JPH06161506A - 可動制御部材の制御方法及び装置 - Google Patents
可動制御部材の制御方法及び装置Info
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- JPH06161506A JPH06161506A JP3348580A JP34858091A JPH06161506A JP H06161506 A JPH06161506 A JP H06161506A JP 3348580 A JP3348580 A JP 3348580A JP 34858091 A JP34858091 A JP 34858091A JP H06161506 A JPH06161506 A JP H06161506A
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B11/00—Automatic controllers
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
- G05B13/0255—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system the criterion being a time-optimal performance criterion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的はｎ（・ｎ≧３）の観察すべき
状態を有する可動制御部材の制御方法及び装置を得るに
ある。 【構成】 本発明のｎ（・ｎ≧３）の観察すべき状態を
有する可動制御部材の制御方法及び装置は、所定のｎ−
１次元非直線超平面上にｎの観察すべき状態を有する可
動部材（１）の状態点を維持するため操作される摺動モ
ード制御装置を有することを特徴とする。上記超平面は
上記状態点がその上に維持されたとき、最大オーダー観
察状態の最大変化率が制御装置のなし得る率より少ない
ものである。上記摺動モード制御装置は、最大オーダー
観察状態の所望値を設定するため上記所定の超平面に対
しｎ−１低オーダー観察状態を参照できるデジタル制御
器（３，１７）を含み、更に最大オーダー観察状態を上
記所望値と比較する比較器（２２）と、上記比較器に応
答し上記所定の超平面上に状態点を維持するために必要
な制御動作を行なうため操作可能な機構（２６）とを含
む。
状態を有する可動制御部材の制御方法及び装置を得るに
ある。 【構成】 本発明のｎ（・ｎ≧３）の観察すべき状態を
有する可動制御部材の制御方法及び装置は、所定のｎ−
１次元非直線超平面上にｎの観察すべき状態を有する可
動部材（１）の状態点を維持するため操作される摺動モ
ード制御装置を有することを特徴とする。上記超平面は
上記状態点がその上に維持されたとき、最大オーダー観
察状態の最大変化率が制御装置のなし得る率より少ない
ものである。上記摺動モード制御装置は、最大オーダー
観察状態の所望値を設定するため上記所定の超平面に対
しｎ−１低オーダー観察状態を参照できるデジタル制御
器（３，１７）を含み、更に最大オーダー観察状態を上
記所望値と比較する比較器（２２）と、上記比較器に応
答し上記所定の超平面上に状態点を維持するために必要
な制御動作を行なうため操作可能な機構（２６）とを含
む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は可動制御部材の制御方法
及び装置、特に駆動信号の大きさが計算される可動制御
部材の制御方法及び装置に関するものである。
及び装置、特に駆動信号の大きさが計算される可動制御
部材の制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】制御される装置の出力がたどる通路を出
力の位相面に沿ってえがくことによって、制御される装
置の出力のダイナミックレスポンスをあらかじめ定める
ことを含む摺動モード（ＳＬＭ）（ｓｌｉｄｉｎｇ ｍ
ｏｄｅ）制御技術は既知である。上記位相面は制御され
た状態（ｓｔａｔｅ）をその軸として有する２または３
次元の面である。制御動作は、所望の曲線又は超平面
（ｈｙｐｅｒｐｌａｎｅ）をえがく通路に比較された実
際の出力の位相面上の位置によって定められる。従って
摺動モード制御は、位相面上の所定の時刻における出力
の実際の位置の計算と、制御される装置及びその派生物
（ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ）の出力測定に依存する。摺
動モード制御のため、制御される装置によって要求され
る派生物の数は制御される装置の優先オーダー（ｐｒｅ
ｄｏｍｉｎａｎｔ ｏｒｄｅｒ）に等しい。
力の位相面に沿ってえがくことによって、制御される装
置の出力のダイナミックレスポンスをあらかじめ定める
ことを含む摺動モード（ＳＬＭ）（ｓｌｉｄｉｎｇ ｍ
ｏｄｅ）制御技術は既知である。上記位相面は制御され
た状態（ｓｔａｔｅ）をその軸として有する２または３
次元の面である。制御動作は、所望の曲線又は超平面
（ｈｙｐｅｒｐｌａｎｅ）をえがく通路に比較された実
際の出力の位相面上の位置によって定められる。従って
摺動モード制御は、位相面上の所定の時刻における出力
の実際の位置の計算と、制御される装置及びその派生物
（ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ）の出力測定に依存する。摺
動モード制御のため、制御される装置によって要求され
る派生物の数は制御される装置の優先オーダー（ｐｒｅ
ｄｏｍｉｎａｎｔ ｏｒｄｅｒ）に等しい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】摺動モード制御は始め
ソ連で１９５０年代に研究，開発されたものである。然
しながら、好ましい高速スイッチ機構が開発されなかっ
たため、その後数年間でこの技術が低下した。１９７０
年代に入って主として米国で安い半導体パワートランジ
スタが手に入るようになって上記の問題が解消され関心
がもたれるようになった。現在では多くの国で研究がな
されているが工業的な需要は少ない。これは摺動モード
制御が作動しないからではなく、例えば従来の制御方法
に比べ多くの理由によって実施が困難であるためであ
る。
ソ連で１９５０年代に研究，開発されたものである。然
しながら、好ましい高速スイッチ機構が開発されなかっ
たため、その後数年間でこの技術が低下した。１９７０
年代に入って主として米国で安い半導体パワートランジ
スタが手に入るようになって上記の問題が解消され関心
がもたれるようになった。現在では多くの国で研究がな
されているが工業的な需要は少ない。これは摺動モード
制御が作動しないからではなく、例えば従来の制御方法
に比べ多くの理由によって実施が困難であるためであ
る。
【０００４】摺動モード制御は可変構成制御（ＶＳＣ）
