショナ１０との間で双方向のデジタル通信が可能
なように構成されている。
【０００４】この電空ポジショナ１０には給気圧ＰSが
供給されると共にこの給気圧ＰSを用いてデジタル信号
ＤSに対応するように出力圧Ｐ0をバルブ１４に供給して
その弁開度を制御する。そして、給気圧ＰSは給気圧メ
ータ１２によりモニタし、出力圧Ｐ0は出力圧メータ１
３によりそれぞれモニタする。
供給されると共にこの給気圧ＰSを用いてデジタル信号
ＤSに対応するように出力圧Ｐ0をバルブ１４に供給して
その弁開度を制御する。そして、給気圧ＰSは給気圧メ
ータ１２によりモニタし、出力圧Ｐ0は出力圧メータ１
３によりそれぞれモニタする。
【０００５】図３はこの電空ポジショナ１０の内部構成
を機能的に示すと共にこれに接続されるバルブ１４との
関係を示したブロック図である。入力端子１５にはフイ
ールドバス１１からバルブ１４の弁開度を設定するデジ
タル信号ＤSが入力され、偏差演算手段１６に出力され
る。
を機能的に示すと共にこれに接続されるバルブ１４との
関係を示したブロック図である。入力端子１５にはフイ
ールドバス１１からバルブ１４の弁開度を設定するデジ
タル信号ＤSが入力され、偏差演算手段１６に出力され
る。
【０００６】偏差演算手段１６は、デジタル信号ＤSの
他に、バルブ１４のステム１４Ａのストロークに対応す
るスケーリング後の正規化された位置データＰDSが入力
され、これ等の偏差を演算して偏差データＤD1としてス
ケーリング手段１７に出力する。
他に、バルブ１４のステム１４Ａのストロークに対応す
るスケーリング後の正規化された位置データＰDSが入力
され、これ等の偏差を演算して偏差データＤD1としてス
ケーリング手段１７に出力する。
【０００７】スケーリング手段１７は、この偏差データ
ＤD1をＰＩＤ（比例・積分・微分）演算に適するように
スケーリングしてＰＩＤ演算手段１８に出力する。ＰＩ
Ｄ演算手段１８は、この偏差データＤD1に対してＰＩＤ
演算を施して操作データＯDDとしてスケーリング手段１
９に出力する。
ＤD1をＰＩＤ（比例・積分・微分）演算に適するように
スケーリングしてＰＩＤ演算手段１８に出力する。ＰＩ
Ｄ演算手段１８は、この偏差データＤD1に対してＰＩＤ
演算を施して操作データＯDDとしてスケーリング手段１
９に出力する。
【０００８】スケーリング手段１９でＤ／Ａ変換器２０
に適するようにスケーリングされた操作データＯDDは、
Ｄ／Ａ変換器２０でアナログの操作信号ＯDAに変換され
てアクチュエータ２１に出力される。
に適するようにスケーリングされた操作データＯDDは、
Ｄ／Ａ変換器２０でアナログの操作信号ＯDAに変換され
てアクチュエータ２１に出力される。
【０００９】アクチュエータ２１は、給気圧ＰSが外部
の空気源から供給されておりこの給気圧ＰSを用いて操
作信号ＯDAに対応するように変換して出力圧ＰOとして
バルブ１４に出力する。
の空気源から供給されておりこの給気圧ＰSを用いて操
作信号ＯDAに対応するように変換して出力圧ＰOとして
バルブ１４に出力する。
【００１０】バルブ１４は、この出力圧ＰOによりステ
ム１４Ａを変位させて弁開度を制御する。このステム１
４Ａの変位ＸVは、角度センサ２２でアナログの角度信
号ＥVに変換されてＡ／Ｄ変換器２３に出力される。
ム１４Ａを変位させて弁開度を制御する。このステム１
４Ａの変位ＸVは、角度センサ２２でアナログの角度信
号ＥVに変換されてＡ／Ｄ変換器２３に出力される。
【００１１】Ａ／Ｄ変換器２３は、角度信号ＥVをデジ
タルの非スケーリング角度ＤVに変換してスケーリング
手段２４に出力する。スケーリング手段２４は次段の角
度／ストローク変換のためのスケーリングを実行して、
角度スケーリング信号θSとして、角度／ストローク変
換手段２５に出力する。
タルの非スケーリング角度ＤVに変換してスケーリング
手段２４に出力する。スケーリング手段２４は次段の角
度／ストローク変換のためのスケーリングを実行して、
角度スケーリング信号θSとして、角度／ストローク変
換手段２５に出力する。
【００１２】角度／ストローク変換手段２５は、角度ス
ケーリング信号θSをストロークの位置データＸAに変換
すると共に、角度センサ２２でステム１４Ａの変位ＸV
