JPH05231402A - 油圧サーボ弁を用いた油圧駆動系の制御方式 - Google Patents

油圧サーボ弁を用いた油圧駆動系の制御方式

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JPH05231402A
JPH05231402A JP3036092A JP3036092A JPH05231402A JP H05231402 A JPH05231402 A JP H05231402A JP 3036092 A JP3036092 A JP 3036092A JP 3036092 A JP3036092 A JP 3036092A JP H05231402 A JPH05231402 A JP H05231402A
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JP
Japan
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hydraulic
servo valve
servo
hydraulic servo
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Pending
Application number
JP3036092A
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English (en)
Inventor
Tomomasa Kirimoto
智正 桐本
Shinichiro Fujikawa
真一郎 藤川
Yasuto Ito
保人 伊藤
Tomoaki Kagawa
智章 香川
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Nissan Motor Co Ltd
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大流量型の油圧サーボ弁を有する油圧駆動系
において、油圧サーボ弁の持つ不感帯を補償し、応答
性、制御精度を向上させる。 【構成】 はじめに、計測手段により初期状態において
油圧サーボ弁に与えた指令値に対する被駆動部の経時変
位量からあらかじめ定められた範囲にわたって前記指令
値と前記被駆動部の動作速度との間の特性を求める。次
に、関数生成手段により前記特性にもとづいて前記油圧
サーボ弁の不感帯における補償関数を生成すると共に、
テーブル作成手段により生成された前記補償関数から前
記指令値と前記油圧サーボ弁に対するサーボ指令値との
対応テーブルを作成する。そして、駆動手段は前記指令
値を受けると前記対応テーブルを参照して得た前記サー
ボ指令値により前記油圧サーボ弁を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は油圧サーボ弁を用いた油
圧駆動系の制御方式に関し、特に油圧鍛造プレスや油圧
圧延機等の油圧駆動系に適した制御方式に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、油圧鍛造プレスはプレス
時のストローク長及び加圧距離を長くできると共に調整
を行うことができるという利点に加えて、加圧力及び加
圧速度の制御が容易であるという利点も有する。そし
て、油圧鍛造プレスは機械式のプレスに比べて大きな加
圧力が得られるという利点から機械式のプレスにとって
かわりつつある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、加圧力の増
大につれて油量も大容量となり、この油量を制御するた
めには大流量型の油圧サーボ弁(例えば、3500 l/
min )が必要となる。ところが、大流量型の油圧サーボ
弁はスプールが大きく、所望の流量と応答性を確保する
ために2段構造となっている。これは、スプールオーバ
ラップ量(不感帯)が大きくなってスプール零近傍特性
が不安定となり制御ゲインを上げることが難しくなるこ
とを意味する。その結果、大流量型の油圧サーボ弁を用
いると、油圧鍛造プレスは、被駆動部、すなわち、プレ
スシリンダの応答性、位置精度を上げることができない
という問題が生ずる。
【0004】それ故、本発明の課題は、大流量型の油圧
サーボ弁の持つ不感帯を補償し、応答性、制御精度を向
上させることのできる油圧駆動系の制御方式を提供する
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による油圧駆動系
の制御方式は、初期状態において油圧サーボ弁に与えた
指令値に対する被駆動部の経時変位量からあらかじめ定
められた範囲にわたって前記指令値と前記被駆動部の動
作速度との間の特性を求める計測手段と、前記特性にも
とづいて前記油圧サーボ弁の不感帯における補償関数を
生成する関数生成手段と、生成された前記補償関数から
前記指令値と前記油圧サーボ弁に対するサーボ指令値と
の対応テーブルを作成するテーブル作成手段と、前記指
令値を受けると前記対応テーブルを参照して得た前記サ