のサブクラスである。より実施可能なＶＳＣ装置はＳＬ
Ｍ制御器であるが、常にそうであるとは限らない。従来
の制御技術では閉ループシステムのレスポンスは制御さ
れる装置に組み合わされる制御装置の動力（ｄｙｎａｍ
ｉｃｓ）によって定められる。装置または装置に作用す
る妨害力の変更は共にシステムのダイナミックレスポン
スを変える。
のサブクラスである。より実施可能なＶＳＣ装置はＳＬ
Ｍ制御器であるが、常にそうであるとは限らない。従来
の制御技術では閉ループシステムのレスポンスは制御さ
れる装置に組み合わされる制御装置の動力（ｄｙｎａｍ
ｉｃｓ）によって定められる。装置または装置に作用す
る妨害力の変更は共にシステムのダイナミックレスポン
スを変える。
【０００５】ＳＬＭ制御の利益は、閉ループシステムの
レスポンスが制御器のパラメータによって定められるが
制御される装置及びこれに作用する妨害の変更には無関
係なことである。このことは本発明が適用される比例ソ
レノイド弁を制御するときに特に好ましい。然しならが
これに限るものではない。これら弁の固有のレスポンス
は第３オーダー非直線であり、弁によって大きく変化す
る。更に弁を流れる油により大きな流体圧が誘起され、
これによりスプールが更に移動されるようになる。従っ
て良いレスポンスを従来の制御方法で得ることは困難で
ある。
レスポンスが制御器のパラメータによって定められるが
制御される装置及びこれに作用する妨害の変更には無関
係なことである。このことは本発明が適用される比例ソ
レノイド弁を制御するときに特に好ましい。然しならが
これに限るものではない。これら弁の固有のレスポンス
は第３オーダー非直線であり、弁によって大きく変化す
る。更に弁を流れる油により大きな流体圧が誘起され、
これによりスプールが更に移動されるようになる。従っ
て良いレスポンスを従来の制御方法で得ることは困難で
ある。
【０００６】位相空間（ｐｈａｓｅ ｓｐａｃｅ）線図
を用いてＶＳＣまたはＳＬＭシステムを説明する。如何
なるシステムのレスポンスも位相空間線図又は位相画像
上に位相変数（ｐｈａｓｅ ｖａｒｉａｂｌｅ）を示す
ことによって完全に説明することができる。位相変数は
例えば弁スプール等の対象物の位置変数と、その派生物
であるスプール速度や加速度等の変数より成る。必要と
される状態やその派生物の数はプラントのオーダーによ
って定められる。第２オーダーの位置制御装置では制御
入力のステップが変化すれば加速度におけるステップが
変化し、プラントの動力が位置及び速度により完全に定
められる。従って位相空間は夫々Ｘ及びＹ軸となる位置
と速度の２つの次元を有する。第３オーダーの位置制御
装置では制御入力のステップ変化により加速度の変化率
におけるステップが変化する。かくして位相空間は位置
と速度と加速度の３つの次元を有する。
を用いてＶＳＣまたはＳＬＭシステムを説明する。如何
なるシステムのレスポンスも位相空間線図又は位相画像
上に位相変数（ｐｈａｓｅ ｖａｒｉａｂｌｅ）を示す
ことによって完全に説明することができる。位相変数は
例えば弁スプール等の対象物の位置変数と、その派生物
であるスプール速度や加速度等の変数より成る。必要と
される状態やその派生物の数はプラントのオーダーによ
って定められる。第２オーダーの位置制御装置では制御
入力のステップが変化すれば加速度におけるステップが
変化し、プラントの動力が位置及び速度により完全に定
められる。従って位相空間は夫々Ｘ及びＹ軸となる位置
と速度の２つの次元を有する。第３オーダーの位置制御
装置では制御入力のステップ変化により加速度の変化率
におけるステップが変化する。かくして位相空間は位置
と速度と加速度の３つの次元を有する。
【０００７】位相空間内の点はある時刻における装置の
状態を完全に定める。これは代表点、描写点、状態点又
は単純に状態のような種々のものである。ここでは状態
点として説明する。時間と共に位相変数が変化したとき
状態点がたどる通路は位相軌道（ｐｈａｓｅ ｔｒａｊ
ｅｃｔｏｒｙ）として知られている。
状態を完全に定める。これは代表点、描写点、状態点又
は単純に状態のような種々のものである。ここでは状態
点として説明する。時間と共に位相変数が変化したとき
状態点がたどる通路は位相軌道（ｐｈａｓｅ ｔｒａｊ
ｅｃｔｏｒｙ）として知られている。
【０００８】上記の説明はスプール位置が制御変数であ
ることを意味する。このような装置は調節器として作用
し、制御器はスプールを零位置に維持するよう作用す
る。スプールの移動を制御するため位相線図上の位置を
所望位置と実際の位置間の位置エラーによって補正しな
ければならない。これを以下単に“エラー”として示
す。速度，加速度等の代わりにエラーの派生物を用いて
プラントを不規則に変化する入力にエラーなしに追従せ
しめることができる。然しながら一般にエラー信号を区
別することは極めて困難である。特に位置指令信号が顧
客にとって発生され、十分な大きさのノイズが含まれて
いるような場合には弁制御器によって特別な問題とな
る。エラー派生物の代わりに速度及び加速度が使用され
たときは、位置変化指令が追従されたとき制御された装
置はエラーを示すが、このエラーは指令が一定値に達し
た時点で消滅する。従ってエラー信号を区別することの
問題は解消されるが、追従精度の問題は残る。
ることを意味する。このような装置は調節器として作用
し、制御器はスプールを零位置に維持するよう作用す
る。スプールの移動を制御するため位相線図上の位置を
所望位置と実際の位置間の位置エラーによって補正しな
ければならない。これを以下単に“エラー”として示
す。速度，加速度等の代わりにエラーの派生物を用いて
プラントを不規則に変化する入力にエラーなしに追従せ
しめることができる。然しながら一般にエラー信号を区
別することは極めて困難である。特に位置指令信号が顧
客にとって発生され、十分な大きさのノイズが含まれて
いるような場合には弁制御器によって特別な問題とな
る。エラー派生物の代わりに速度及び加速度が使用され
たときは、位置変化指令が追従されたとき制御された装
置はエラーを示すが、このエラーは指令が一定値に達し
た時点で消滅する。従ってエラー信号を区別することの
問題は解消されるが、追従精度の問題は残る。
【０００９】位相線図上には時刻は明白には表れない
が、描画された変数には含まれている。
が、描画された変数には含まれている。
【００１０】ダイナミック動作の２以上の明白な型、即
ち２以上の異なる構成を示すため摺動モード制御が制御
された装置に実行される。装置内の可変構成を誘起せし
めるにはスイッチゲインを用いる方法と、制御信号を直
接切り替えることの２つの方法がある。
ち２以上の異なる構成を示すため摺動モード制御が制御
された装置に実行される。装置内の可変構成を誘起せし
めるにはスイッチゲインを用いる方法と、制御信号を直
接切り替えることの２つの方法がある。
【００１１】ａ）スイッチゲインシステム
【００１２】図１に示す閉ループのスイッチゲインシス