を角度信号ＥVに変換する際に生じる非直線性、Ａ／Ｄ
変換器２３でアナログの角度信号ＥVをデジタルの非ス
ケーリング角度ＤVに変換する際に生じる非直線性など
を補正する機能をも有する。
ケーリング信号θSをストロークの位置データＸAに変換
すると共に、角度センサ２２でステム１４Ａの変位ＸV
を角度信号ＥVに変換する際に生じる非直線性、Ａ／Ｄ
変換器２３でアナログの角度信号ＥVをデジタルの非ス
ケーリング角度ＤVに変換する際に生じる非直線性など
を補正する機能をも有する。
【００１３】正規化演算手段２６は、バルブ１４のステ
ム１４Ａのストロークに対応するスケーリング後の正規
化された位置データＰDS（＝０〜１）になるようにスト
ロークの位置データＸAを変換して、偏差演算手段１６
に出力する。
ム１４Ａのストロークに対応するスケーリング後の正規
化された位置データＰDS（＝０〜１）になるようにスト
ロークの位置データＸAを変換して、偏差演算手段１６
に出力する。
【００１４】以上の構成において、偏差演算手段１６、
スケーリング手段１７、ＰＩＤ演算手段１８、スケーリ
ング手段１９、スケーリング手段２４、角度／ストロー
ク変換手段２５、正規化演算手段２６などの演算は、図
示しないマイクロプロセッサ、メモリ等を用いるソフト
ウエア処理ＳＷＡにより機能実現され、また、Ｄ／Ａ変
換器２０、アクチュエータ２１、角度センサ２２、Ａ／
Ｄ変換器２３などは、ハードウエア構成ＨＷＡで実行さ
れる。
スケーリング手段１７、ＰＩＤ演算手段１８、スケーリ
ング手段１９、スケーリング手段２４、角度／ストロー
ク変換手段２５、正規化演算手段２６などの演算は、図
示しないマイクロプロセッサ、メモリ等を用いるソフト
ウエア処理ＳＷＡにより機能実現され、また、Ｄ／Ａ変
換器２０、アクチュエータ２１、角度センサ２２、Ａ／
Ｄ変換器２３などは、ハードウエア構成ＨＷＡで実行さ
れる。
【００１５】次に、以上の構成をベースとしてその動作
を簡単に説明する。偏差演算手段１６は、デジタル信号
ＤSと位置データＰDSとの偏差を演算して偏差データＤ
D1としてスケーリング手段１７を介してＰＩＤ演算手段
１８に出力する。
を簡単に説明する。偏差演算手段１６は、デジタル信号
ＤSと位置データＰDSとの偏差を演算して偏差データＤ
D1としてスケーリング手段１７を介してＰＩＤ演算手段
１８に出力する。
【００１６】ＰＩＤ演算手段１８は、この偏差データＤ
D1に対して所定の比例・積分・微分演算を実行し、スケ
ーリング手段１９とＤ／Ａ変換器２０を介して、アクチ
ュエータ２１を制御してその出力圧ＰOを変更してバル
ブ１４のステム１４Ａを変位させる。
D1に対して所定の比例・積分・微分演算を実行し、スケ
ーリング手段１９とＤ／Ａ変換器２０を介して、アクチ
ュエータ２１を制御してその出力圧ＰOを変更してバル
ブ１４のステム１４Ａを変位させる。
【００１７】この変位は角度センサ２２、Ａ／Ｄ変換器
２３、スケーリング手段２４、角度／ストローク変換手
段２５、正規化演算手段２６を介して位置データＰDSと
して帰還され、最終的に安定した状態では、デジタル信
号ＤSに対応する弁開度に設定される。
２３、スケーリング手段２４、角度／ストローク変換手
段２５、正規化演算手段２６を介して位置データＰDSと
して帰還され、最終的に安定した状態では、デジタル信
号ＤSに対応する弁開度に設定される。
【００１８】次に、電空ポジショナの主要な静特性を決
定する負帰還部の構成について、図４に示す説明図を用
いてさらに具体的に説明する。先ず、角度センサ２２の
アームがバルブ１４のステム１４Ａの上を移動するスト
ロークＸVの変化範囲を（ＸV0〜ＸVf）とし、その中心
点をＸVcとする。
定する負帰還部の構成について、図４に示す説明図を用
いてさらに具体的に説明する。先ず、角度センサ２２の
アームがバルブ１４のステム１４Ａの上を移動するスト
ロークＸVの変化範囲を（ＸV0〜ＸVf）とし、その中心
点をＸVcとする。
【００１９】次に、この変化範囲（ＸV0〜ＸVf）に対応
する角度センサ２２の回動の角度θ Vの変化範囲を（θ
V0〜θVf）とすると、角度センサ２２は、物理量である
角度θVをアナログの電気信号である角度信号ＥV（ＥV0
〜ＥVf）に変換する。
する角度センサ２２の回動の角度θ Vの変化範囲を（θ
