JPH01185709A - 故障検出機構付きサーボ回路 - Google Patents

故障検出機構付きサーボ回路

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JPH01185709A
JPH01185709A JP63010512A JP1051288A JPH01185709A JP H01185709 A JPH01185709 A JP H01185709A JP 63010512 A JP63010512 A JP 63010512A JP 1051288 A JP1051288 A JP 1051288A JP H01185709 A JPH01185709 A JP H01185709A
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JP
Japan
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circuit
pressure
monitor
servo
hydraulic
Prior art date
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Pending
Application number
JP63010512A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidenobu Akaho
赤穂 秀信
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Nabtesco Corp
Original Assignee
Teijin Seiki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Seiki Co Ltd filed Critical Teijin Seiki Co Ltd
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Priority to US07/296,142 priority patent/US4902947A/en
Publication of JPH01185709A publication Critical patent/JPH01185709A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0224Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
    • G05B23/0227Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions
    • G05B23/0235Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions based on a comparison with predetermined threshold or range, e.g. "classical methods", carried out during normal operation; threshold adaptation or choice; when or how to compare with the threshold

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、故障検出機構付きサーボ回路に関する。
L1立且遣 従来の故障検出機構付きサーボ回路としては、例えば第
2図に示すようなものが知られている。このものは加算
器l、電油サーボ弁2、検出器3を有し、アクチュエー
タ4のサーボ制御を行なうサーボ回路5と、サーボ回路
5に併設され、モニター加算器6およびサーボ回路5を
構成する要素を電気的に置換した置換電気回路7を有す
るモニター回路8と、前記加算器1からの制御信号aと
前記モニター加算器8からの制御信号すとを比較してサ
ーボ回路5の故障を検出する故障検出回路9と、を備え
たものである。そして、このものは、サーボ回路5の構
成要素、例えば電油サーボ弁2、検出器3等がナル故障
、ハードオーバー故障して故障検出回路9における比較
結果が一定値(許容値)以上となり、しかもこの状態が
一定時間以上継続すると、サーボ回路5が故障したと判
断するのである。
が       − しかしながら、このような故障検出機構付きサーボ回路
にあっては、アクチュエータ 4を作動させる油圧回路
10の圧力が変動する、例えば油圧源と電油サーボ弁2
との間の通路の内圧が変化、または電油サーボ弁2とア
クチュエータ 4との間の通路間に内圧差が生じると、
これに追従して電油サーボ弁2の伝達関数が変化し、こ
れにより、サーボ回路5のループゲインが変動するが、
モニター回路8のループゲインは、前記置換電気回路7
の伝達関数が一定値であるため、前述のような油圧回路
10の圧力変動に拘らず一定である。このため、前述の
ような圧力変動が生じると、サーボ回路5とモニター回
路8との間にループゲインの差が生じ、これにより、前
記制御信号aとモニター制御信号すとの間に差が生じて
しまうのである。そして、前記圧力変動が大きい場合に
は、制御信号aとモニター制御信号すとの差が一定値以
上となり、サーボ回路5が故障したと誤って判断されて
しまうという問題点がある。このような事態を防止する
ため、前記一定値を大きな値とする(許容値を広げる)
ことも考えられるが、このようにすると、故障検出の感
度が低下してしまうという問題点がある。
この発明は、高感度でサーボ回路の故障を検出すること