テムにおいて前方通路ゲインＫが大きく、正であればシ
ステムの固有レスポンスは安定であるが大きく振動す
る。前方通路ゲインＫが大きく、負であればレスポンス
は不安定となる。これら２つの構成を図２〜図５に示
す。
テムにおいて前方通路ゲインＫが大きく、正であればシ
ステムの固有レスポンスは安定であるが大きく振動す
る。前方通路ゲインＫが大きく、負であればレスポンス
は不安定となる。これら２つの構成を図２〜図５に示
す。
【００１３】ｂ）制御信号の直接切り替え
【００１４】図６に示す直接オンオフシステムにおいて
は、制御されている装置に対する制御信号はリレー型素
子からの出力であり、“オン”及び“オフ”の２つの変
数のうちの１つのみを有する。然しながら先のシステム
とは異なり、両構成は不安定である。２つの制御入力の
レベルが符号でのみ異なる、即ちＵon＝−Ｕoff であれ
ば２つの位相部分は図７〜図１０に示すように互に鏡像
関係となる。
は、制御されている装置に対する制御信号はリレー型素
子からの出力であり、“オン”及び“オフ”の２つの変
数のうちの１つのみを有する。然しながら先のシステム
とは異なり、両構成は不安定である。２つの制御入力の
レベルが符号でのみ異なる、即ちＵon＝−Ｕoff であれ
ば２つの位相部分は図７〜図１０に示すように互に鏡像
関係となる。
【００１５】この２つの構成の唯一の要求は位相空間の
或る領域における状態点を反対の方向に進めることであ
る。図１のスイッチゲインシステムを考えると、図１１
の合成位相面線図及び図１２の過渡（ｔｒａｎｓｉｅｎ
ｔ）レスポンスの線図に示すように正のゲインが位相面
の領域Ｉ及びＩＩＩに加えられたとき、及び負のゲイン
が同じく領域ＩＩ及びＩＶに加えられたとき、領域Ｉと
ＩＩ及び領域ＩＩＩとＩＶ間の境界によって形成された
ラインの何れかの側で位相が互に反対の軌道とされる。
従って状態点が位相空間内の任意の原点からこの境界ま
たは“スイッチライン”上に進められる。このようにさ
れた場合、スイッチライン上に状態点を維持するため制
御器はシステム構成を切り替える。状態点はスイッチラ
インに沿った“摺動”と呼ばれ、高速切り替え動作は
“摺動モード”と呼ばれる。
或る領域における状態点を反対の方向に進めることであ
る。図１のスイッチゲインシステムを考えると、図１１
の合成位相面線図及び図１２の過渡（ｔｒａｎｓｉｅｎ
ｔ）レスポンスの線図に示すように正のゲインが位相面
の領域Ｉ及びＩＩＩに加えられたとき、及び負のゲイン
が同じく領域ＩＩ及びＩＶに加えられたとき、領域Ｉと
ＩＩ及び領域ＩＩＩとＩＶ間の境界によって形成された
ラインの何れかの側で位相が互に反対の軌道とされる。
従って状態点が位相空間内の任意の原点からこの境界ま
たは“スイッチライン”上に進められる。このようにさ
れた場合、スイッチライン上に状態点を維持するため制
御器はシステム構成を切り替える。状態点はスイッチラ
インに沿った“摺動”と呼ばれ、高速切り替え動作は
“摺動モード”と呼ばれる。
【００１６】境界またはスイッチラインは数１によって
示される。
示される。
【００１７】
【数１】
【００１８】ここでｃはラインの傾斜、εはエラーであ
る。この数１の解は数２となる。
る。この数１の解は数２となる。
【００１９】
【数２】
【００２０】ここでｔ0 は初期エラー、ｔは時間、ｅは
ユニバーサル定数である。
ユニバーサル定数である。
【００２１】従って上式から状態点がスイッチラインに
速やかに達したとき、制御された装置のレスポンス、即
ち閉ループレスポンスが第１オーダーシステムのもので
あり、更にこの第１オーダーシステムが制御器によって
定められたそのパラメータ（傾斜ｃ）を有し、装置の動
力とは独立であることが判る。実際にはこれはスイッチ
ラインの何れかの側で状態軌道が互に対向するようにす
る装置のパラメータの任意の値に対し、レスポンスが等
しく維持されることを意味する。
速やかに達したとき、制御された装置のレスポンス、即
ち閉ループレスポンスが第１オーダーシステムのもので
あり、更にこの第１オーダーシステムが制御器によって
定められたそのパラメータ（傾斜ｃ）を有し、装置の動
力とは独立であることが判る。実際にはこれはスイッチ
ラインの何れかの側で状態軌道が互に対向するようにす
る装置のパラメータの任意の値に対し、レスポンスが等
しく維持されることを意味する。
【００２２】図６に示すように制御信号の直接切り替え
によって同一のレスポンスの得られることは明らかであ
る。この例においては図１３に示すように位相空間は２
つの領域に分割されることが必要なのみである。制御入
力の直接切り替えの使用は最大の制御動作を総ての時間
で使用できるという大きな利益をもたらす。従って後述
のようにより速いレスポンスが可能となる。この方法の
明白な欠点は制御信号が不連続に切り替えられることで
ある。多くのシステムにおいて不連続制御入力は、これ
がより高いモード（例えばロボット腕におけるフレキシ
ブルモード）を生ぜしめるか、または入力装置に単純な
磨耗を生ぜしめるという理由で全く好ましくない。然し
ながら多くのシステムではこのような問題はなく、電気
的装置ではこれは最も効率の良い制御方法である。
によって同一のレスポンスの得られることは明らかであ
る。この例においては図１３に示すように位相空間は２
つの領域に分割されることが必要なのみである。制御入
力の直接切り替えの使用は最大の制御動作を総ての時間
で使用できるという大きな利益をもたらす。従って後述
のようにより速いレスポンスが可能となる。この方法の
明白な欠点は制御信号が不連続に切り替えられることで
ある。多くのシステムにおいて不連続制御入力は、これ
がより高いモード（例えばロボット腕におけるフレキシ
ブルモード）を生ぜしめるか、または入力装置に単純な
磨耗を生ぜしめるという理由で全く好ましくない。然し
ながら多くのシステムではこのような問題はなく、電気
的装置ではこれは最も効率の良い制御方法である。
【００２３】この概念は第３オーダープラントに容易に
適用できる。位相空間は３次元であり、スイッチライン
は図１４に示すようにスイッチ面となる。この面は数３
で示される。
適用できる。位相空間は３次元であり、スイッチライン
は図１４に示すようにスイッチ面となる。この面は数３
で示される。
【００２４】
【数３】
【００２５】数３は第２オーダーシステムの式であり、
数４で示される関係を有する。
数４で示される関係を有する。
【００２６】
【数４】
【００２７】ここでωn は閉ループレスポンスの固有周
波数レスポンス（ラヂアン／秒）、ζは閉ループレスポ
ンスのダンピング比である。
波数レスポンス（ラヂアン／秒）、ζは閉ループレスポ
ンスのダンピング比である。
【００２８】一般に、スイッチゲイン制御器ではスイッ
チ面全体に亘り確実に摺動モードとするためより高いオ
ーダーのシステムのための付加的機構が必要である。然
しながら、直接スイッチ制御器のためには“オン”と
“オフ”に対応する２つの機構で十分である。