V0〜θVf）とすると、角度センサ２２は、物理量である
角度θVをアナログの電気信号である角度信号ＥV（ＥV0
〜ＥVf）に変換する。
【００２０】Ａ／Ｄ変換器２３は、この角度信号ＥVを
デジタルの非スケーリング角度ＤV（Ｄ0〜Ｄf）に変換
する。この後、スケーリング手段２４で角度／ストロー
ク変換手段２５のためのスケーリングを実行して、角度
スケーリング信号θS（θS0〜θSf）として角度／スト
ローク変換手段２５に出力する。
デジタルの非スケーリング角度ＤV（Ｄ0〜Ｄf）に変換
する。この後、スケーリング手段２４で角度／ストロー
ク変換手段２５のためのスケーリングを実行して、角度
スケーリング信号θS（θS0〜θSf）として角度／スト
ローク変換手段２５に出力する。
【００２１】スケーリング手段２４は、取り敢えず直線
近似として θS＝（ＤV−Ｄ0）（θSf〜θS0）／（Ｄf−Ｄ0）＋θS0 （１） のスケーリング演算を実行する。
近似として θS＝（ＤV−Ｄ0）（θSf〜θS0）／（Ｄf−Ｄ0）＋θS0 （１） のスケーリング演算を実行する。
【００２２】角度／ストローク変換手段２５では、角度
スケーリング信号θSをストロークの位置データＸA（Ｘ
A0〜ＸAf）に変換するのであるが、実際には角度センサ
２２などに非直線性があるので、この非直線性をも補正
する。
スケーリング信号θSをストロークの位置データＸA（Ｘ
A0〜ＸAf）に変換するのであるが、実際には角度センサ
２２などに非直線性があるので、この非直線性をも補正
する。
【００２３】この角度スケーリング信号θSを位置デー
タＸAに変換する際に生じる非直線補正は、次のような
演算で実行される。 ＸA＝ＸVC＋ＬV・tanθS＋αC （２）
タＸAに変換する際に生じる非直線補正は、次のような
演算で実行される。 ＸA＝ＸVC＋ＬV・tanθS＋αC （２）
【００２４】ここで、角度センサ２２の回動中心からス
テム１４Ａまでの長さＬVは ＬV＝（ＸVf−ＸV0）／（tan|θV0|＋tan|θVf|） （３） で表わすことができる。また、ＸVCは、 ＸVC＝（ＸVf−ＸV0）／２ で近似する。
テム１４Ａまでの長さＬVは ＬV＝（ＸVf−ＸV0）／（tan|θV0|＋tan|θVf|） （３） で表わすことができる。また、ＸVCは、 ＸVC＝（ＸVf−ＸV0）／２ で近似する。
【００２５】また、角度θSの中心での折れ線補正値αC
は、 αC＝β0［１−|θS−（θS0＋θSf）／２| ／|θSf−（θS0＋θSf）／２|］ （４） となる。但し、β0は角度θSの中心での最大補正量の設
定値である。
は、 αC＝β0［１−|θS−（θS0＋θSf）／２| ／|θSf−（θS0＋θSf）／２|］ （４） となる。但し、β0は角度θSの中心での最大補正量の設
定値である。
【００２６】次に、正規化演算手段２６の機能について
説明する。ここでは、次式に従って正規化演算を実行す
る。０と１との間になるように正規化された位置データ
ＰDSは、この位置データＰDSの０はバルブ１４のストロ
ークＸVの変化範囲（ＸV0〜ＸVf）のうちのＸV0に、１
はＸVfにそれぞれ対応する値である。
説明する。ここでは、次式に従って正規化演算を実行す
る。０と１との間になるように正規化された位置データ
ＰDSは、この位置データＰDSの０はバルブ１４のストロ
ークＸVの変化範囲（ＸV0〜ＸVf）のうちのＸV0に、１
はＸVfにそれぞれ対応する値である。
【００２７】この演算は、 ＰDS＝［（ＸA−ＸA0）（１−０）／（ＸAf−ＸA0）］＋０ ＝（ＸA−ＸA0）／（ＸAf−ＸA0） （５） となる。
【００２８】 但し、 ＸA0＝ＸVC＋ＬV・tanθS0 （６） ＸAf＝ＸVC＋ＬV・tanθSf （７） である。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような電空ポジショナは、次に説明するような問題点が
ある。図３に示す電空ポジショナはソフトウエア処理Ｓ
ＷＡとハードウエア構成ＨＷＡとで制御ループを形成し
ているが、制御ループ内の制御速度に影響を与えるの
は、ソフトウエア処理ＳＷＡの部分である。
ような電空ポジショナは、次に説明するような問題点が