ーボ指令値により前記油圧サーボ弁を駆動する駆動手段
とを備えたことを特徴とする。
【0006】本制御方式においては、上記各手段のうち
駆動手段を除く他の手段はプレス作業の開始に先立っ
て、いわゆる学習動作を行う。すなわち、油圧駆動系に
対して定周期で広範囲にわたる指令値を与えることによ
り、計測手段は各指令値と被駆動部の動作速度との間の
相関特性を計測する。次に、関数生成手段は、前記相関
特性から特異点を抽出して直線近似処理を行うことによ
り油圧サーボ弁の不感帯における補償関数を作成する。
テーブル作成手段は、生成された補償関数を用い、指令
値の全範囲について指令値と油圧駆動系に与えられるべ
きサーボ指令値との対応関係を一対一で表わした対応テ
ーブルを作成する。かくして、油圧サーボ弁は、油圧サ
ーボ弁の不感帯に属する指令値については対応テーブル
を参照して得られたサーボ指令値で制御される。
【0007】
【実施例】本発明をわかり易くするために、はじめに原
理を説明する。
【0008】図2を参照して、サーボ指令値cに対して
大流量型の油圧サーボ弁の不感帯はaとbとの間の領域
で示される。すなわち、正のサーボ指令値cを与えても
c<aの条件下では油圧サーボ弁は動作しない。一方、
負のサーボ指令値cを与えた場合にもそれぞれの絶対値
がc<bの条件下では油圧サーボ弁は動作しない。
【0009】そこで、正のサーボ指令値を与える時には
aだけオフセットを加え、負のサーボ指令値を与える時
にはbだけオフセットを加えることにより、見かけ上、
サーボ指令値cに対してリニアな油圧サーボ弁の動作速
度vが得られる。上記のようにオフセットを加えること
で与えられた指令値をサーボ指令値と区別するために、
以下ではオフセットの加えられた指令値を見かけ上のサ
ーボ指令値c′と呼ぶ。
【0010】図3はサーボ指令値c(縦軸)と見かけ上
のサーボ指令値c′(横軸)との関係を示した図であ
り、図2に示したサーボ指令値c−動作速度v特性の逆
関数となる。
【0011】以上の点から、 1)油圧駆動系を実際に駆動してサーボ指令値c−動作
速度vの特性fを求める。
【0012】この場合、動作速度vは、v=f(c)で
表わされる。
【0013】2)次に、特性fの逆関数f-1を求め、サ
ーボ指令値cとして使用できる程度の適切な係数を関数
-1の引数に乗じた関数gを求める。これは、サーボ指
令値cと動作速度vとの次元が異なるためである。
【0014】3)c=g(c′)とすると、 v=f(g(c′)) (1) となる。
【0015】上記1)〜3)の処理動作により、見かけ
上のサーボ指令値c′と動作速度vとの間の対応関係を
とることができる。
【0016】図1は上述した原理にもとづいて油圧サー
ボ弁の不感帯補償手段を導入した油圧駆動系のブロック
図である。
【0017】主制御装置(図示せず)からの指令値sを
加算部11を通してゲインKp の増幅部12に与える。
増幅部12の出力は見かけ上のサーボ指令値c′として
不感帯補償部13に与えられる。不感帯補償部13は、
見かけ上のサーボ指令値c′と実際のサーボ指令値cと
の対応テーブルを格納したメモリを有し、入力した見か
け上のサーボ指令値c′に対応したサーボ指令値cを油
圧サーボ弁14に与える。油圧サーボ弁14では与えら
れたサーボ指令値cにもとづいて動作し、これによって
得られる油圧で被駆動部としての油圧機器15が駆動さ
れる。油圧機器15の変位量は図示しない変位センサで
検出され、加算部11にフィードバックされる。加算部
11では、指令値sと変位センサからのフィードバック
量との偏差eを増幅部12に与える。このようにして、
油圧駆動系は偏差eをゼロにするようなフィードバック
制御を行う。
【0018】次に、初期状態の学習動作により不感帯補
償部13に見かけ上のサーボ指令値c′と実際のサーボ
指令値cとの間の対応テーブルを設定する方法について
図4〜図8に基づいて説明する。
【0019】図4において、主制御装置1から油圧サー
ボ弁14に対してあらかじめ定められた範囲−2048
〜+2047にわたって指令値sを直接与え、指令値s
と油圧機器15の動作速度との間の特性を測定する。な
お、油圧機器15の可動部分には変位センサ16を設置
している。
【0020】主制御装置1は記憶装置を備え、油圧サー
ボ弁14に与えた指令値sを微小時間間隔(例えば1ms
ec)で測定して記憶すると共に、この測定タイミングに
同期して変位ンサ16より得られる油圧機器15の変位
量を記憶する。
【0021】図5は上記動作により得られた油圧機器1
5の変位量の経時変化の一例を示す。
【0022】上記動作終了後、主制御装置1の記憶装置
の記憶データはコンピュータ2に送られる。コンピュー
タ2では、変位センサ16より得られた変位量データを
時間で微分することにより上述した微小時間毎の油圧機
器15の動作速度を算出する。このようにして得られる
指令値−動作速度の特性を図6に破線で示す。
【0023】コンピュータ2は更に、上述の指令値−動
作速度特性について、パターン認識により特異点(図6
に×印で示す)を抽出し、この特異点をもとに特性の直
線近似を行う。その結果、図6に実線で示すような近似
特性が得られる。