チ面全体に亘り確実に摺動モードとするためより高いオ
ーダーのシステムのための付加的機構が必要である。然
しながら、直接スイッチ制御器のためには“オン”と
“オフ”に対応する２つの機構で十分である。
【００２９】第２オーダーシステムについて以下説明す
る。既に述べたように傾斜ｃは閉ループレスポンスの時
定数を示す。主たる適用では速い過渡レスポンスが望ま
しく、大きな値の傾斜ｃ、従って大きな傾斜のスイッチ
ラインが望ましい。然しながら、傾斜ｃの選択が非常に
野心的な場合にはラインの小さな区域においてのみ摺動
運動が可能である。摺動が図１３に比べスイッチライン
の部分Ａ−Ｂでのみ可能となる直接オン／オフ制御器の
ための合成位相画像を図１５に示す。
る。既に述べたように傾斜ｃは閉ループレスポンスの時
定数を示す。主たる適用では速い過渡レスポンスが望ま
しく、大きな値の傾斜ｃ、従って大きな傾斜のスイッチ
ラインが望ましい。然しながら、傾斜ｃの選択が非常に
野心的な場合にはラインの小さな区域においてのみ摺動
運動が可能である。摺動が図１３に比べスイッチライン
の部分Ａ−Ｂでのみ可能となる直接オン／オフ制御器の
ための合成位相画像を図１５に示す。
【００３０】以上、位相変数、即ち、制御されている装
置及びその派生物の出力を用いた制御器のみを説明し
た。代わりに他の変数も用い得るがその場合には幾つか
の欠点を生ずる。図１８に示すソレノイド弁制御器を考
えると、摺動モードにおける運動は数３によって定める
ことができる。ここでｃ1 とｃ2 は負帰還多項式におけ
るものと同一である。数３においてスイッチ素子に対す
る入力は理想的には零である。このシステムの閉ループ
伝達関数が図１８においてσ＝０とすることによって得
られる。これによって数５が得られる。
置及びその派生物の出力を用いた制御器のみを説明し
た。代わりに他の変数も用い得るがその場合には幾つか
の欠点を生ずる。図１８に示すソレノイド弁制御器を考
えると、摺動モードにおける運動は数３によって定める
ことができる。ここでｃ1 とｃ2 は負帰還多項式におけ
るものと同一である。数３においてスイッチ素子に対す
る入力は理想的には零である。このシステムの閉ループ
伝達関数が図１８においてσ＝０とすることによって得
られる。これによって数５が得られる。
【００３１】
【数５】
【００３２】図１９は同一のシステムであるが加速度帰
還よりも電流帰還によるものを示す。σ＝０とすれば数
６が得られる。
還よりも電流帰還によるものを示す。σ＝０とすれば数
６が得られる。
【００３３】
【数６】
【００３４】数５と数６の比較から明らかなように、数
５は制御器パラメータｃ1 とｃ2 のみを含むが、数６は
更にプラントパラメータｋ，ｆ及びｍを有する。従って
位相変数を用いることによって確実に閉ループレスポン
スを制御プラントにおける変化とは独立なものとなし得
る。
５は制御器パラメータｃ1 とｃ2 のみを含むが、数６は
更にプラントパラメータｋ，ｆ及びｍを有する。従って
位相変数を用いることによって確実に閉ループレスポン
スを制御プラントにおける変化とは独立なものとなし得
る。
【００３５】直接オン／オフＳＬＭ制御は、一見非常に
単純ではあるが、実際には制御されている装置の所望の
動作を阻止せしめる多くの問題を有する。２つの目立つ
問題は、より高いオーダーの派生物の計算において変換
器のノイズが増幅されるため上記派生物の精度が低下す
るということ、及び派生物の実際の計算期間によって時
間おくれが生ずるということである。所望の動作の減少
は最大オーダー派生物を考慮したとき最大となり、この
派生物は最大の早さで変化でき、従ってその補正は粗
（ｒｏｂｕｓｔ）またはダイナミック制御を維持するた
め出来るだけ早く行なう必要がある。勿論、例えば強力
なプロセッサーを用いることによって実際の計算期間に
関連する時間遅れを減少できるが、サンプリング率が速
いときは制御技術が変換器ノイズにより大きく影響され
るようになる。
単純ではあるが、実際には制御されている装置の所望の
動作を阻止せしめる多くの問題を有する。２つの目立つ
問題は、より高いオーダーの派生物の計算において変換
器のノイズが増幅されるため上記派生物の精度が低下す
るということ、及び派生物の実際の計算期間によって時
間おくれが生ずるということである。所望の動作の減少
は最大オーダー派生物を考慮したとき最大となり、この
派生物は最大の早さで変化でき、従ってその補正は粗
（ｒｏｂｕｓｔ）またはダイナミック制御を維持するた
め出来るだけ早く行なう必要がある。勿論、例えば強力
なプロセッサーを用いることによって実際の計算期間に
関連する時間遅れを減少できるが、サンプリング率が速
いときは制御技術が変換器ノイズにより大きく影響され
るようになる。
【００３６】既に述べた摺動モードサーボシステムの過
渡レスポンス時間は６０ｍｓ程度であるが、従来のアナ
ログ制御器を用いてもレスポンス時間は大きさにより３
ｍｓと２０ｍｓの間である。速い過渡レスポンスを得る
ためには下記のような２つの反対のファクターを必要と
する。
渡レスポンス時間は６０ｍｓ程度であるが、従来のアナ
ログ制御器を用いてもレスポンス時間は大きさにより３
ｍｓと２０ｍｓの間である。速い過渡レスポンスを得る
ためには下記のような２つの反対のファクターを必要と
する。
【００３７】ａ）速い過渡レスポンスが、非直線スイッ
チ面の使用を指示する摺動モード破壊を生ずることなく
望まれる。引張り（ｊｅｒｋ）制限面がデジタル的にの
み得られる。
チ面の使用を指示する摺動モード破壊を生ずることなく
望まれる。引張り（ｊｅｒｋ）制限面がデジタル的にの
み得られる。
【００３８】ｂ）従来の制御アルゴリズムがデジタル的
になされる場合には２００回以上で所望の閉ループ帯域
幅が望まれる。これはデジタル信号プロセッサー（ＤＳ
Ｐ）を用いることによってのみ達成でき、これは現在の
マイクロプロセッサーを越えるものである。
になされる場合には２００回以上で所望の閉ループ帯域
幅が望まれる。これはデジタル信号プロセッサー（ＤＳ
Ｐ）を用いることによってのみ達成でき、これは現在の
マイクロプロセッサーを越えるものである。
【００３９】本発明の目的は可動部材の摺動モード制御
を得るにある。
を得るにある。
【００４０】
【課題を解決するための手段】本発明におけるｎの観察
状態を有する可動制御部材のための制御装置は所定のｎ
−１次元非直線超平面（ここでｎ≧３）上に可動制御部
材（１）の状態点を維持するため操作可能な摺動モード
制御装置を有し、上記超平面は上記状態点がその上に維
持されたとき最大オーダー観察状態の最大変化率が制御
装置のなし得る変化率を越えないような面であり、上記
摺動モード制御装置は、最大オーダー観察状態の所望の
値を得るため所定の超平面に対しｎ−１の低オーダー観
察状態を参照するよう操作可能なデジタルプロセッサ
（３，１７）を有し、更に上記所望の値を上記最大オー
ダー観察状態と比較する比較機構（２２）と、この比較
機構（２２）に応答し、上記所定の超平面上に上記状態