ある。図３に示す電空ポジショナはソフトウエア処理Ｓ
ＷＡとハードウエア構成ＨＷＡとで制御ループを形成し
ているが、制御ループ内の制御速度に影響を与えるの
は、ソフトウエア処理ＳＷＡの部分である。
【００３０】このソフトウエア処理ＳＷＡの部分でのマ
イクロプロセッサによるソフトによる情報処理は（１）
〜（７）式で示すように複雑な演算を実行する関係から
その処理負荷が重いので、十分な制御速度を得ることが
できない。
イクロプロセッサによるソフトによる情報処理は（１）
〜（７）式で示すように複雑な演算を実行する関係から
その処理負荷が重いので、十分な制御速度を得ることが
できない。
【００３１】そこで、高速処理を実現するためには、高
速のマイクロプロセッサを導入することとなるが、この
ようにすると他方では回路で消費する電流が増大すると
いう不都合が生じる。
速のマイクロプロセッサを導入することとなるが、この
ようにすると他方では回路で消費する電流が増大すると
いう不都合が生じる。
【００３２】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための構成として、電源と共にデジタル信号が
伝送されるフイールドバスに接続されこのデジタル信号
に対応してバルブのストロークの位置を制御してその弁
開度を制御する電空ポジショナにおいて、正規化された
先のデジタル信号を所定の関数関係をもって先のストロ
ークの位置データに変換する正規化逆変換手段と、この
位置データを先のストロークに連動する角度センサで検
出する検出角度に対応する角度スケーリング信号に逆変
換すると共に先の角度センサの非直線性をも補正する角
度逆変換手段と、先の角度スケーリング信号を逆スケー
リングして非スケーリング角度に逆変換する逆スケーリ
ング手段と、この非スケーリング角度と先の角度センサ
から出力される角度信号との偏差を演算しこの偏差に対
して比例・積分・微分の各演算のうち少なくとも一つの
演算を施して先のバルブを制御する演算制御手段とを具
備するようにしたものである。
解決するための構成として、電源と共にデジタル信号が
伝送されるフイールドバスに接続されこのデジタル信号
に対応してバルブのストロークの位置を制御してその弁
開度を制御する電空ポジショナにおいて、正規化された
先のデジタル信号を所定の関数関係をもって先のストロ
ークの位置データに変換する正規化逆変換手段と、この
位置データを先のストロークに連動する角度センサで検
出する検出角度に対応する角度スケーリング信号に逆変
換すると共に先の角度センサの非直線性をも補正する角
度逆変換手段と、先の角度スケーリング信号を逆スケー
リングして非スケーリング角度に逆変換する逆スケーリ
ング手段と、この非スケーリング角度と先の角度センサ
から出力される角度信号との偏差を演算しこの偏差に対
して比例・積分・微分の各演算のうち少なくとも一つの
演算を施して先のバルブを制御する演算制御手段とを具
備するようにしたものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図１は本発明の実施の１形態を
示した機能ブロック図である。なお、以下の説明におけ
る符号は、図３、図４との対比を容易にするために、図
３、図４に対応する場合は、原則として符号を変えずに
そのまま使用することとし、まぎらわしくなる場合に限
って符号を変更する。
て図を用いて説明する。図１は本発明の実施の１形態を
示した機能ブロック図である。なお、以下の説明におけ
る符号は、図３、図４との対比を容易にするために、図
３、図４に対応する場合は、原則として符号を変えずに
そのまま使用することとし、まぎらわしくなる場合に限
って符号を変更する。
【００３４】入力端子１５にはフイールドバス１１から
バルブ１４の弁開度を設定するデジタル信号ＤSが入力
されているが、このデジタル信号ＤSは０と１で正規化
された位置データＰDSに対応するものとして入力されて
いる。
バルブ１４の弁開度を設定するデジタル信号ＤSが入力
されているが、このデジタル信号ＤSは０と１で正規化
された位置データＰDSに対応するものとして入力されて
いる。
【００３５】デジタル信号ＤSは、正規化逆変換手段２
７に入力され、ここで逆変換されてストロークの位置デ
