JPH05173646A - 電気油圧サーボ機構 - Google Patents

電気油圧サーボ機構

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JPH05173646A
JPH05173646A JP3343437A JP34343791A JPH05173646A JP H05173646 A JPH05173646 A JP H05173646A JP 3343437 A JP3343437 A JP 3343437A JP 34343791 A JP34343791 A JP 34343791A JP H05173646 A JPH05173646 A JP H05173646A
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Shinji Noguchi
野口  真児
Nobuyoshi Haniyuda
信良 羽生田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変化等の影響を排除し、油圧アクチュエ
ータの所定の待機位置からの偏差を自動的に補正する。 【構成】 油圧アクチュエータ30の制御機構に制御指
令値を出力する手段31と、油圧アクチュエータの制御
量を測定する手段32と、油圧アクチュエータが所定の
静止状態にあることを判定する手段33と、この静止状
態において前記制御指令値と制御量の測定値とからオフ
セット量を算出する手段34と、このオフセット量が所
定の許容範囲にあるかどうかを判定する手段35と、オ
フセット量が許容範囲を越えたときにオフセット値を前
記制御指令値に加減してオフセット量を許容範囲に補正
する手段36とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧アクチュエータの
変位、速度、駆動力などを制御する電気油圧サーボ機構
に関する。
【0002】
【従来の技術】入力された電気信号に応じて油圧アクチ
ュエータを駆動する電気油圧サーボ機構を用いた例とし
て、図6で示すように、ビル等の建造物の屋上に設置さ
れてローラ21を介して所定の質量を持った可動マス2
0を水平変位自由に支持し、この可動マス20と建造物
1の間で水平方向に油圧シリンダ3を介装し、地震等の
揺れに対応して油圧シリンダ3を伸縮させることにより
振幅を抑制する制振装置が知られている(特開平2−2
04581号公報参照)。
【0003】例えば、建造物1が図示矢印の方向に揺れ
る場合には、図示しない制御装置より油圧シリンダ3の
伸張側の油室31に作動油が供給され、油圧シリンダ3
は可動マス20を図の左側へと駆動する。そして、油圧
シリンダ3の伸張に対する可動マス20の慣性抵抗のた
め、油圧シリンダ3は同時に建造物1を揺れの方向と逆
向きに押圧し、これにより建造物1の揺れを抑制する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような制振装置の
待機中において、ピストン32は油圧シリンダ3のスト
ロークの所定の待機位置である中立点で待機しなければ
制振動作時に正逆両方向の振動を抑制することができ
ず、このため装置の設置時等に手動によって電気的な中
立点と、機械的な中立点を調整して油圧シリンダ3の待
機位置を設定していた。
【0005】しかしながら、制振装置の待機中の温度変
化に伴って、作動油の粘性やセンサ等の特性が変動し、
事前に調整した待機位置がずれてしまうという問題点が
発生した。
【0006】そこで本発明は、温度変化等の影響による
油圧アクチュエータの所定の待機位置からの偏差を自動
的に補正する電気油圧サーボ機構を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、図1に示すよ
うに油圧アクチュエータ30の制御機構に制御指令値を
出力する手段31と、油圧アクチュエータの制御量を測
定する手段32と、油圧アクチュエータが所定の静止状
態にあることを判定する手段33と、この静止状態にお
いて前記制御指令値と制御量の測定値とからオフセット
量を算出する手段34と、このオフセット量が所定の許
容範囲にあるかどうかを判定する手段35と、オフセッ
ト量が許容範囲を越えたときにオフセット値を前記制御
指令値に加減してオフセット量を許容範囲に補正する手
段36とを備える。
【0008】
【作用】油圧アクチュエータの静止状態、例えば中立位
置での待機中に、制御指令値と測定値との差であるオフ
セット量が算出される。このオフセット量が所定の許容
範囲を越えていると、このオフセット量が許容範囲に収
まるように、所定のオフセット値が制御指令値に加算ま
たは減算される。このため、油圧アクチュエータの周辺
の温度条件等の変化に伴う制御システムの望ましい中立
点からの変動を、常に最小限に抑えることができ、制御
時における制御指令値に対する制御の可動範囲を広く利
用でき、正確性の向上が図れる。
【0009】