点を維持するために必要な制御作用をなすよう操作され
る機構（２６）とを有することを特徴とする。
状態を有する可動制御部材のための制御装置は所定のｎ
−１次元非直線超平面（ここでｎ≧３）上に可動制御部
材（１）の状態点を維持するため操作可能な摺動モード
制御装置を有し、上記超平面は上記状態点がその上に維
持されたとき最大オーダー観察状態の最大変化率が制御
装置のなし得る変化率を越えないような面であり、上記
摺動モード制御装置は、最大オーダー観察状態の所望の
値を得るため所定の超平面に対しｎ−１の低オーダー観
察状態を参照するよう操作可能なデジタルプロセッサ
（３，１７）を有し、更に上記所望の値を上記最大オー
ダー観察状態と比較する比較機構（２２）と、この比較
機構（２２）に応答し、上記所定の超平面上に上記状態
点を維持するために必要な制御作用をなすよう操作され
る機構（２６）とを有することを特徴とする。
【００４１】本発明の可動制御部材の制御方法は
【００４２】ｉ）所定のｎ−１次元非直線超平面（ここ
でｎ≧３）上にｎの観察状態を有する可動制御部材の状
態点を維持するため操作可能である摺動モード制御装置
を形成する工程と、ｉｉ）その上に上記状態点が維持さ
れたとき最大オーダー観察状態の最大変化率が上記制御
装置のなし得る変化率を越えないような超平面を定める
工程と、ｉｉｉ）上記最大オーダー観察状態の所望の値
を得るため上記所定の超平面に対し上記可動制御部材の
ｎ−１の低オーダー観察状態を参照する工程と、ｉｖ）
上記所望の値を上記最大オーダー観察状態と比較する工
程と、及びｖ）上記所定の超平面上に上記状態点を維持
するために必要な制御作用をなすよう上記比較の結果を
使用する工程とより成ることを特徴とする。
でｎ≧３）上にｎの観察状態を有する可動制御部材の状
態点を維持するため操作可能である摺動モード制御装置
を形成する工程と、ｉｉ）その上に上記状態点が維持さ
れたとき最大オーダー観察状態の最大変化率が上記制御
装置のなし得る変化率を越えないような超平面を定める
工程と、ｉｉｉ）上記最大オーダー観察状態の所望の値
を得るため上記所定の超平面に対し上記可動制御部材の
ｎ−１の低オーダー観察状態を参照する工程と、ｉｖ）
上記所望の値を上記最大オーダー観察状態と比較する工
程と、及びｖ）上記所定の超平面上に上記状態点を維持
するために必要な制御作用をなすよう上記比較の結果を
使用する工程とより成ることを特徴とする。
【００４３】最大オーダー観察状態の変化の要求率が、
装置が大きな速度で得ることのできるものよりも大きい
とき摺動モード制御が破壊する。数１で示される微分方
程式は数７で示される。
装置が大きな速度で得ることのできるものよりも大きい
とき摺動モード制御が破壊する。数１で示される微分方
程式は数７で示される。
【００４４】
【数７】
【００４５】数７は、加速度の大きさが速度と共に増大
するが、特にスイッチラインの傾斜を減少することによ
って減少できることを示す。従って摺動モードにおける
破壊の問題はスイッチ曲線を用いることによって解決す
ることができる。即ち位相面の原点近くの低速度で急な
傾斜の曲線を用い、原点から離れた部分で小さな傾斜の
曲線を用いる。好ましくはスイッチラインはその全長に
亘り摺動をなし得るように湾曲する。理論的には、上記
の要求を満足する任意の曲線を用い得る。然しながら、
放物線は一定の加速度で変化する線であり好ましく、位
相面が供給できるものより常にその加速度が小さいスイ
ッチ曲線を定めるのは容易である。
するが、特にスイッチラインの傾斜を減少することによ
って減少できることを示す。従って摺動モードにおける
破壊の問題はスイッチ曲線を用いることによって解決す
ることができる。即ち位相面の原点近くの低速度で急な
傾斜の曲線を用い、原点から離れた部分で小さな傾斜の
曲線を用いる。好ましくはスイッチラインはその全長に
亘り摺動をなし得るように湾曲する。理論的には、上記
の要求を満足する任意の曲線を用い得る。然しながら、
放物線は一定の加速度で変化する線であり好ましく、位
相面が供給できるものより常にその加速度が小さいスイ
ッチ曲線を定めるのは容易である。
【００４６】放物線スイッチラインの使用には１つの問
題がある。位相面の原点ではラインは無限の傾斜を有し
ている。このことは、制御されている装置は所定の加速
度値の大きさが減少したとき次第に速く移動可能となる
ことを示す。位置エラーが零に減少したとき放物線スイ
ッチラインによれば制御された装置は無限の速さで移動
可能となる。実際にはこのようにはならず原点において
摺動不能となる。この問題は原点に近い速い直線スイッ
チライン部分で“結合（ｓｐｌｉｃｉｎｇ）”すること
によって解決することができる。然しながらこのように
する時には注意が必要である。２次元空間で数８が得ら
れる。
題がある。位相面の原点ではラインは無限の傾斜を有し
ている。このことは、制御されている装置は所定の加速
度値の大きさが減少したとき次第に速く移動可能となる
ことを示す。位置エラーが零に減少したとき放物線スイ
ッチラインによれば制御された装置は無限の速さで移動
可能となる。実際にはこのようにはならず原点において
摺動不能となる。この問題は原点に近い速い直線スイッ
チライン部分で“結合（ｓｐｌｉｃｉｎｇ）”すること
によって解決することができる。然しながらこのように
する時には注意が必要である。２次元空間で数８が得ら
れる。
【００４７】
【数８】
【００４８】数８はスイッチライン上の加速度がその傾
斜及び速度によって定めることを示す（実際上数８は数
７を単純に一般式化したものである）。直線部分と放物
線スイッチ曲線との交叉点における加速度の突然の予期
しないジャンプを阻止するため図１６に示すように２つ
の曲線を共に調和せしめる必要がある。この方法では交
叉点において確実に直線と放物線の傾斜を等しくし、従
って速度は共に等しく、加速度もまた共に等しくする。
斜及び速度によって定めることを示す（実際上数８は数
７を単純に一般式化したものである）。直線部分と放物
線スイッチ曲線との交叉点における加速度の突然の予期
しないジャンプを阻止するため図１６に示すように２つ
の曲線を共に調和せしめる必要がある。この方法では交
叉点において確実に直線と放物線の傾斜を等しくし、従
って速度は共に等しく、加速度もまた共に等しくする。
【００４９】この概念は同様にして第３オーダーシステ
ムに適用できる。然しながら第３オーダープラントにお
ける摺動モード破壊は過剰な加速度によるものであると
いうよるはむしろ過剰な引張り（ｊｅｒｋ）によるもの
である。従って最も望ましい非直線スイッチ面は一定の
引張面であり、このようなものの使用は本発明の好まし
い特徴である。
ムに適用できる。然しながら第３オーダープラントにお
ける摺動モード破壊は過剰な加速度によるものであると
いうよるはむしろ過剰な引張り（ｊｅｒｋ）によるもの
である。従って最も望ましい非直線スイッチ面は一定の