ータＸBとして出力される。この正規化逆変換手段２７
は正規化演算手段２６の逆変換に対応する演算であり、
具体的には、 ＸA＝（ＸBf−ＸB0）ＤS＋ＸB0 （８） の式にしたがう演算がなされる。
７に入力され、ここで逆変換されてストロークの位置デ
ータＸBとして出力される。この正規化逆変換手段２７
は正規化演算手段２６の逆変換に対応する演算であり、
具体的には、 ＸA＝（ＸBf−ＸB0）ＤS＋ＸB0 （８） の式にしたがう演算がなされる。
【００３６】角度逆変換手段２８は、この位置データＸ
Bを、次式にしたがって角度スケーリング信号θTに逆変
換する。この角度逆変換手段２８は角度／ストローク変
換手段２５の逆変換に対応する演算であり、具体的に
は、 θT＝tan-1［（ＸB−ＸVC−αC）／ＬV］ ≒tan-1［（ＸB−ＸVC）／ＬV］＋γC （９） の式にしたがう演算がなされる。
Bを、次式にしたがって角度スケーリング信号θTに逆変
換する。この角度逆変換手段２８は角度／ストローク変
換手段２５の逆変換に対応する演算であり、具体的に
は、 θT＝tan-1［（ＸB−ＸVC−αC）／ＬV］ ≒tan-1［（ＸB−ＸVC）／ＬV］＋γC （９） の式にしたがう演算がなされる。
【００３７】ただし、 γC＝β1［１−|ＸB−（ＸB0＋ＸBf）／２|／|ＸBf−
（ＸB0＋ＸBf）／２|］ である。
（ＸB0＋ＸBf）／２|］ である。
【００３８】そして、γCは非直線性の折れ線補正値
を、β1はＸVCでの最大補正量の設定値を意味する。こ
の場合の非直線性補正としてはストロークの中心点ＸVC
の１点での折れ線補正として説明したが、他の折れ線補
正や最小自乗近似でもよい。
を、β1はＸVCでの最大補正量の設定値を意味する。こ
の場合の非直線性補正としてはストロークの中心点ＸVC
の１点での折れ線補正として説明したが、他の折れ線補
正や最小自乗近似でもよい。
【００３９】逆スケーリング手段２９は、角度スケーリ
ング信号θTを非スケーリング角度ＤPに逆変換する。こ
の逆スケーリング手段２９はスケーリング手段２４の逆
変換に対応する演算であり、具体的には、 ＤP＝（θT−θT0）（Ｄf−Ｄ0）／（θTf〜θT0） （１０） の式にしたがう演算がなされる。
ング信号θTを非スケーリング角度ＤPに逆変換する。こ
の逆スケーリング手段２９はスケーリング手段２４の逆
変換に対応する演算であり、具体的には、 ＤP＝（θT−θT0）（Ｄf−Ｄ0）／（θTf〜θT0） （１０） の式にしたがう演算がなされる。
【００４０】ただし、 θTf＝tan-1［（ＸBf−ＸVC）／ＬV］ θT0＝tan-1［（ＸB0−ＸVC）／ＬV］ である。
【００４１】そして、偏差増幅手段３０は、角度センサ
２２とＡ／Ｄ変換器２３を介して得られる角度信号ＦVD
と非スケーリング角度ＤVとの偏差ＤD2を演算してＰＩ
Ｄ演算手段１８に出力する。
２２とＡ／Ｄ変換器２３を介して得られる角度信号ＦVD
と非スケーリング角度ＤVとの偏差ＤD2を演算してＰＩ
Ｄ演算手段１８に出力する。
【００４２】ＰＩＤ演算手段１８はこの偏差ＤD2に対し
てＰＩＤ演算を施して操作信号ＯDとして出力する。ス
ケーリング手段１９はこの操作信号ＯDをＤ／Ａ変換器
２０の変換に適するようにスケーリングを行い、Ｄ／Ａ
変換器２０とアクチュエータ２１を介してバルブ１４の
開度を制御する。
てＰＩＤ演算を施して操作信号ＯDとして出力する。ス
ケーリング手段１９はこの操作信号ＯDをＤ／Ａ変換器
２０の変換に適するようにスケーリングを行い、Ｄ／Ａ
変換器２０とアクチュエータ２１を介してバルブ１４の
開度を制御する。
【００４３】そして、偏差増幅手段３０、ＰＩＤ演算手
段１８、スケーリング手段１９などにより演算制御手段
を構成している。なお、正規化逆変換手段２７、角度逆
変換手段２８、逆スケーリング手段２９、偏差増幅手段
３０、ＰＩＤ演算手段１８、スケーリング手段１９など
は、図示しないマイクロプロセッサ及びメモリ等を用い
たソフトウエア処理ＳＷＢにより機能実現される。ハー
ドウエア構成ＨＷＢはハードウエア構成ＨＷＡと同一で
ある。
段１８、スケーリング手段１９などにより演算制御手段
を構成している。なお、正規化逆変換手段２７、角度逆
変換手段２８、逆スケーリング手段２９、偏差増幅手段
