JPH04203603A - 流体アクチュエータの制御装置 - 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】

本発明は、流体アクチュエータの作動位置、速度、圧力
を１つの制御弁と３つのフィートパック制御ループによ
って切り換え制御する流体アクチュエータの制御装置に
関する。

【従来の技術】

従来、この種の流体アクチュエータの制御装置として、
例えば第６図に示すようなものか知られている（特願平
２−２０１９３号）。この制御装置は、油圧シリンダ６
１に油圧源からの圧油を給排する図示しないサーボ弁の
ソレノイド６２に制御信号を出力するサーボコントロー
ラ６３と、油圧シリンダ６１の位置検出器６４と、この
位置検出器６４の位置検出信号（ｂ）を微分して速度検
出信号（ｃ）を出力する微分器６５からなる。 上記サーボコントローラ６３は、位置指令信号（ａ）か
ら上記位置検出信号（ｂ）を減算する位置用減算器６６
と、この出力信号に補償を施す位置制御器６７と、この
出力信号から上記速度検出信号（ｃ）を減算する速度用
減算器６８と、この出力信号に補償を施す速度制御器６
９と、上記油圧シリンダ６１の両端ポートの作動油の圧
力差を検出する差圧力検出器７０と、この差圧検出信号
（ｄ）を上記速度制御器６９の出力信号から減算する差
圧用減算器７１と、この出力信号に補償を施す差圧力制
御器７２と、この出力信号を電流信号に変換して上記ソ
レノイド６２に制御信号として出力する電圧／電流変換
器７３て構成される。つまり、上記サーボコントローラ
６３は、位置検出器６４１位置用減算器６６、位置制御
器６７からなる位置フィードバック制御のメインループ
内に、微分器６５゜速度用減算器６８．速度制御器６９
からなる速度フィードバック制御のマイナーループと、
差圧検出器７０．差圧用減算器７１．差圧力制御器７２
からなる差圧フィードバック制御のマイナーループを構
成して、位置制御を主としつつ、速度制御器６９や差圧
力制御器７２のゲイン調整で速度や差圧を規制するよう
になっている。

【発明が解決しようとする課題】

ところが、上記従来の流体アクチュエータの制御装置は
、メインフィートパックループで位置制御のみを行ない
、マイナーフィードバックループで速度や差圧を規制す
るにすぎないものであるため、外部から速度や圧力の指
令信号を入力して、サーボ弁を介して油圧シリンダ６１
の作動速度や圧力を直接制御できず、自由度のある油圧
シリンダの制御ができないという欠点がある。 この欠点を解消するには、例えば、上記速度用減算器６
８．速度制御器６９を位置減算器６６、位置制御器６７
と並列に配置し、速度用減算器６８で外部からの速度指
令信号と速度検出信号（ｃ）との偏差信号を求め、この
偏差信号に速度制御器６９で補償を施すとともに、位置
制御器６７または速度制御器６９のいずれかの出力信号
を制御切換スイッチによって必要に応じて選択して、差
圧用減算器７１の＋側に出力する手法が考えられる。 しかし、この手法でも、油圧シリンダ６１の位置と速度
のいずれか一方しかフィードバック制御できず、そのと
き他方のフィー・ドパツク制御か利かないため、運転中
に不慮の事態が生したとき制御切換スイッチの選択を誤
ると、油圧シリンダ６■が暴走したり、破損するという
虞れかある。また、制御切換スイッチて位置、速度の選
択切換を行なった場合、切換まで非制御側であったフィ
ードバックループの内部状態によっては、サーボ弁のソ
レノイド６２への制御信号が不連続になって、油圧シリ
ンダ６１の作動にオーバーシュートやアンダーシュート
などの不具合が生じるという問屋がある。まｒコ、この
手法でも、作動圧力は、依然マイナーフィールドパック
ループで制御されるため、直接制御することがてきない
。 そこで、本発明の目的は、位置、速度、圧力のいずれか
１つを制御するときに残る２つの検出信号を夫々監視す
ることにより、流体アクチュエータの残る２つの非制御
の制御量の異常な上昇を防止して、流体アクチュエータ
の破損等をなくすことかできる流体アクチュエータの制