【0024】次に、コンピュータ2は、上記近似特性の
動作速度vに適切な係数を乗算して−2048〜+20
47の範囲におさまるように油圧サーボ弁14の不感帯
における補償関数を生成する。なお、主制御装置1から
与えられた指令値の範囲は−2048〜+2047であ
り、これらの値が図1に示した不感帯補償部13に見か
け上のサーボ指令値c′として与えられる。コンピュー
タ2で生成された補償関数特性は図7に示す通りであ
り、横軸に見かけ上のサーボ指令値c′が、縦軸には実
際のサーボ指令値cがそれぞれ示されている。
【0025】このような補償関数特性からコンピュータ
2は、見かけ上のサーボ指令値c′と実際のサーボ指令
値cとの対応テーブル(4096ワード分)を作成し、
不感帯補償部13の記憶部に格納する。
【0026】図8は対応テーブルの一例を示す。
【0027】例えば、見かけ上のサーボ指令値c′とし
て1021が与えられると、不感帯補償部13は対応テ
ーブルを参照して見かけ上のサーボ指令値1021に対
応する実際のサーボ指令値756を選びアナログ信号に
変換したうえで油圧サーボ弁14に出力する。
【0028】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば大流量型の油圧サーボ弁の有する不感帯に対する補償
手段を備えたことにより、スプール零近傍特性が改善さ
れ、油圧駆動系全体の制御ループゲインを向上させるこ
とができ、被駆動部としてのプレスシリンダの応答性、
位置精度、速度精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される油圧駆動系の制御ループの
構成を示した図である。
【図2】油圧サーボ弁における不感帯特性を説明するた
めの図である。
【図3】図2に示した不感帯を補償するための補償関数
特性を示した図である。
【図4】本発明の一部を構成する指令値−被駆動部の変
位量特性を測定する方法を説明するための図である。
【図5】図4の測定方法により得られた変位量の経時変
化を示した特性図である。
【図6】本発明により生成される指令値−被駆動部の動
作速度特性を示した図である。
【図7】本発明により生成される不感帯補償関数特性
(見かけ上のサーボ指令値c′−実際のサーボ指令値c
特性)を示した図である。
【図8】図7に示された不感帯補償関数により作成され
た見かけ上のサーボ指令値c′と実際のサーボ指令値c
との対応テーブルの一例を示した図である。
【符号の説明】 1 主制御装置 2 コンピュータ 11 加算部 12 増幅部 13 不感帯補償部 14 油圧サーボ弁 15 油圧機器 16 変位センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 保人 愛媛県新居浜市惣開町5番2号 住友重機 械工業株式会社新居浜製造所内 (72)発明者 香川 智章 愛媛県新居浜市惣開町5番2号 住友重機 械工業株式会社新居浜製造所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 初期状態において油圧サーボ弁に与えた
    指令値に対する被駆動部の経時変位量からあらかじめ定
    められた範囲にわたって前記指令値と前記被駆動部の動
    作速度との間の特性を求める計測手段と、前記特性にも
    とづいて前記油圧サーボ弁の不感帯における補償関数を
    生成する関数生成手段と、生成された前記補償関数から
    前記指令値と前記油圧サーボ弁に対するサーボ指令値と
    の対応テーブルを作成するテーブル作成手段と、前記指
    令値を受けると前記対応テーブルを参照して得た前記サ
    ーボ指令値により前記油圧サーボ弁を駆動する駆動手段
    とを備えたことを特徴とする油圧サーボ弁を用いた油圧
    駆動系の制御方式。
JP3036092A 1992-02-18 1992-02-18 油圧サーボ弁を用いた油圧駆動系の制御方式 Pending JPH05231402A (ja)

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JP3036092A JPH05231402A (ja) 1992-02-18 1992-02-18 油圧サーボ弁を用いた油圧駆動系の制御方式

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JP (1) JPH05231402A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008069852A (ja) * 2006-09-13 2008-03-27 Honda Motor Co Ltd 油圧アクチュエータの制御装置
JP5382393B1 (ja) * 2013-02-15 2014-01-08 東洋システム株式会社 デジタルagc制御方法およびフィードバック制御装置

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Effective date: 20000412