３０、ＰＩＤ演算手段１８、スケーリング手段１９など
は、図示しないマイクロプロセッサ及びメモリ等を用い
たソフトウエア処理ＳＷＢにより機能実現される。ハー
ドウエア構成ＨＷＢはハードウエア構成ＨＷＡと同一で
ある。
【００４４】また、正規化逆変換手段２７、角度逆変換
手段２８、逆スケーリング手段２９、偏差増幅手段３
０、ＰＩＤ演算手段１８、スケーリング手段１９、Ｄ／
Ａ変換器２０、アクチュエータ２１、角度センサ２２、
Ａ／Ｄ変換器２３などで電空ポジショナ３１を構成して
いる。
手段２８、逆スケーリング手段２９、偏差増幅手段３
０、ＰＩＤ演算手段１８、スケーリング手段１９、Ｄ／
Ａ変換器２０、アクチュエータ２１、角度センサ２２、
Ａ／Ｄ変換器２３などで電空ポジショナ３１を構成して
いる。
【００４５】以上説明したように、図３に示す従来の構
成では偏差を求めるための偏差増幅手段１６での突き合
わせが上位システムから伝送された位置データＰDSで行
われているのに対し、図１に示す本実施の態様における
偏差増幅手段３０では非スケーリング角度ＤVでの突き
合わせとなっている。
成では偏差を求めるための偏差増幅手段１６での突き合
わせが上位システムから伝送された位置データＰDSで行
われているのに対し、図１に示す本実施の態様における
偏差増幅手段３０では非スケーリング角度ＤVでの突き
合わせとなっている。
【００４６】このため、従来は制御ループ内の演算とし
て行っていたスケーリング手段２４、角度／ストローク
変換手段２５、正規化演算手段２６の信号処理は、位置
データＰDSに対する逆算という形で、それぞれ制御ルー
プ外の正規化逆変換手段２７、角度逆変換手段２８、逆
スケーリング手段２９に置き換えられている。
て行っていたスケーリング手段２４、角度／ストローク
変換手段２５、正規化演算手段２６の信号処理は、位置
データＰDSに対する逆算という形で、それぞれ制御ルー
プ外の正規化逆変換手段２７、角度逆変換手段２８、逆
スケーリング手段２９に置き換えられている。
【００４７】これに伴い、ＰＩＤ演算手段１８は角度セ
ンサ２２から得られる直接の角度信号である非スケーリ
ング角度ＤVとなるが、Ａ／Ｄ変換器２３の分解能はそ
のまま変わらずに演算に反映される。
ンサ２２から得られる直接の角度信号である非スケーリ
ング角度ＤVとなるが、Ａ／Ｄ変換器２３の分解能はそ
のまま変わらずに演算に反映される。
【００４８】一方、偏差増幅手段３０を境として要求さ
れる演算の速度が異なる。すなわち、偏差増幅手段３０
の後段側に位置するＰＩＤ演算手段１８、スケーリング
手段１９、Ｄ／Ａ変換器２０、アクチュエータ２１、バ
ルブ１４、角度センサ２２、Ａ／Ｄ変換器２３で構成さ
れるループではバルブ１４の制御をする関係から、例え
ば数ｍｓ〜数１０ｍｓ程度の周期で高速の更新演算が必
要である。
れる演算の速度が異なる。すなわち、偏差増幅手段３０
の後段側に位置するＰＩＤ演算手段１８、スケーリング
手段１９、Ｄ／Ａ変換器２０、アクチュエータ２１、バ
ルブ１４、角度センサ２２、Ａ／Ｄ変換器２３で構成さ
れるループではバルブ１４の制御をする関係から、例え
ば数ｍｓ〜数１０ｍｓ程度の周期で高速の更新演算が必
要である。
【００４９】これに対して、偏差増幅手段３０の前段側
に位置する正規化逆変換手段２７、角度逆変換手段２
８、逆スケーリング手段２９での演算は、調節計などの
上位システムからの設定信号であるデジタル信号ＤSに
対する演算であるので、１００ｍｓ〜数１００ｍｓ程度
のサンプリング周期の低速の演算で良く、消費電力の低
現に寄与する点が大きい。
に位置する正規化逆変換手段２７、角度逆変換手段２
８、逆スケーリング手段２９での演算は、調節計などの
上位システムからの設定信号であるデジタル信号ＤSに
対する演算であるので、１００ｍｓ〜数１００ｍｓ程度
のサンプリング周期の低速の演算で良く、消費電力の低
現に寄与する点が大きい。
【００５０】したがって、本実施の態様によれば、高速
演算部と低速演算部とを分離するようにしたので、マイ
クロプロセッサでの処理負荷を軽減させることができ、
このため低消費電力を維持しながら、高速の制御を確保
することができる。なお、今までの説明では、ステム１
４Ａの変位を検出するのに角度センサ２２を使用した