御装置を提供するとともに、流体アクチュエータの位置
、速度、圧力をこれらの制御ループの相互切り換えによ
り制御する際、動作側制御ループから出力される制御信
号を非動作側制御ループに入力してホールドするという
新規な手法によって、広い位置、速度、圧力範囲に亘っ
てこれらの制御相互間で円滑かつ連続的な切り換えを実
現することができる流体アクチュエータの制御装置を提
供することにある。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明の第１の流体アクチュ
エータの制御装置は、第１図に例示するように、位置、
速度、圧力の各比較手段６，８．１４によって流体アク
チュエータ２の位置、速度、圧力の各検出器５，１０．
１３からの検出信号Ｓｓ、Ｖｓ。 Ｐｓを夫々の指令信号Ｓ　ｒ、Ｖ　ｒ、　Ｐ　ｒから減
算して位置、速度、圧力の各制御信号を出力し、上記３
つの制御信号のいずれかをスイッチ手段１６で選択して
上記流体アクチュエータ２の圧力ライン３に介設され１
こ制御弁４に出力するものにおいて、上記制御信号の１
つが選択されｆ二制御時に、残る２つの制御量に関する
指令信号とその検出信号を夫々比較して、検出信号か指
令信号よりも大きい制御量かあれば、その制御量の側へ
上記スイッチ手段１６を切り換える切換制御手段１７を
備えｆコことを特徴とする。 まｆこ、本発明の第２の流体アクチュエータの制御装置
は、第４図に例示するように、流体アクチュエータ２１
の位置、速度、圧力の各検出器２６．２７．２８からの
検出信号を夫々の指令信号から減算して得た位置、速度
、圧力の各偏差信号に、夫々の補償手段３４，４４．５
４で補償を施して位置。 速度、圧力の各制御信号とし、上記３つの制御信号のい
ずれかを選択して上記流体アクチュエータ２１の圧力ラ
インに介設されｆ二制御弁２２に出力するものにおいて
、上記位置、速度、圧力の各補償手段３４，４４．５４
に、自己の制御信号が選択された制御時に、当該補償手
段の自己フィードバックループ３４ａ、４４ａ、５４ａ
を遮断し、他の２つの補償手段の出力側からその補償手
段の入力側に至る回路’３４ｂ、４４ｂ、５４ｂを遮断
するとともに、他の制御信号が選択され１こ制御時に、
上記回路３４ｂ、４４ｂ５４ｂおよび上記ループ３４ａ
、４４ａ、５４ａを接続する第１スイッチ手段３６，３
７，４６゜４７．５６，５７：Ａ、Ｂ、Ｃを設ける一方
、他の制御信号か選択された制御時に、当該補償手段に
入ってくる偏差信号の回路を遮断し、上記制御弁２２へ
出ていく制御信号の回路を遮断するとともに、自己の制
御信号が選択されｆコ制御時に、上記偏差信号の回路お
よび上記制御信号の回路を接続する第２スイッチ手段３
２．３５．４２，４５，５２゜５５、Ａ、Ｂ、Ｃを設け
たことを特徴とする。

【作用】

例えば、速度制御時には、比較手段８によって速度指令
信号Ｖｒから速度検出信号Ｖｓを減算して得られた速度
制御信号が、スイッチ手段１６を経て制御弁４に出力さ
れ、これによって流体アクチュエータ２の速度が制御さ
れる。このとき、切換制御手段１７は、位置指令信号Ｓ
ｒと位置検出信号Ｓｓを、また圧力指令信号Ｐｒと圧力
検出信号Ｐｓを夫々比較し、検出信号が指令信号よりも
大きいとき、その制御信号側に上記スイッチ手段１６を
切り換える。例えば、位置検出信号Ｓｓか位置指令信号
Ｓｒよりも大きい場合、流体アクチュエータ２は、位置
制御されるようになり、その位置は位置指令信号Ｓｒが
表わす位置以内に抑えられる。位置または圧力制御時に
も、制御対象でない残る２つの制御量即ち速度と圧力ま
たは速度と位置について、切換制御手段１７が上述と同
様に夫々指令信号と検出信号を比較し、後者が前者より
も大きくなった制御量側にスイッチ手段１６を切換える
。例えば、速度検出信号Ｖｓが速度指令信号Ｖｒよりも
大きい場合、上記スイッチ手段１６が速度制御信号側に
切り換えられ、流体アクチュエータ２は、速度制御され
るようになり、その速度は速度指令信号Ｖｒが表わす速