引張面であり、このようなものの使用は本発明の好まし
い特徴である。
【００５０】非直線スイッチ面を設計する困難性のため
直線部分から作られた面を用いることができる。このよ
うな部分的直線面を図１７に示す。これは最大の引張り
を制御するための試みにおいて最大速度と加速度が制限
された直線面である。
直線部分から作られた面を用いることができる。このよ
うな部分的直線面を図１７に示す。これは最大の引張り
を制御するための試みにおいて最大速度と加速度が制限
された直線面である。
【００５１】超平面またはスイッチ面はデジタル的に作
ることができ、マイクロプロセッサは摺動を維持するた
めに要求される加速度を示す信号を発生する。アナログ
加速度ループにより高速切り替え作用が生ずる。このよ
うな構成を用いることによって３ＫＨｚのような低い好
ましいサンプリング割合とすることができる。他の例と
しては全デジタル制御器を用いることができるが、この
場合には加速度制御ループのためのものより微分と弁切
り替えのためのより高いサンプリング割合が要求される
ことになる。この全デジタル構成において内及び外のル
ープのため異なる周波数のサンプリング割合が用いられ
る。
ることができ、マイクロプロセッサは摺動を維持するた
めに要求される加速度を示す信号を発生する。アナログ
加速度ループにより高速切り替え作用が生ずる。このよ
うな構成を用いることによって３ＫＨｚのような低い好
ましいサンプリング割合とすることができる。他の例と
しては全デジタル制御器を用いることができるが、この
場合には加速度制御ループのためのものより微分と弁切
り替えのためのより高いサンプリング割合が要求される
ことになる。この全デジタル構成において内及び外のル
ープのため異なる周波数のサンプリング割合が用いられ
る。
【００５２】超平面は非直線であるから上述のように低
いサンプル割合においても実行できるようにするため制
御プログラムを速くする必要がある。複雑なスイッチ面
を実行する最も効果的な方法はルップアップテーブルを
用いることである。このテープルは制御されている装置
の多くの速度値と既知のエラーにおける望ましい加速度
を示している。実際のエラーと速度をこれら既知の値と
比較することによって、このテーブルから最も近い加速
度値を得ることができる。アナログループに対する出力
としての加速度を推定するため補間を用いることができ
る。従って好ましくは制御プログラムにより
いサンプル割合においても実行できるようにするため制
御プログラムを速くする必要がある。複雑なスイッチ面
を実行する最も効果的な方法はルップアップテーブルを
用いることである。このテープルは制御されている装置
の多くの速度値と既知のエラーにおける望ましい加速度
を示している。実際のエラーと速度をこれら既知の値と
比較することによって、このテーブルから最も近い加速
度値を得ることができる。アナログループに対する出力
としての加速度を推定するため補間を用いることができ
る。従って好ましくは制御プログラムにより
【００５３】ａ）アナログデジタルコンバータから指令
位置と、スプール位置と、速度を読み取る工程と、
位置と、スプール位置と、速度を読み取る工程と、
【００５４】ｂ）指令値と実際の値との間の位置エラー
を計算する工程と、
を計算する工程と、
【００５５】ｃ）両方の側のエラーに近い値を見出し、
ルックアップテーブルから加速度値を与える工程と、
ルックアップテーブルから加速度値を与える工程と、
【００５６】ｄ）両方の側の速度に近い値を見出し、ル
ックアップテーブルから加速度値を与える工程と、
ックアップテーブルから加速度値を与える工程と、
【００５７】ｅ）上記ｃ）項とｄ）項で見出された４つ
の加速度値を取り出し、２進補間を用いてエラーと速度
の実際の値における加速度を推定する工程と、及び
の加速度値を取り出し、２進補間を用いてエラーと速度
の実際の値における加速度を推定する工程と、及び
【００５８】ｆ）この加速度の所望値を出力する工程
【００５９】とを実行する。
【００６０】この制御方法は不連続時間（サンプルデー
タ）制御理論よりはむしろ連続時間を基礎としているの
で実際のサンプル割合はそれが上述した最小値より大き
い限り比較的重要ではない。従って主制御ループは時間
に関連づける必要はなく、できるだけ速く実行すること
ができるようになる。
タ）制御理論よりはむしろ連続時間を基礎としているの
で実際のサンプル割合はそれが上述した最小値より大き
い限り比較的重要ではない。従って主制御ループは時間
に関連づける必要はなく、できるだけ速く実行すること
ができるようになる。
【００６１】特に本発明の制御装置は制御されている装
置、例えばソレノイド電流がオン，オフされるソレノイ
ド比例弁のスプールの微細振動を検知できることが望ま
しい。この結果高品質高帯域幅加速変換器が要求され
る。スプール位置信号を微分することによって速度と加
速度を得ることの試みは、信号内のノイズレベルが高く
帯域幅が比較的に小さいため失敗した。
置、例えばソレノイド電流がオン，オフされるソレノイ
ド比例弁のスプールの微細振動を検知できることが望ま
しい。この結果高品質高帯域幅加速変換器が要求され
る。スプール位置信号を微分することによって速度と加
速度を得ることの試みは、信号内のノイズレベルが高く
帯域幅が比較的に小さいため失敗した。
【００６２】他の測定方法は次の通りである。
【００６３】ａ）加速度計を用いて直接加速度を測定す
る。然しながら例えば弁スプールと弁体間の相対加速度
を測定するためには２つの加速度計が必要である。
る。然しながら例えば弁スプールと弁体間の相対加速度
を測定するためには２つの加速度計が必要である。
【００６４】ｂ）速度を直接測定する。微分によって加
速度を得るために十分良好な信号を得るため速度変換器
を用いることが考えられる。
速度を得るために十分良好な信号を得るため速度変換器
を用いることが考えられる。
【００６５】ｃ）状態観察機構を用いて間接的に測定を
行なう。この方法を効率良く実施するため制御されてい
る装置の良好なモデルが望まれる。非直線で適合できる
観察方法を用いることができるが、これらはデジタル技
術であり速いサンプル割合が要求される。
行なう。この方法を効率良く実施するため制御されてい
る装置の良好なモデルが望まれる。非直線で適合できる
観察方法を用いることができるが、これらはデジタル技
術であり速いサンプル割合が要求される。
【００６６】従って本発明においては制御されている装
置、例えばソレノイド比例弁のスプールの加速度を得る
ため速度変換器を採用し、速度信号を微分することによ
って加速度を得る。この微分はアナログフィルターを用
いて実行できる。サンプル割合が十分でない場合には加
速度信号の帯域幅は小さく切り替え周波数は減少しスプ
ールの例えば振動が増加する。従って微分フィルターに
は制御されている装置の最大帯域幅の約１５〜２０倍の
帯域幅を有せしめる。
置、例えばソレノイド比例弁のスプールの加速度を得る