が、これに限られず他の位置センサでも良い。
演算部と低速演算部とを分離するようにしたので、マイ
クロプロセッサでの処理負荷を軽減させることができ、
このため低消費電力を維持しながら、高速の制御を確保
することができる。なお、今までの説明では、ステム１
４Ａの変位を検出するのに角度センサ２２を使用した
が、これに限られず他の位置センサでも良い。
【００５１】
【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように本発明によれば、高速演算の必要な機能
と低速演算で済む機能とを分離した演算機能としたの
で、マイクロプロセッサでの処理負荷を大幅に軽減させ
ることができ、このため低消費電力を維持しながら、高
速の制御を確保することができようになった。
説明したように本発明によれば、高速演算の必要な機能
と低速演算で済む機能とを分離した演算機能としたの
で、マイクロプロセッサでの処理負荷を大幅に軽減させ
ることができ、このため低消費電力を維持しながら、高
速の制御を確保することができようになった。
【図１】本発明の１実施の形態を示す機能ブロック図で
ある。
ある。
【図２】従来のフイールドバスに接続される電空ポジシ
ョナの全体構成を示す構成図である。
ョナの全体構成を示す構成図である。
【図３】図２に示す電空ポジショナの内部構成を機能的
に示したブロック図である。
に示したブロック図である。
【図４】図２に示す電空ポジショナの負帰還部の構成を
説明する説明図である。
説明する説明図である。
１０、３１ 電空ポジショナ １１ フイールドバス １４ バルブ １６、３０ 偏差演算手段 １７、１９、２４ スケーリング手段 １８ ＰＩＤ演算手段 ２１ アクチュエータ ２２ 角度センサ ２５ 角度／ストローク変換手段 ２６ 正規化演算手段 ２７ 正規化逆変換手段 ２８ 角度逆変換手段 ２９ 逆スケーリング手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F15B 9/07 F15B 5/00 F16K 37/00
Claims (1)
- 【請求項１】電源と共にデジタル信号が伝送されるフイ
ールドバスに接続されこのデジタル信号に対応してバル
ブのストロークの位置を制御してその弁開度を制御する
電空ポジショナにおいて、 正規化された前記デジタル信号を所定の関数関係をもっ
て前記ストロークの位置データに変換する正規化逆変換
手段と、この位置データを前記ストロークに連動する角
度センサで検出する検出角度に対応する角度スケーリン
グ信号に逆変換すると共に前記角度センサの非直線性を
も補正する角度逆変換手段と、前記角度スケーリング信
号を逆スケーリングして非スケーリング角度に逆変換す
る逆スケーリング手段と、この非スケーリング角度と前
記角度センサから出力される角度信号との偏差を演算し
この偏差に対して比例・積分・微分の各演算のうち少な
くとも一つの演算を施して前記バルブを制御する演算制
御手段とを具備することを特徴とする電空ポジショナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33072695A JP3204061B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 電空ポジショナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33072695A JP3204061B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 電空ポジショナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09170602A JPH09170602A (ja) | 1997-06-30 |
| JP3204061B2 true JP3204061B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=18235880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33072695A Expired - Fee Related JP3204061B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 電空ポジショナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3204061B2 (ja) |