【実施例】以下、図面に従って本発明の実施例を説明す
る。
【0010】図2〜3は建造物1の屋上に設けた制振装
置を示すもので、建造物1の屋上には所定の質量を持っ
た可動マス20がローラ21を介して水平方向で変位自
由に配置され、建造物1と可動マス20の間に差動式の
油圧シリンダ3及びストロークセンサ4が水平方向で並
列に介装される。なお、実際には水平面において2次元
方向に2組が配設される。
【0011】11は建造物1の屋上に取り付けられて振
動を検出する振動センサで、油圧シリンダ3に近接した
所定の位置に設けられている。
【0012】2は振動センサ11の出力に応じて油圧シ
リンダ3を駆動するコントローラで、このコントローラ
2は振動センサ11の出力に応じて油圧シリンダ3に作
動油を供給する制御バルブ9への指令入力を算出する指
令入力演算回路10と、この指令入力演算回路10の信
号に応じて制御バルブ9を制御するバルブ駆動回路8と
を備える。
【0013】さらにコントローラ2には、ストロークセ
ンサ4の出力に応じて油圧シリンダ3の位置Lを算出す
る変位量演算回路5と、油圧シリンダ3の予め設定され
た待機位置L0を指示する待機位置指令回路7と、油圧
シリンダ3の待機位置L0からの偏差Δxを算出するオ
フセット量演算回路6を備え、指令入力演算回路10の
出力にオフセット量演算回路6及び待機位置指令回路7
の出力を加算してバルブ駆動回路8へ入力する。
【0014】なお、図3において、油圧シリンダ3の位
置Lは建造物1を基準とし、油圧シリンダ3の中央部ま
での距離とし、また、待機位置L0は油圧シリンダ3の
中央部が全ストロークの1/2のときに位置する点、す
なわち、油圧シリンダ3の中立点とする。
【0015】コントローラ2の指令入力演算回路10に
は振動センサ11から建造物1の変位量や変位速度が入
力され、指令入力演算回路10はこれらのデータから可
動マス20を変位させて建造物1の振動を打ち消す制振
力が得られるようにバルブ駆動回路8に目標変位量ΔL
を指令し、バルブ駆動回路8は指令入力演算回路10の
出力が発生すると目標変位量ΔLに応じて制御バルブ9
を制御して油圧シリンダ3を駆動する。
【0016】なお、制御バルブ9は図示しない油圧供給
源からの作動油をバルブ駆動回路8からの信号に応じて
油圧シリンダ3に供給する油圧サーボ弁等の切り換え弁
により構成される。
【0017】一方、オフセット量演算回路6には、図3
で示すように変位量演算回路5で算出された油圧シリン
ダ3の位置Lと、待機位置指令回路7から送られた待機
位置L0とから油圧シリンダ3の待機位置L0からの偏差
Δxを算出し、指令入力演算回路10の出力であるΔL
に加算する。
【0018】また、待機位置指令回路7は予め設定され
た待機位置L0を指令入力演算回路10の出力ΔLに加
算する。したがって、バルブ駆動回路8に入力される信
号は、建造物1の振動を抑制する目標変位量ΔLに待機
位置L0を加算したものに、油圧シリンダ3の待機位置
0からの偏差Δxを加えたものである。
【0019】オフセット量演算回路6における制御の一
例を図4のフローチャートを参照してさらに詳述する。
【0020】オフセット量演算回路6は制振装置の待機
中に油圧シリンダ3の待機位置L0からの偏差Δxを算
出するため、ステップ50で油圧シリンダ3が静止して
いる待機中であるかを確認し、ステップ51で待機位置
指令回路7によって与えられる待機位置L0を読み込
み、ステップ52でストロークセンサ4の出力から変位
量演算回路5で算出された油圧シリンダ3の位置Lを読
み込む。なお、装置が待機中であるかの判定は、指令入
力演算回路10の出力ΔLが一定であれば待機中と判定
する。
【0021】ステップ53では読み込んだ油圧シリンダ
3の位置Lと待機位置L0とから、次式により油圧シリ
ンダ3の待機位置L0からの偏差Δxを算出する。
【0022】Δx = L0 − L
【0023】次に上式で求めた偏差Δxが予め設定した
許容範囲内にあるかを判定し(ステップ54)、許容範
囲内になければ偏差の方向を判定し(ステップ55)、
正の偏差であれば予め設定した所定値αを減算し(ステ
ップ56)、負の偏差であれば所定値αを加算した後
(ステップ57)、偏差Δxを更新する(ステップ5
8)。
【0024】この更新した偏差Δxを再びステップ54
において許容範囲内にあるかを判定し、許容範囲内にな
るまでステップ55以降で所定値であるαの加算あるい
は減算を繰り返し、Δxが許容範囲内に収まっていれば
この偏差Δxをバルブ駆動回路8に出力する(ステップ
59)。
【0025】待機中は上記ステップ50〜59を繰り返
し、油圧シリンダ3の位置Lと待機位置L0からの偏差
Δxを常時算出して更新している。
【0026】一方、地震などにより建造物1が揺れて振
動センサ11に振動などが検知されると、指令入力演算
回路10が振動に応じて可動マス20の目標変位量ΔL
を算出してバルブ駆動回路8に出力し、油圧シリンダ3
の作動が開始される。
【0027】オフセット量演算回路6ではステップ50