度値以下に抑えられる。 本発明の第２の制御装置において、例えば速度用補償手
段４４からの速度制御信号か選択された速度制御時には
、速度用補償手段４４の第２スイツチ手段４２．．４５
．Ｂがオンになり、他の補償手段３４．５４の第１スイ
ッチ手段３６，３７，５６，５７：Ｘ、εがオンになる
。そうすると、速度用補償手段４４に速度指令信号ｖｒ
と速度検出信号Ｖｓの差である速度偏差信号か入力され
、自己フィールドパックループ４４ａが（第１スイッチ
手段４６によって）遮断された速度用補償手段４４は、
上記速度偏差信号に補償を施して得た速度制御信号を、
制御弁２２および位置用、圧力用補償手段３４．５４の
入力側にその第１スイツチ手段３７．５７を介して夫々
出力し、この制御弁２２と速度検出器２７によって流体
アクチュエータ２１の速度がフィールドパック制御され
る。また、第２スイツチ手段３２，３５．５２．５５；
Ａ、Ｃがオフになる位置用、圧力用補償手段３４．５４
には位置、圧力の各偏差信号が入力されず、これらの補
償手段３４．５４から第１スイッチ手段４７かオフの速
度用補償手段４４の入力端に位置、圧力制御信号か入力
されることもなく、位置用、圧力用補償手段３４．５４
に入力された上記速度制御信号は、夫々第１スイツチ手
段３６．５６によって導通しｆこ自己フィールドパック
ループ３４ａ、５４ａを介してホールドされる。 次に、制御モードが速度制御から例えば圧力制御に切り
換わると、圧力用補償手段５４の第２スイツチ手段５２
．５５；Ｃがオンになり、他の補償手段３４．４４の第
１スイッチ手段３６．３７，４６．４７：Ａ、Ｂがオン
になる。そうすると、圧力用補償手段５４にホールドさ
れていた直前の上記速度制御信号が圧力制御信号として
制御弁２２に出力される。従って、圧力用補償手段５４
に含まれる遅れ要素の存在にも拘わらず、出力される圧
力制御信号に遅れや不連続が生じず、流体アクチュエー
タ２１の圧力応答性が向上するうえ、広い圧力範囲に亘
ってオーパーツニートやアンダーシュートを伴わぬ円滑
かつ連続的な圧力制御への移行か実現される。かくて、
上記制御弁２２と圧力検出器２８によって流体アクチュ
エータ２１の圧力かフィールドバック制御されることに
なり、このときの圧力制御信号は、圧力補償手段５４の
第２スイッチ手段５５から第１スイツチ手段３７，４７
かオンの速度用１位置用補償手段３４．４４の入力側に
夫々入力され、各自己イールドパックループ３４ａ、４
４ａによりホールドされる。 さらに、圧力制御から例えば位置制御への切り換えも、
上述と同様の過程によって広い位置範囲に亘って良好な
位置応答性てらって円滑かつ連続的に行われる。こうし
て、広い位置、速度、圧力範囲に亘ってこれらの制御相
互間で円滑かつ連続的な切り換えが実現されるのである
。

【実施例】

以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。 第１図は本発明による第１の流体アクチュエータの制御
装置の一例を示しており、この制御装置は、油圧源ｌか
ら負荷を有する油圧ンリンダ２に至る圧力ライン３　ａ
、　３　ｂに、制御弁たるサーボ弁４を設けるとともに
、位置用減算器６で位置指令信号Ｓｒと上記油圧ンリン
ダ２に設けた位置セン゛　サ５からの位置検出信号Ｓ’
ｓとの差をとり、この位置偏差信号に位置用補償回路７
で補償を施して位置制御信号とする一方、速度用減算器
８て速度指令信号Ｖｒと速度検出器として上記位置検出
信号Ｓｓを微分する微分器ＩＯからの速度検出信号Ｖｓ
との差をとり、この速度偏差信号に速度用補償回路９で
補償を施して速度制御信号としている。 また、上記制御装置は、圧力ライン３ａ　、３ｂに夫々
設けた圧カセノサ１１．１２からの検出信号の差（油圧
シリンダ２の両端ボートの差圧）を差圧増幅器１３で求
めて圧力検出信号Ｐｓとし、圧力用減算器１４で圧力指
令信号Ｐｒと上記圧力検出信号Ｐｓとの差をとり、この
圧力偏差信号に圧力用補償回路Ｉ５で補償を施して圧力
制御信号としている。 上記補償回路７，９．１５の出力側には、油圧シリンダ