ができ、しかも、油圧回路に圧力変動があっても誤検出
することのない故障検出機構付きサーボ回路を提供する
ことを目的とする。
ため このような目的は、故障検出機構付きサーボ回路の油圧
回路に、該油圧回路の圧力を検出する圧力検−出器を設
けるとともに、モニター回路に、前記圧力検出器からの
圧力信号を受け、モニター回路のループゲインの値を前
記圧力値に応じて修正する修正回路を設けることにより
解決することができる。
1月 今、油圧回路に圧力変動、例えば電油サーボ弁への供給
油圧が変化したり、アクチュエータが外力を受けて電油
サーボ弁と7クチユエータとの間の通路間差圧が変化す
ると、この圧力変動によって電油サーボ弁の伝達関数が
変化し、サーボ回路のループゲインが変化する。一方、
油圧回路の圧力は圧力検出器によって検出されているた
め、圧力変動が生じると、圧力検出器からの圧力信号も
この圧力変動に応じて変化する。そして、この圧力信号
は修正回路に送られるが、修正回路は前記圧力信号の値
に応じてモニター回路のループゲインの値を修正、即ち
サーボ回路のループゲインの変動に追従させる。この結
果、制御信号とモニター制御信号との間に、油圧回路の
圧力変動に基ずく差は殆ど発生せず、故障の誤検出は生
じない、しかも、このように圧力変動による影響を無視
することができるため、前記一定値を小さな値とするこ
ともでき、故障検出の感度を向上させることも可能であ
る。
1盈1 以下、この発明の一実施例を図面に基すいて説明する。
第1図において、21はアクチュエータ22のサーボ制
御を行なうサーボ回路であり、このサーボ回路21は目
標信号Aおよび後述する帰還信号Bが入力される加算器
23を有し、この加算器23は前記両信号、A、Bを加
算し、その結果を制御信号Cとして増幅器24に送る。
この制御信号Cは増幅器24において増幅された後、回
路保護を行なうリミッタ−25を介して電油サーボ弁2
6に送られる。
この電油サーボ弁28は図示していない油圧源と7クチ
ユエータ22とを接続する油圧回路27の途中に設けら
れており、この結果、電油サーボ弁28が前記制御信号
Cによって開閉すると油圧回路27は切り換えられ、ア
クチュエータ22が作動、即ちそのピストンロッド28
が移動する。このアクチュエータ22の作動はピストン
ロー2ド28の位置を検出する検出器28によって常時
検出されており、その検出結果は帰還信号Bとして前述
したように加算器23に送られる。 31はサーボ回路
21に併設されたモニター回路であり、このモニター回
路31は前記目標信号Aおよび後述する帰還信号りが入
力されるモニター加算器32を有し、このモニター加算
器32は前記両信号A、Dを加算し、その結果をモニタ
ー制御信号Eとしてリミッタ−33を介して置換電気回
路34に送る。この置換電気回路34はアクチュエータ
22、電油サーボ弁26、検出器29(この実施例では
増幅器24が付加されているので増幅器24も含まれる
)を1個の電気回路に置換したもの、即ち前記アクチュ
エータ22、増幅器24、電油サーボ弁26、検出器2
9の伝達関数を合成した一定値の伝達関数を有する電気
回路である。ここで、前記電油サーボ弁28の伝達関数
は実際には 弐に−V1:τ7で表わされるように、油圧源と電油サ
ーボ弁26との間の供給通路35の内圧Pおよび電油サ
ーボ弁2Bと7クチユエータ22とを接続する一対の給
排通路36.37間の差圧Δp(アクチュエータ22の
2つの室の内圧差と同じ)によって変化するにも拘らず
、前記置換電気回路34に置換した場合には一定の値と
しており、この結果、前述のような問題が生じるのであ
る。このため、この実施例では、供給通路35に該供給
通路35内の圧力を検出する第1圧力検出器38を設け
るとともに、給排通路36.37に両給排通路3B、3
7間の差圧Δpを検出する第2圧力検出器313を設け
、油圧回路27の圧力を検出するようにしている。そし
て、これら第1、第2圧力検出器38.39からの圧力
信号F、Gは前記リミッタ−33と置換電気回路34と
の間のモニター回路31に設けられた修正回路40に送
られるが、該修正回路40はこれら圧力信号F、 Gの
値を前記式に代入して演算し、この演算結果をモニター
回路31に乗じてモニター回路31のループゲインをサ
ーボ回路21のループゲインの変動に応じて修正してい
るのである。前記置換電気回路34から出力された帰還
信号りは、アクチュエータ22のストロークエンドと同
一機能を果すリミッタ−41を介してモニター加算器3
2に送られる。このようにモニター回路31はモニター
加算器32、リミッタ−33、修正回路40、置換電気
回路34、リミッタ−41を閉ループを形成するよう順
次接続して構成しているのである。51は加算器23か
らの制御信号Cとモニター加算器32からのモニター制
御信号Eとを比較してサーボ回路21の故障を検出する
故障検出回路であり、この故障検出回路51は、前記制
御信号Cおよびモニター制御信号Eの双方が入力される
加算器52と、この加算器52からの加算結果が信号と
して入力される判断回路53と、を有する。この判断回
路53は、例えばサーボ回路21の増幅器24、電油サ
ーボ弁26、検出器29がナル故障、ハードオーバー故
障して前記加算結果が一定値以上となり、しかも、この
一定値以上の状態が一定時間継続すると、サーボ回路2
1が故障したと判断する。
次に、この発明の一実施例の作用について説明する。
今、目標信号Aがサーボ回路21の加算器23およびモ
ニター回路31のモニター加算器32双方に送られてい
るとする。このとき、加算器23は該目標信号Aと帰還
信号Bとを加算し、その加算結果を制御信号Cとして増
幅器24、リミッタ−25を通じて電油サーボ弁26に
送り、該電油サーボ弁2Bを加算結果に対応した量だけ
開閉させる。この結果、油圧回路27が切り換えられア
クチュエータ22が作動する。このアクチュエータ22
の作動は検出器23により常時検出され、その検出結果
が帰還信号Bとして加算器23に送られる。このように
してアクチュエータ22のサーボ制御が行なわれるので
ある。一方、モニター回路31のモニター加算器32は
前記目標信号Aとモニター回路31を一巡してきた帰還
信号りとを加算し、その加算結果をモニター制御信号E
としてリミッタ−33、修正回路40を通じて置換電気
回路34に送る。この、置換電気回路34からはリミッ
タ−41を通じてモニター加算器32に前記帰還信号り
が送られる。ここで、サーボ回路21を構成する要素、
例えば増幅器24等に故障がなく、しかも、油圧回路2
7に圧力変動がない場合には、制御信号Cの値とモニタ
ー制御信号Eの値とがほぼ等しいため、加算器52にお
ける比較結果(差)は一定値未満となり、判断回路53
はサーボ回路21が故障していないと判断する9次に、
油圧回路27の圧力が変動、例えば供給通路35内の圧
力がP′からPに変化し、給排通路36.37間の差圧
がΔp′からΔpに変化すると、この圧力変動により電
油サーボ弁28の伝達関数が 、Δシー A p / rτT倍に変化し、これにより
サーボ回路21のループゲインが変化する。ここで、油
圧回路27の圧力は常時第1、第2圧力検出器38.3
9によってそれぞれ検出されているため、油圧回路27
に圧力変動が生じると、前記第1、第2圧力検出器38
.3Sからの圧力信号F、Gの値もこの圧力変動に応じ
て変化する。そして、これらの圧力信号F、Gは修正回
路40に送られるが、修正回路40は圧力変動に応じて
変化した圧力信号F、Gの各個を 式nに代入して演算処理を行ない、その結果をモニター
回路31に乗じる。この結果、モニター回路31のルー
プゲインは修正されてサーボ回路21のループゲインに
追従する。この結果、前述のような圧力変動が生じても
、制御信号Cとモニター制御信号Eとの間には差は殆ど
発生せず、故障の誤検出は生じない、また、サーボ回路
21を構成する要素、例えば電油サーボ弁26が故障す
ると、制御信号Cの値が大きく変化するため、制御信号
Cとモニター制御信号Eとの差が一定値以上となる。し
かも、このような状態は故障が復旧しない限り続くため
一定時間以上継続する。この結果、判断回路53はサー
ボ回路2!が故障したと判断する。
なお、前述の実施例においては、修正回路40をリミッ
タ−33と置換電気回路34との間に設けたが、置換電
気回路34とリミッタ−41との間に設けるようにして
もよい、また、前述の実施例においては、供給通路35
の圧力および給排通路3B、37間の差圧の双方を、第
1圧力検出器38および第2圧力検出器3Gによって検
出するようにしたが、この発明においては、いずれか一
方の圧力のみを検出するようにしてもよい。
主」Jと汰1 以上説明したように、この発明によれば、高感度でサー
ボ回路の故障を検出することができ、しかも、油圧回路
に圧力変動があっても誤検出することはない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す一部が記号で表わさ
れた回路図、第2図は従来の故障検出機構付きサーボ回
路を示す一部が記号で表わされた回路図である。 21・・・サーボ回路   22・・・アクチュエータ
23・・・加算器     2B・・・電油サーボ弁2
7・・・油圧回路    28・・・検出器31・・・
モニター回路  32・・・モニター加算器34・・・
置換電気回路  38.39・・・圧力検出器40・・
・修正回路    51・・・故障検出回路特許出願人
    帝人製機株式会社 代理人  弁理士  多 1)敏 雄 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  目標信号を加算器を介して電油サーボ弁に送り、該電
    油サーボ弁によって油圧回路を切り換えてアクチュエー
    タを作動させるとともに、アクチュエータの作動を検出
    器で検出し前記加算器に帰還信号を送るようにしたサー
    ボ回路と、前記目標信号が入力されるモニター加算器に
    、前記電油サーボ弁、アクチュエータおよび検出器の伝
    達関数を合成した一定値の伝達関数を有する置換電気回
    路を、閉ループを形成するよう接続して構成したモニタ
    ー回路と、前記サーボ回路の加算器からの制御信号とモ
    ニター回路のモニター加算器からのモニター制御信号と
    が入力され、これら両制御信号を比較することによりサ
    ーボ回路の故障を検出する故障検出回路と、を備えた故
    障検出機構付きサーボ回路であって、前記油圧回路に該
    油圧回路の圧力を検出する圧力検出器を設けるとともに
    、モニター回路に、前記圧力検出器からの圧力信号を受
    け、モニター回路のループゲインの値を前記圧力値に応
    じて修正する修正回路を設けたことを特徴とする故障検
    出機構付きサーボ回路。
JP63010512A 1988-01-20 1988-01-20 故障検出機構付きサーボ回路 Pending JPH01185709A (ja)

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US07/296,142 US4902947A (en) 1988-01-20 1989-01-12 Servo circuit with failure detection mechanism

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