で指令入力演算回路10の出力が発生したことから装置
が待機中ではないと判定し、直前に更新したΔxをステ
ップ59で出力する。
【0028】すなわち、バルブ駆動回路8にはΔL+L
0の目標位置に最新の油圧シリンダ3の待機位置からの
偏差Δxがオフセットとして加算されて入力され、油圧
シリンダ3の相対変位量はΔL+Δxとなり、待機位置
0からの偏差Δxを目標変位量ΔLに加算してずれを
補正するため、油圧シリンダ3は常時待機位置L0から
作動することと等価となる。
【0029】したがって、待機中の油圧シリンダ3の変
位量を常時測定して所定の待機位置L0からの偏差を設
定し、油圧シリンダ3の作動時に目標変位量ΔLに偏差
Δxをオフセットとして加算して待機位置からのずれを
補正するため、温度変化等により油圧シリンダ3が当初
の待機位置L0からずれた位置から作動を開始しても目
標変位量に対応する位置へ変位させることが可能とな
り、本実施例のような温度変化の激しい屋外に設置され
た制振装置においては頻繁に待機位置を調整する必要が
なくなり、経年変化に対しても高い信頼性を保持でき
る。
【0030】図5は第2の実施例を示す制振装置の構成
図であり、前記第1の実施例の指令入力演算回路10に
変位量演算回路5の演算結果によるフィードバック制御
を加えたものであり、その他の構成、制御は前記第1の
実施例と同様である。
【0031】制振装置の待機中には、変位量演算回路5
の出力から前記第1の実施例と同じく待機位置L0から
の油圧シリンダ3の偏差Δxを算出し、制振装置が作動
すると目標変位量ΔLに偏差Δxをオフセットとして加
算して油圧シリンダ3の待機位置からのずれを補正し、
さらに変位量演算回路5で演算された油圧シリンダ3の
位置Lは、指令入力演算回路10の目標変位量ΔLのフ
ィードバックに利用され、前記第1の実施例よりさらに
正確な変位量の制御を行うことが可能となる。
【0032】なお、上記実施例において本発明による電
気油圧サーボ機構を制振装置に適用した例を示したが、
疑似体験装置などに適用しても上記実施例と同様の作
用、効果を得ることができ、油圧アクチュエータの所定
の待機位置から作動させる電気油圧サーボ機構であれば
特に限定されるものではない。
【0033】また、上記実施例において油圧アクチュエ
ータとしての油圧シリンダの変位量を制御する例を説明
したが、この他、油圧シリンダの変位速度や、駆動力
(圧力)を制御する場合にも本発明を利用することがで
きる。
【0034】また、上記実施例において油圧アクチュエ
ータとして差動式油圧シリンダを用いた例を示したが、
揺動形油圧アクチュエータ等でもよく、ストローク位置
に代わって揺動角度で制御すれば上記実施例と同様の作
用、効果を得ることができる。
【0035】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、待機中の
油圧アクチュエータの所定の待機位置からのずれを常時
測定してオフセット量として求め、油圧アクチュエータ
の作動時には最新のオフセット量を制御指令値に加算ま
たは減算するため、油圧アクチュエータが所定の待機位
置からずれていても制御指令値に対応した位置へ変位
し、待機位置からの偏差を自動的に補正することが可能
となり、温度変化などによる待機位置のずれを原因とす
る作動不良を排除して正確な作動を得ることができ、頻
繁な調整を不要にしてランニングコストの低減も可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクレーム対応図である。
【図2】本発明の実施例を示す構成図である。
【図3】油圧シリンダの待機位置を示す概略図である。
【図4】制御の流れを示すフローチャートである。
【図5】他の実施例を示す構成図である。
【図6】従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 建造物 2 コントローラ 3 油圧シリンダ 4 ストロークセンサ 5 変位量演算回路 6 オフセット量演算回路 7 待機位置指令回路 8 バルブ駆動回路 9 制御バルブ 10 指令入力演算回路 11 振動センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油圧アクチュエータの制御機構に制御指
    令値を出力する手段と、油圧アクチュエータの制御量を
    測定する手段と、油圧アクチュエータが所定の静止状態
    にあることを判定する手段と、この静止状態において前
    記制御指令値と制御量の測定値とからオフセット量を算
    出する手段と、このオフセット量が所定の許容範囲にあ
    るかどうかを判定する手段と、オフセット量が許容範囲
    を越えたときにオフセット値を前記制御指令値に加減し
    てオフセット量を許容範囲に補正する手段とを備えたこ
    とを特徴とする電気油圧サーボ機構。
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