-
1995
- 1995-12-19 JP JP33072695A patent/JP3204061B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09170602A (ja) | 1997-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4823517B2 (ja) | 補償済センサ出力のための装置及び方法 | |
| KR920013055A (ko) | 미끄러짐 방식 제어 체계 | |
| JP3204061B2 (ja) | 電空ポジショナ | |
| JP4247699B2 (ja) | 非線形制御対象のフィードバック制御方法 | |
| JPS6029292A (ja) | ロボツトの腕制御方式 | |
| JPH05343994A (ja) | アナログ信号レベル変換回路 | |
| JP2001221201A (ja) | 電空ポジショナ | |
| JPS6170612A (ja) | 産業用ロボツトの制御装置 | |
| JP2625705B2 (ja) | デイジタル電流制御サーボドライバ | |
| JPS6279509A (ja) | デジタル式サ−ボアンプ | |
| SU1282076A2 (ru) | Нелинейное корректирующее устройство | |
| RU1818568C (ru) | Система регулировани числа Маха в аэродинамической трубе | |
| JPS58158303A (ja) | タ−ビン制御装置 | |
| JPH1182405A (ja) | バルブポジショナ | |
| JPH11327755A (ja) | 入力装置 | |
| JPH0353302A (ja) | ディジタルコントローラのパルス出力装置 | |
| KR100468825B1 (ko) | 회전형액츄에이터의피봇베어링의마찰특성보상방법및그장치 | |
| JP2004062754A (ja) | アナログ・ディジタルハイブリッド制御装置 | |
| JPH0391801A (ja) | 非線形動特性を有する対象の制御装置 | |
| JPH0341124Y2 (ja) | ||
| JP2001044833A (ja) | Ｄ／ａ変換回路 | |
| RU1817058C (ru) | Система управлени электроприводом | |
| JPH02147909A (ja) | 圧力センサの利得調整装置 | |
| SU553101A1 (ru) | Устройство дл управлени манипул тром | |
| JP2980409B2 (ja) | 操作端特性補正方法およびプロセス制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080629 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090629 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100629 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100629 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110629 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130629 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140629 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |