JPH02168001A - 油圧サーボ制御装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、圧延機の油圧圧下などに用いられる油圧サ
ーボ制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の油圧サーボ制御装置は、例えば石川島播磨技報第
２３巻第２号頁１１５〜頁１２０の如く、第２図の通り
構成されている。図において、（１）は油圧圧下シリン
ダ、（２）は前記油圧圧下シリンダ（１）に流入・流出
する油量を制御するサーボ弁、（３）は前記サーボ弁１
２）の開度を制御するサーボ弁制御装置、（４）は前記
油圧圧下シリンダ（１）の目標位置を設定する設定器で
、目標位Ｗ（Ｐ）を前記サーボ弁制御装置（３）に出力
するもの、１５）は前記油圧圧下シリンダ（１）の実理
位置を検出する検出器で一実積位置（Ｐ）を前記サーボ
弁制御装置（３）に出力するものである。

前記サーボ弁制御装置（３）は前記油圧圧下シリンダ（
１）の実理位置（ト）が前記目標位＠（Ｐ）に一致する
様に前記サーボ弁（２）の開度を制御し、もって前記油
圧圧下シリンダｆ１）に流入・流出する油量を制御して
油圧圧下シリンダ（１）の位１べを制御するものである
。

この制御ブロック図を第３図に示す。図においてＳはラ
プラス演算子である。油圧圧下シリンダ（１）は積分要
素（積分ゲインＢ）として表わされる。

サーボ弁（２）は−次遅れ要素（ゲインＡ、時定数Ｔ）
で近似できる。サーボ弁制御装置＋３＋は油圧圧下シリ
ンダ（１）の目標位置（Ｐ　）と同実積位晰刀との位置
差（ΔＰ）を入力として比例制御（制御ゲインＫ）を行
なう。ここで図において、ブロック（２）の出力にΔＤ
を加算して、ブロック＋１１の入力としているが、この
ΔＤは前記サーボ弁（２）の中立点のずれなどの外乱要
素を表わす。

ここで、第３図における伝達関係は下記（１）式となる
。

位１ｆｆ（Ｐ）に対し、Ｃ・ΔＤの定常偏差（オフセッ
ト）を有することとなる。（例図：第５図）Ｐ＝Ｐ　＋
ｃ・ΔＤ −万一上記の定常偏差を解消する目的で前記サーボ弁制
御装置１３＋を比例＋積分制御とすることも知られてい
る。積分制御の積分ゲインをαとしたブロック図を第４
図に示す。

第４図における伝達関数は下記（６）式となる。

・・・（１） 但し　ｄ＝− α ・・・（７） ・・・（６） 上記（１）式より定常状態においては、下記（５）式が
成立し、油圧圧下シリンダ（１）の実積位１ｆｔ（Ｐ）
は目標この場合、定常状態においては、下記（１１Ｊ式
が成立し定常偏差は無い（前記ｆ５）式と比較されたい
）。

＊ Ｐ千Ｐ　　　・・・ｆｉｌｌ 但し、比例＋積分制御とした場合は制御時のオーバーシ
ュート量が大きくなり、また制御系が不安定になり易い
など、制御特性が劣化する欠点を有することが一般的に
知られている（例図：＠６図）。

〔発明が解決しようとする課題］ 従来の油圧サーボ制御装置は以上の様に構成されている
ので、外乱による定常偏差が残ったり。

または制御特性が劣化するなどの課題があった。

この発明は上記の様な課題を解決するためになされたも
ので、外乱による定常偏差を残すことなく、かつ制御特
性が良好な油圧サーボ制御装置を得ることを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る油圧サーボ制御装置は、サーボ弁制御装
置に比例制御器と積分制御器とを備え、さらに、積分制
御器の積分動作を実施または停止させる積分動作制御器
を備えたものである。

［作用］ この発明におけるサーボ弁制御装置は一油圧圧下シリン
ダの目標位置が一定不変の間は比例士積分制御を行ない
、外乱による定常偏差を吸収する。

−万一油圧圧下シリンダの目標位置が変化する間は積分
制御の動作を停止し、比例制御＋積分値（積分動作停止
時の値）の出力を行ない、もって制御特性が良好でかつ
定常偏差が小さい油圧サーボの制御を行なう。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１６）は比例制御器で、油圧圧下シリンダ
目標位ｆｆ１（Ｐ）と油圧圧下シリンダ実債位置刀との
位置差（ΔＰ）を入力として比例制御するもの、（７）
は積分制御器で一前記位置差（ΔＰ）を入力として積分
制御するもの、（８）は積分動作制御器で、油圧圧下シ
リンダ目標位Ｒ（Ｐ＊）の動作に従い前記積分制御器（
７）の積分動作を実施又は停止させるものである。前記
比例制御器「６）の出力と前記積分制御器（７）の出力
を加え合わせて、サーボ弁（２）の入力とする。

次に動作について説明する。

前記比例制御器（６）は常イこ前記位置差（ΔＰ）ｔこ
比例した出力を前記サーボ弁（２）に伝える。これは、
第３図で説明した機能に相当し、前記（５）式の通り外
乱ΔＤによる定常偏差が生じるが、制御上の安定性は前
記（１）式及び第５図の如く良好である。次いて前記積
分制御器（７）は、前記位置差（ΔＰ）を積分制御し、
その出力は前記比例制御器（６）の出力と加え合わされ
て、前記サーボ弁（２）に入力される。

これは第４図で説明した機能に相当し、前記ｌｌｌｌ式
の通り、外乱ΔＤによる定常偏差を解消する。但し、オ
ーバーシュート量が大きくなるなどの欠点は前記説明の
通りである。

次いで前記積分動作制御器（８）の動作を第７図におい
て説明すると、油圧圧下シリンダ目標位置＊ （Ｐ　）が一定不変の間は積分動作を実施させる（図Ａ
部）。

＊ 一方、油圧圧下シリンダ目標位ｆｆ１（Ｐ）が変化する
間は積分動作を停止させる（図Ｂ部）。目標位ｉ＠（Ｐ
）の変化が停止し一定不変となると、規定時間後に積分
動作を再開させる。再開する迄の規定時間内は、積分動
作を停止させたままである。

前記４！分制御器（７）は、上記の様な積分動作制御器
（８）の動作制御に従い積分動作の実施又は停止を行な
う。即ち、積分動作実施中は、前記め通り、前記位置差
（ΔＰ）の債分制ｆ＃　（積分動作〕を実施する。この
期間中はいわゆる比例＋積分制御を実施しており、外乱
による定常偏差を吸収する。こ＊ の間、油圧圧下シリンダ目標位ｆＷ（Ｐ）は一定不変で
あるため、比例士積分制御の欠点であるオーバーシュー
ト量の大きさは表面化しない。また制御系が不安定にな
り易い場合には一積分制御の制御ゲインを小さく設定す
ることにより、安定化できる。サーボ弁の中立点のずれ
などに起因する外乱はその変化度が小さいため一積分制
御のゲインが小さくても、定常偏差の吸収を十分に成り
得る。

次に積分動作停止中は、積分制御器（７）は積分動作を
停止し、その出力は積分動作停止時の値を保持する。こ
の保持された出力は、積分動作停止時の外乱により生じ
る定常偏差を解消する制御器に相当する。この積分動作
停止期間中は、制御としてはいわゆる比例制御を実施し
ており、オーバーシュート量が小さく、制御系の安定性
も高い良好な制御特性が得られる。更に一前記保持され
た積分制御器（７）の出力により、定常偏差が解消され
ているため、外乱による定常偏差はゼロ又は微小量であ
る。積分動作停止中に一外乱団が変化した場合は、外乱
に伴う定常偏差量も変化するため、前記保持された積分
制御器（７）の出力による定常偏差の解消量以外に定常
偏差か発生するが、外乱量の変化度が小さいため、上記
定常偏差の変動１辻は微小であり、問題とはならない。

次に一前記油圧圧下シリンダ目標位置（Ｐ　）が再度一
定不変となると、前記積分制御器（７）は積分動作を再
開し、その出力は先に保持された積分値から連続した積
分制御出力となる。この再開した積分側ａ劾作によって
、先に積分動作停止中に生じたわずかな定常偏差の変動
量は再度解消され、定常偏差はゼロに戻る。

なお、上記実施例では、油圧圧下シリンダ目標＊ 位置（Ｐ　）が変化中は積分動作を停止し、目標位ｔｄ
（Ｐ）が一定不変中は積分動作を実施するものとしたが
−例えば通常は目標位Ｎ（Ｐ）の変化の有無にかかわら
ず積分動作は停止のままとじ一特定の限られた時点のみ
積分動作を実施するものとしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明１こよればサーボ弁制御に対す
る積分制御動作を実施又は停止するよう１こ構成したの
で、外乱による定常偏差をゼロ又は微小にでき、また制
御りのオーバーシュート量が小さくかつ安定性が高い良
好な制御特性を有した油圧サーボ制御装置が得られる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による油圧サーボ制御装置
を示す構成図−第２図は従来の油圧サーボ制御装置を示
す構成図−第３図及び第４図は制御ブロック図、第５図
及びｊ＠　６１９＜Ｉは動作説明図、＠７図はこの発明
による積分動作の説明図である。 図において、（１）は油圧圧下シリンダ、（２）はサー
ボ弁、１３１はサーボ弁制御装置、１４）は油圧圧下シ
リンダ目標位置設定器、（５）は油圧圧下シリンダ実理
位置検出器、（６）は比例制御器、（７）は積分制御器
。 （８）は積分動作制御器である。 なお−図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油圧圧下シリンダと、前記油圧圧下シリンダに流入・流
   出する油量を制御するサーボ弁と、前記サーボ弁の開度
   を制御するサーボ弁制御装置とを備えた油圧サーボ制御
   装置において、前記サーボ弁制御装置は、前記油圧圧下
   シリンダの目標位置と同実積位置との位置差を入力とし
   て比例制御する制御器と、前記位置差を入力として積分
   制御する制御器と、前記積分制御器の積分動作を実施又
   は停止させる積分動作制御器とを備えていることを特徴
   とする油圧サーボ制御装置。