ため速度変換器を採用し、速度信号を微分することによ
って加速度を得る。この微分はアナログフィルターを用
いて実行できる。サンプル割合が十分でない場合には加
速度信号の帯域幅は小さく切り替え周波数は減少しスプ
ールの例えば振動が増加する。従って微分フィルターに
は制御されている装置の最大帯域幅の約１５〜２０倍の
帯域幅を有せしめる。
【００６７】好ましくは最大オーダー観察状態の最大変
化率を本質的に一定に維持する。また最大オーダー観察
状態の大きさを制限される。
化率を本質的に一定に維持する。また最大オーダー観察
状態の大きさを制限される。
【００６８】良好な摺動モード制御を達成するため、観
察された最大オーダー状態に対する所望の最大オーダー
観察状態の比較周波数は公知例である英国特許出願第９
０２６７３６．０号明細書に記載されているような超平
面に対するｎ−１低オーダー観察状態のそれよりも大き
いことが好ましい。
察された最大オーダー状態に対する所望の最大オーダー
観察状態の比較周波数は公知例である英国特許出願第９
０２６７３６．０号明細書に記載されているような超平
面に対するｎ−１低オーダー観察状態のそれよりも大き
いことが好ましい。
【００６９】
【実施例】以下図面によって本発明におけるソレノイド
比例弁を制御するための摺動モード方法及び装置の実施
例を説明する。
比例弁を制御するための摺動モード方法及び装置の実施
例を説明する。
【００７０】図２３は所望の第２オーダー定張力（ｊｅ
ｒｋ）レスポンスを示し、ｔ0 からｔ1 迄の加速度は外
１
ｒｋ）レスポンスを示し、ｔ0 からｔ1 迄の加速度は外
１
【００７１】
【外１】
【００７２】の変化率を有する。
【００７３】数９を積分して数１０が得られる。
【００７４】
【数９】
【００７５】
【数１０】
【００７６】更に積分して数１１が得られる。
【００７７】
【数１１】
【００７８】数９から数１２が得られる。
【００７９】
【数１２】
【００８０】数１１におけるｔに数１２を代入して数１
３が得られる。この式は変位の式となる。
３が得られる。この式は変位の式となる。
【００８１】
【数１３】
【００８２】位置エラーは数１４で示される。
【００８３】
【数１４】
【００８４】数１４は２つの未知数外２
【００８５】
【外２】
【００８６】とｘf を有し、これは消去する必要があ
る。ｘf を始めに考える。ｔ0 からｔ1 迄の加速度カー
ブによる面積は数１５となる。
る。ｘf を始めに考える。ｔ0 からｔ1 迄の加速度カー
ブによる面積は数１５となる。
【００８７】
【数１５】
【００８８】ｔ1 からｔf では数１６となる。
【００８９】
【数１６】
【００９０】ｔ＝ｔf で静止している制御されている可
動部材のためｔ0 からｔ1 迄の加速度カーブによる面積
はｔ1 からｔf 迄の加速度カーブによる面積に等しい必
要がある。従って数１７が得られる。
動部材のためｔ0 からｔ1 迄の加速度カーブによる面積
はｔ1 からｔf 迄の加速度カーブによる面積に等しい必
要がある。従って数１７が得られる。
【００９１】
【数１７】
【００９２】外３
【００９３】
【外３】
【００９４】の項におけるｘf のための式は数１８のよ
うになる。
うになる。
【００９５】
【数１８】
【００９６】数１６から数１９が得られる。
【００９７】
【数１９】
【００９８】数１３からのｘ2 を置換して数２０が得ら
れる。
れる。
【００９９】
【数２０】
【０１００】数１７からの外４
【０１０１】
【外４】
【０１０２】を置換してｘf と外５
【０１０３】
【外５】
【０１０４】間の所望の関係が得られる。これを数１６
に代入して１つの未知数に１つの式の問題を減少でき
る。外６
に代入して１つの未知数に１つの式の問題を減少でき
る。外６
【０１０５】
【外６】
【０１０６】を消去するため初めに数１１内のｔを置換
して数２１と数２２を得る。
して数２１と数２２を得る。
【０１０７】
【数２１】
【０１０８】
【数２２】
【０１０９】数１２から数２３が得られる。
【０１１０】
【数２３】
【０１１１】最後に数２２内の外７
【０１１２】
【外７】
【０１１３】を置換して数２４が得られる。
【０１１４】
【数２４】
【０１１５】これは張力の制限された切り替え面又は超
平面の式である。
平面の式である。
【０１１６】図２０はソレノイド２によって駆動される
比例ソレノイド弁１のための摺動モード制御装置を示
し、この制御装置はデジタル制御器３とアナログ制御器
４とより成る。比例ソレノイド弁は第３オーダー装置の
代表的なものであり、従ってスプールの３つの状態、即
ち位置と、速度と加速度を観察する必要があり、位置と
速度は低オーダー観察状態であり、加速度は最大オーダ
ー観察状態である。
比例ソレノイド弁１のための摺動モード制御装置を示
し、この制御装置はデジタル制御器３とアナログ制御器
４とより成る。比例ソレノイド弁は第３オーダー装置の
代表的なものであり、従ってスプールの３つの状態、即
ち位置と、速度と加速度を観察する必要があり、位置と
速度は低オーダー観察状態であり、加速度は最大オーダ
ー観察状態である。
【０１１７】入力信号５がデジタル制御器３の、特にそ
の比較器６に加えられ、この比較器６にはスプール位置
を示すデジタル信号がライン７を介して加えられる。ラ
イン８上の比較器６よりの出力は所望のスプール位置
と、実際のスプール位置との差を示す。ライン１１上の
スプール位置を示すアナログ信号ｘは位置センサー９か
ら得られ、アナログデジタルコンバータ１２（ＡＤＣ）
に加えられ、これからのデジタル出力はライン７を介し
て比較器６に加えられる。
の比較器６に加えられ、この比較器６にはスプール位置
を示すデジタル信号がライン７を介して加えられる。ラ
イン８上の比較器６よりの出力は所望のスプール位置
と、実際のスプール位置との差を示す。ライン１１上の
スプール位置を示すアナログ信号ｘは位置センサー９か
ら得られ、アナログデジタルコンバータ１２（ＡＤＣ）
に加えられ、これからのデジタル出力はライン７を介し
て比較器６に加えられる。
【０１１８】速度センサーである速度変換器１３がスプ
ールの速度を検知するため弁１に設けられており、この
速度変換器１３からのアナログ信号外８
ールの速度を検知するため弁１に設けられており、この
速度変換器１３からのアナログ信号外８
【０１１９】
【外８】
【０１２０】がライン１４、アナログデジタルコンバー
タ１５，ライン１６を介してデジタル制御器の一部１７
に加えられる。この一部１７は所定の非直線超平面を含
み、これには比較器６よりの出力がライン８を介して加
えられている。超平面はｎ−１次元、即ち装置のオーダ
ーより−だけ少ない次元のものである。この例では上記
装置は第３オーダーであり、超平面は位置と速度の２次
元である。この超平面は数２４に応じて上述した方法で
デジタルプロセッサの一部１７で定められ。
タ１５，ライン１６を介してデジタル制御器の一部１７
に加えられる。この一部１７は所定の非直線超平面を含