２の特定位置で動作するリミットスイッチやタイマある
いはマニュアルで切り換えられるとともに、後述する切
換制御回路Ｉ７により切換えられ、上記位置、速度、圧
力の３つの制御信号のいずれかを選択して上記サーボ弁
４のソレノイド４ａに送る制御切換スイッチ１６を設け
る。また、この制御切換スイッチ！６で位置、速度、圧
力の制御信号の１つが選択された制御時に、残る２つの
制御量に関する指令信号Ｓｒ　、Ｖｒ　、Ｐｒとその検
出信号Ｓｒ　、Ｖｓ　、Ｐｓを夫々比較して、検出信号
が指令信号よりも大きい制御量の側へ制御切換スイッチ
１６を切り換える切換制御回路１７を設けている。 なお、微分器ｌＯからの速度検出信号■ｓを位置用補償
回路７に、また差圧増幅器１３からの圧力検出信号Ｐｓ
を位置用補償回路７と速度用補償回路９に夫々、マイナ
ーフィードバックループとして帰還させ、位置、速度制
御の性能向上を図っている。 上記構成の油圧シリンダの制御装置の動作にっいて、第
２図を参照しつつ次に述べる。　　　　。 いま、制御切換スイッチ１６が例えば第１図のように切
り換わった速度制御時には、速度用減算器８によって速
度指令信号Ｖｒから速度検出信号Ｖｓを減算して得られ
た速度制御信号か、サーボ弁４のソレノイド４ａに出力
され、油圧シリンダ２の速度がフィードバンク制御され
る。なお、このとき速度用補償回路９には、圧力検出信
号Ｐｓによるマイナーフィードバンクがかかるので制御
性能か向上する。そうすると、切換制御回路１７は、第
２図のステップＳｌで否と判断し、ステップＳ６て肯と
判断してステップＳ７に進み、このステップＳ７で圧力
検出信号Ｐｓと圧力指令信号Ｐｒを比較し、前者が後者
よりも大きければ、ステップＳ８に進んで制御切換スイ
ッチ１６を圧力用補償回路１５側に切り換える一方、前
者が後者よりも小さければ、ステップＳ９に進む。そし
て、ステップＳ９て位置検出信号Ｓｓと位置指令信号Ｓ
ｒを比較し、前者が後者よりも大きければ、ステップＳ
ｌＯに進んで制御切換スイッチ１６を位置用補償回路７
側に切り換える。従って、例えば位置検出信号Ｓｓが位
置指令信号Ｓｒよりも大きい場合、油圧シリンダ２は、
切り換った制御切換スイッチ１６を経る位置制御信号で
作動するサーボ弁４て制御されるようになり、以後その
位置が位置指令信号Ｓｒに追従するように制御される。 また、位置制御中は、速度検出信号Ｖｓによるマイナー
フィードバックがかかるので、制御性能の向上を図るこ
とができる。かくて、速度制御運転中に不慮の事態が生
しても、自動的に作動位置が位置指令信号Ｓｒの表わす
値以下に抑えられ、油圧シリンダが暴走したり、破損し
たりすることがない。また、上記位置指令信号Ｓｒを油
圧シリンダのストローク限以上の値に設定しておけば、
ステップＳ９およびＳ１３で常に否と判断されるから、
速度または圧力制御のみを行なうことかできる。なお、
上記ステップＳ９で否と判断されればステップＳ１へ戻
ることはいうまでもない。 次に、制御切換スイッチ１６が第１図と異なって切り換
わった位置または圧力制御時にも、制御対象でない残る
２つの制御量即ち速度と圧力または速度と位置について
、切換制御回路１７が上述と同様に第２図に示すフロー
チャートに従って夫々検出信号と指令信号を比較し、前
者か後者より大きくなっ１こ制御量側に制御切換スイッ
チ１６を切り換える。例えば、速度検出信号Ｖｓが速度
指令信号Ｖｒよりら大きい場合、制御切換スイッチ！６
が速度用補償回路９側に切り換えられ、油圧シリンダ２
は、以後速度制御信号で作動するサーボ弁４て制御され
、その速度か速度指令信号ｖｒに追従するように制御さ
れる。従って、位置まｒこは圧力制御運転中に、不慮の
事態が生じても、自動的に作動速度と作動圧力または位
置が各指令信号の表わす値以下に抑えられ、油圧シリン
ダ２が暴走したり、破損したりすることがない。また、
上記速度指令信号Ｖｒを油圧源ｌの能力以上の高速に設
定すれば、位置または圧力制御のみを行なうことかでき
る。 上記実施例では、一対の圧力ライン３　ａ、　３　ｂに
夫々圧力センサ１１，１２を設け、両圧カセンサの検出
信号の差を差圧増幅器１３で求めて、圧力検出信号Ｐｓ
としているので、慣性負荷駆動を円滑化し、スティック
スリップの防止やサーボ弁不感帯の影響軽減を図ること
かできる。 なお、位置、速度、圧力のいずれの制御が動作中かを判
別しやすくするために、制御切換スイッチ１６に発光ダ
イオード等を連動させてもよく、連動するトランジスタ
の出力信号等で遠隔判別することもてきる。さらに、本
発明の切換制御手段は、実施例のハードウェアたる切換
制御回路１６に限らず、マーｒクロプロセッサのプログ
ラムなとのソフトウェアであってもよい。 第３図は、第１図の油圧フリツクの制御装置の変形例を
示すブロック図である。 この制御装置は、第１図の油圧フリツクを片ロッドの油
圧シリンダ２゛とし、４ポートのサーボ弁の一方の負荷
ボートを閉鎖して３ボートのサーボ弁４°にするととも
に、油圧フリツク２°のロンド側ボートを圧力ライン３
ｂで油圧源ｌに直結して、サーボ弁４゛の図中布のシン
ボル位置で受圧面積差により油圧シリンダ２°を往動さ
せ、図中圧のシンボル位置でヘッド側ボートをタンクに
連通して油圧フリツク２′を復動させるようにしている
。 また、第１図の圧カセノサ１２を省略し、差圧増幅器Ｉ
Ｏに代えて減算器１８を設けて、この減算器Ｉ８で圧力
センサＩｔが検出した油圧フリツク２′のヘッド側ボー
トの圧力Ｐｈと、油圧源ｌの圧力Ｐｐにロッド側／ヘッ
ド側の受圧面積比Ａｒ／Ａｆ１を乗じた値との差（単位
面積当りの実測押圧力）を求めて、これを圧力検出信号
Ｐｓとして圧力用減算器１４に出力している。上記制御
装置の構成は、以上の構成を除いて第１図で述べた制御
装置のそれと全く同じであり、同じ部材には同一番号を
付して、説明を省略する。 従って、第３図の制御装置も、第１図で述べたと同様に
動作し、油圧フリツク２°の作動位置、速度、圧力の異
常な上昇を未然に防止でき、油圧シリンダの暴走あるい
は過大な押圧力による破損等をなくすことができる。 なお、本発明の制御弁は、実施例のサーボ弁に限らず、
電磁比例式の流量方向制御弁などてあってもよく、本発
明の流体アクチュエータは、実施例の油圧シリンダに限
らず、空気圧シリンダなどにしてもよい。 第４図は本発明による第２の流体アクチュエータの制御
装置の一例を示すブロック図である。 この制御装置は、流体アクチュエータとしての油圧シリ
ンダ２１と、この油圧フリツクの図示しない圧力ライン
に介設された制御弁としてのサーボ弁２２と、上記油圧
シリンダ２１の作動位置。 速度、圧力を上記サーボ弁２２を介して夫々フィードバ
ック制御する位置、速度、圧力の各制御ループ２３．２
４．２５から構成される。 上記位置制御ループ２３は、油圧／リンダ２１の作動位
置を検出する位置センサ２６と、この位置センサ２６か
らの位置検出信号を位置指令信号から減算して位置偏差
信号を出力する偏差減算器３１と、この偏差減算器３１
から人力用第２スイツチ３２および入力側加算器３３を
経て入力される信号に所定の補償値で補償を施し、位置
制御信号として出力用第２スイツチ３５および出力側加
算器２９を経て上記サーボ弁２２へ出力する位置用補償
回路３４を備える。 一方、上記速度制御ループ２４は、速度検出器として上
記位置検出信号を微分する微分器２７と、この微分器２
７からの速度検出信号を速度指令信号から減算して速度
偏差信号を出力する偏差減算器４１と、この偏差減算器
４１から入力用第２スイツチ４２および入力側加算器４
３を経て入力される信号に所定の補償値で補償を施し、
速度制御信号として出力用第２スイツチ４５および上記
出力側加算器２９を経て上記サーボ弁２２の図示しない
ソレノイドへ出力する速度用補償回路４４を備える。 また、上記圧力制御ループ２５は、油圧シリンダ２１の
作動圧力を検出する圧力センサ２８と、上述と同様の偏
差減算器５１．人力用第２スイッチ５２．入力側加算器
５３．圧力用補償回路５４゜出力用第２スイツチ５５を
備えている。 さらに、上記位置制御ループ２３は、位置用補償回路３
４の出力を入力側加算器３３に戻す自己フィードバック
ループ３４ａに自己フィードバック用第１スイツチ３６
を有するとともに、速度および圧力用補償回路４４．５
４の出力を出力側加算器２９を経て入力側加算器３３に
導くホールドループ３４ｂにホールド用第１スイツチ３
７を有する。また、上記速度制御ループ２４も、同様に
速度用補償回路４４の自己フィードバックループ４４ａ
に自己フィードバック用第１スイツチ４６を有し、他の
補償回路３４．５４の出力を入力側加算器４３に導くホ
ールドループ４４ｂにホールド用第１スイツチ４７を有
する。同じく、上記圧力制御ループ２５も、自己フィー
ドバックループ５４ａに自己フィードバック用第１スイ
ツチ５６を、ホールドループ５４ｂにホールド用第１ス
イツチ５７を夫々有する。 そして、各制御ループ２３．２４．２５のアナログスイ
ッチからなる上記第１スイッチ３６，３７゜４６．４７
．５６．５７（図中Ａ、Ｂ、Ｃ参照）は、夫々、自己の
制御ループの制御信号でサーボ弁２２が制御される制御
時に遮断され、他の制御ループの制御信号でサーボ弁２
２か制御される制御時に導通する第１スイッチ手段を構
成する一方、各制御ループのアナログスイッチからなる
上記第２スイツチ３２．３５．４２，４５．５２．５５
（図中Ａ。 Ｂ、Ｃ参照）は、自己の制御モードの制御時に導通し、
他の制御モードの制御時に遮断される第２スイッチ手段
を構成する。 上記構成の油圧フリツクの制御装置の動作は、次のとお
りである。 例えば、油圧フリツク２１を４度制御する場合、速度制
御ループ２４の第２スイッチ４２．４５（Ｂ）が導通し
、第１スイッチ４６．４７（Ｂ）が遮断するとともに、
他の制御ループ２３．２５の第１ス４　ッチ３６，３７
　；　５６，５７　（Ａ；　Ｃ）　カ導ａし、第２スイ
ッチ３２．３５＋　　５２．５５　　（Ａ；　Ｃ）が遮
断する。すると、速度制御ループ２４が動作する。即ち
、偏差減算器４１は、速度指令信号と微分器２７からの
速度検出信号との偏差を求め、この速度偏差信号を入力
用第２スイツチ４２および入力端加算器４３を経て速度
用補償回路４４へ出力する。このとき、自己フィードバ
ックループ４４ａの第１スー（ツチ４６およびホールド
ループ４４ｂの第１スイツチ４７は、共にオフであるの
で、速度用補償回路４４には上記速度偏差信号がそのま
ま入力される。次に、速度用補償回路４４は、入力され
た速度偏差信号に所定の補償値で補償を施して速度制御
信号とし、この速度制御信号を出力用第２スイツチ４５
および出力側加算器２９を経てサーボ弁２２に出力する
。このとき、他の制御ループ２３．２５の出力用第２ス
イツチ３５．５５がオフなのでサーボ弁２２には上記速
度制御信号がそのまま入力され、このサーボ弁２２によ
って油圧フリツク２１の速度が、速度指令信号に追従す
るようにフィードバック制御される。 また、上記速度制御信号は、速度用補償回路４４から出
力側加算器２９および他の制御ループ２３．２５のホー
ルドループ３４ｂ、５４ｂのホールド用第１スイツチ３
７．５７を経て夫々の入力側加算器３３．５３に導かれ
、両制御ループの入力用第２スイッチ３２．５２がオフ
なので、各自己フィードバックループ３４ａ、５４ａの
自己フィードバック用第１スイツチ３６．５６を経て入
力される信号を減じられて、位置、圧力用補償回路３４
．５４に夫々入力される。□両補償回路３４．５４は、
入力された信号に所定の補償値で補償を施して位置、圧
力制御信号として出力するが、両制御信号は、各出力用
第２スイツチ３５．５５かオフなので再び自己フィード
バックループ３４ａ、５４ａを経て上記入力側加算器３
３．５３に夫々フィードバックされる。 つまり、動作側たる速度制御ループ２４の速度用補償回
路４４から、非動作側たる位置、圧力制御ループ２３．
２５の補償回路３４．５４に入力された速度制御信号は
、導通した自己フィードバックループ３４ａ、５４ａを
介して次に出力すべき位置。 圧力制御信号としてホールドされるのである。 次に、油圧シリンダ２１を例えば圧力制御に切り換える
べく、圧力制御ループ２５の第２スイツチ５２．５５（
Ｃ）をオンにし、第１スイツチ５６゜５７（Ｃ）をオフ
にするとともに、他の制御ループ２３．２４の第１スイ
ッチ３６，３７；４６．４７（Ａ：　Ｂ）をオンにし、
第２スイッチ３２．３５；５２．５５（Ａ；Ｂ）をオフ
にする。すると、圧力制御ループ２５が動作し、圧力用
補償回路５４にホールドされていた直前の速度制御信号
か、圧力制御信号として出力用第２スイツチ５５を経て
サーボ弁２２に出力される。従って、圧力用補償回路５
４に通常含まれる遅れ要素の存在にも拘らず、出力され
る圧力制御信号に遅れや不連続か殆と生ヒす、油圧ノリ
ンダ２１の圧力応答性か向上するうえ、広い圧力範囲に
亘ってオーパーツニートやアンダーシュートのない円滑
かつ連続的な圧力制御への移行が実現できる。 続いて、偏差減算器５３．入力用第２スイツチ５２゜入
力端加算器５３．圧力用補償回路５４．出力用第２スイ
ッチ５５．サーボ弁２２．油圧シリンダ２圧力圧カセン
サ２８を経る圧力制御ループ２５により、油圧シリンダ
２１の圧力が圧力指令信号に追従するようにフィードバ
ック制御される。また、上記圧力制御信号は、上述と同
様に他の制御ループ２３．２４のホールドループ３４ｂ
、４４ｂを経て自己フィードバックループ３４ａ、４４
ａにより次に出力すべき位置、速度制御信号としてホー
ルドされる。 速度、圧力の制御モード相互間における上述以外の切り
換えも、同様の手順をふんで広い範囲に亘って良好な応
答性でもって円滑かつ連続的に行なわれる。第５図は、
このような位置、速度、圧力の各制御モートにおける第
１．第２スイツチのオン、オフ状態を一括して示したち
のである。 なお、第４図の位置、速度、圧力用補償回路３４゜４４
．５４を積分回路とし、位置、速度、圧力検出信号に夫
々一定値を乗じる各乗算器と、乗算結果信号を各積分回
路からの制御信号に加算する加算器と、乗算結果信号を
各ホールトループの信号に加算する加算器からなる比例
要素の補助フィードバックループを付加することもてき
る。こうすれば、いわゆるＩ−Ｐ制御方式となって、制
御信号への比例要素的フィードバック信号の寄与により
、油圧シリンダ２１の負荷が比例要素の強いものであっ
ても良好な制御モードの相互切り換えかできる。 なお、上記実施例では、流体アクチュエータを油圧シリ
ンダ２１としたが、これを油圧モータや空気圧ノリンダ
などにしてもよい。ま１こ、制御弁を、サーボ弁２２て
なく電磁比例式の流量方向制御弁なとにしてもよい。

【発明の効果】

以上の説明て明らかなように、本発明の第１の制御装置
は、位置、速度、圧力の各指令信号から夫々の達文検出
信号を減じて得た位置、速度、圧力の各制御信号のいず
れかをスイッチ手段で選択して制御弁に出力して流体ア
クチュエータを位置、速度ま１こは圧力制御するものに
おいて、上記制御信号の１つが選択された制御時に、残
る２つの制御量に関する指令信号とその検出信号を、切
換制御手段によって夫々比較し、検出信号が指令信号よ
りも大きい制御量かあれば、その制御量の側へ上記スイ
ッチ手段を切り換えるようにしているので、ｉ令信号を
位置、速度。 圧力の規制値に設定することにより位置、速度、圧力の
いずれかの制御モード下で、残る２つの制御量の異常上
昇を防止でき、これらの異常上昇で流体アクチュエータ
等に生しる不具合を解消できる。 また、本発明の第２の制御装置は、流体アクチュエータ
の作動を位置、速度、圧力の３つのフィードバック制御
ループと１つの制御弁によって切り換え制御するものに
おいて、各フィードバック制御ループに第１スイッチ手
段と第２スイッチ手段を設けて、位置、速度、圧力の制
御信号のいずれか１つが選択されたとき、選択されて補
償手段にのみの偏差信号を供給して制御信号を出力させ
るとともに、その補償手段から残る２つの補償手段に出
力される制御信号を残る補償手段でホールドさせるよう
にしているので、広い位置、速度、圧力範囲に亘って良
好な応答性でちって円滑かつ連続的な制御モードの相互
間の切り換えを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１の流体アクチュエータの制御
装置の一実施例を示す図、第２図は上記実施例の動作を
示すフローチャート、第３図は第１図の変形例を示す図
、第４図は本発明による第２の流体アクチュエータの制
御装置の一実施例を示す図、第　　゛５図は第４図の実
施例の各制御モードにおける第１゜第２のスイッチのオ
ン、オフ状態を示す図、第６図は従来の油圧シリンダの
制御装置を示す図である。 ２−油圧シリンダ、４・サーボ弁、 ５・・位置センサ、６・・位置用減算器、７・・位置用
補償回路、８・・・速度用減算器、９　速度用補償回路
、１０　微分器、 １１．１２・・圧力センサ、１３・差圧増幅器、１４・
・圧力用減算器、１５・・・圧力用補償回路、１６・−
制御切換スイッチ、１７・切換制御回路、２１・・油圧
シリンダ、２２・・・サーボ弁、２３・・・位置制御ル
ープ、２４　・速度制御ループ、２５・・圧力制御ルー
プ、２６・・位置センサ、２７・・−微分器、２８・・
圧力センサ、２９・出力側加算器、 ３１．４１．５１・・偏差減算器 ３３．４３．５３−・入力側加算器 ３６．３７，４６．４７，５６．５７：Ａ、百−１Ｃ・
・第１スイツチ、 ３２．３５．４２．４５，５２．５５；　Ａ、Ｂ、Ｃ・
・第２スイツチ、 ３４ａ　、４４ａ　、５４ａ・・・自己フィードバック
ループ。 ３４ｂ、４４ｂ　、５４ｂ　　・・ホールドループ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）位置、速度、圧力の各比較手段（６、８、１４）
   によって流体アクチュエータ（２）の位置、速度、圧力
   の各検出器（５、１０、１３）からの検出信号（Ｓｓ、
   Ｖｓ、Ｐｓ）を夫々の指令信号（Ｓｒ、Ｖｒ、Ｐｒ）か
   ら減算して位置、速度、圧力の各制御信号を出力し、上
   記３つの制御信号のいずれかをスイッチ手段（１６）で
   選択して上記流体アクチュエータ（２）の圧力ライン（
   ３）に介設された制御弁（４）に出力する流体アクチュ
   エータの制御装置において、 上記制御信号の１つが選択された制御時に、残る２つの
   制御量に関する指令信号とその検出信号を夫々比較して
   、検出信号が指令信号よりも大きい制御量があれば、そ
   の制御量の側へ上記スイッチ手段（１６）を切り換える
   切換制御手段（１７）を備えたことを特徴とする流体ア
   クチュエータの制御装置。
2. （２）流体アクチュエータ（２１）の位置、速度、圧力
   の各検出器（２６、２７、２８）からの検出信号を夫々
   の指令信号から減算して得た位置、速度、圧力の各偏差
   信号に、夫々の補償手段（３４、４４、５４）で補償を
   施して位置、速度、圧力の各制御信号とし、上記３つの
   制御信号のいずれかを選択して上記流体アクチュエータ
   （２１）の圧力ラインに介設された制御弁（２２）に出
   力する流体アクチュエータの制御装置において、 上記位置、速度、圧力の各補償手段（３４、４４、５４
   ）に、自己の制御信号が選択された制御時に、当該補償
   手段の自己フィードバックループ（３４ａ、４４ａ、５
   ４ａ）を遮断し、他の２つの補償手段の出力側からその
   補償手段の入力側に至る回路（３４ｂ、４４ｂ、５４ｂ
   ）を遮断するとともに、他の制御信号が選択された制御
   時に、上記回路（３４ｂ、４４ｂ、５４ｂ）および上記
   ループ（３４ａ、４４ａ、５４ａ）を接続する第１スイ
   ッチ手段（３６、３７、４６、４７、５６、５７；＠Ａ
   ＠、＠Ｂ＠、＠Ｃ＠）を設ける一方、他の制御信号が選
   択された制御時に、当該補償手段に入ってくる偏差信号
   の回路を遮断し、上記制御弁（２２）へ出ていく制御信
   号の回路を遮断するとともに、自己の制御信号が選択さ
   れた制御時に、上記偏差信号の回路および上記制御信号
   の回路を接続する第２スイッチ手段（３２、３５、４２
   、４５、５２、５５；Ａ、Ｂ、Ｃ）を設けたことを特徴
   とする流体アクチュエータの制御装置。