み、これには比較器６よりの出力がライン８を介して加
えられている。超平面はｎ−１次元、即ち装置のオーダ
ーより−だけ少ない次元のものである。この例では上記
装置は第３オーダーであり、超平面は位置と速度の２次
元である。この超平面は数２４に応じて上述した方法で
デジタルプロセッサの一部１７で定められ。
【０１２１】ライン８上のスプールのエラー信号とライ
ン１６上の速度信号は所定の超平面に参照されライン１
８上に所望のスプール加速度外９
ン１６上の速度信号は所定の超平面に参照されライン１
８上に所望のスプール加速度外９
【０１２２】
【外９】
【０１２３】を示すデジタル信号を発生する。この所望
の加速度信号はライン１８を介してデジタルアナログコ
ンバータ（ＤＡＣ）１９に加えられ、ライン２１上に所
望のアナログのスプール加速度信号を生じ、この信号は
比較器２２に加えられる。スプールの実際の加速度外１
０
の加速度信号はライン１８を介してデジタルアナログコ
ンバータ（ＤＡＣ）１９に加えられ、ライン２１上に所
望のアナログのスプール加速度信号を生じ、この信号は
比較器２２に加えられる。スプールの実際の加速度外１
０
【０１２４】
【外１０】
【０１２５】を示す信号もライン２３を介して比較器２
２に加えられる。このスプールの“実際”の加速度は推
定加速度であり、速度変換器１３によって作られた速度
信号から微分装置２４によって作られる。このスプール
の“実際”の加速度は、加速度変換器を用いて実際の加
速度を測定することに反し十分信頼できる信号である。
２に加えられる。このスプールの“実際”の加速度は推
定加速度であり、速度変換器１３によって作られた速度
信号から微分装置２４によって作られる。このスプール
の“実際”の加速度は、加速度変換器を用いて実際の加
速度を測定することに反し十分信頼できる信号である。
【０１２６】ライン２５上の比較器２２からの出力は、
所定の超平面上に弁スプールの状態点を維持するために
必要な制御動作を実行するために用いられる。比較器２
２からの出力信号はドライバ２６に加えられて増幅さ
れ、駆動信号が作られ、ライン２７を介してソレノイド
２に加えられる。
所定の超平面上に弁スプールの状態点を維持するために
必要な制御動作を実行するために用いられる。比較器２
２からの出力信号はドライバ２６に加えられて増幅さ
れ、駆動信号が作られ、ライン２７を介してソレノイド
２に加えられる。
【０１２７】位置と速度の低オーダー観察状態はデジタ
ル制御器３内で第１の周波数において制御器の一部１７
で超平面と参照され、比較器２２では最大オーダー観察
状態（この例では加速度）が、観察された最大オーダー
状態と第１の周波数より高い第２の周波数で比較され、
この比較がアナログ制御器４内でなされる。従って超平
面切り替えがデジタルで実行され、マイクロプロセッサ
であるデジタルプロセッサが摺動モード制御を維持する
ため要求される加速度を作る。加速度ループに関連する
アナログ制御器４は要求される高速切り替え動作を達成
する。この構成では３ＫＨｚ程度の低いサンプリング割
合を用いるのが効果的である。
ル制御器３内で第１の周波数において制御器の一部１７
で超平面と参照され、比較器２２では最大オーダー観察
状態（この例では加速度）が、観察された最大オーダー
状態と第１の周波数より高い第２の周波数で比較され、
この比較がアナログ制御器４内でなされる。従って超平
面切り替えがデジタルで実行され、マイクロプロセッサ
であるデジタルプロセッサが摺動モード制御を維持する
ため要求される加速度を作る。加速度ループに関連する
アナログ制御器４は要求される高速切り替え動作を達成
する。この構成では３ＫＨｚ程度の低いサンプリング割
合を用いるのが効果的である。
【０１２８】図２１はアナログ制御器４と共にデジタル
制御器３を用いた図２０の制御システムのレスポンスを
示し、図２２は完全デジタル制御器を用いたときのレス
ポンスを示し、何れの例でもサンプル割合は４ＫＨｚで
あり、切り替え超平面はωn＝１００Ｈｚとζ＝１の直
線である。総てデジタル制御器の場合には、推定最大オ
ーダー状態に対する観察された最大オーダー状態の比較
の周波数は、所定の超平面に対する観察された低オーダ
ー状態の比較の周波数よりも依然として高い。既に述べ
たように摺動モードを破壊することなしに過渡レスポン
スを最良ならしめるため制御器によって要求される加速
度の変化率は、制御されている装置が作り得るものより
は小さくする必要がある。所望の第２オーダー定張力レ
スポンスを図２３に示す。一般に装置の最大張力（加速
度の変化率）は位置と速度と加速度に依存する。この依
存性を弁モデルのフルパワー周波数レスポンスを示す図
２４で説明する。正弦波のため、張力は振幅に比例し、
振幅が大きくなればなるほど最大張力が大きくなる。こ
れは弁モデルの周波数レスポンスに対してのみであって
実際の弁に対するものではなく、弁の最大パワーレスポ
ンスを正確に測定することは極めて困難である。図２４
より明らかなように一定の張力の線が弁の周波数レスポ
ンスエンベロープ内にある。従って上述のように一定の
張力を定めることができ（数２４）、この張力は常時弁
が提供できる値よりも小さくする。
制御器３を用いた図２０の制御システムのレスポンスを
示し、図２２は完全デジタル制御器を用いたときのレス
ポンスを示し、何れの例でもサンプル割合は４ＫＨｚで
あり、切り替え超平面はωn＝１００Ｈｚとζ＝１の直
線である。総てデジタル制御器の場合には、推定最大オ
ーダー状態に対する観察された最大オーダー状態の比較
の周波数は、所定の超平面に対する観察された低オーダ
ー状態の比較の周波数よりも依然として高い。既に述べ
たように摺動モードを破壊することなしに過渡レスポン
スを最良ならしめるため制御器によって要求される加速
度の変化率は、制御されている装置が作り得るものより
は小さくする必要がある。所望の第２オーダー定張力レ
スポンスを図２３に示す。一般に装置の最大張力（加速
度の変化率）は位置と速度と加速度に依存する。この依
存性を弁モデルのフルパワー周波数レスポンスを示す図
２４で説明する。正弦波のため、張力は振幅に比例し、
振幅が大きくなればなるほど最大張力が大きくなる。こ
れは弁モデルの周波数レスポンスに対してのみであって
実際の弁に対するものではなく、弁の最大パワーレスポ
ンスを正確に測定することは極めて困難である。図２４
より明らかなように一定の張力の線が弁の周波数レスポ
ンスエンベロープ内にある。従って上述のように一定の
張力を定めることができ（数２４）、この張力は常時弁
が提供できる値よりも小さくする。
【０１２９】弁から得られる張力に正確に合致するスイ
ッチ面を設計する試みは２つの理由により望ましくな
い。その第１は困難性であり、第２は弁の動力の差を許
容するため安全率が常に要求されることである。
ッチ面を設計する試みは２つの理由により望ましくな
い。その第１は困難性であり、第２は弁の動力の差を許
容するため安全率が常に要求されることである。
【０１３０】数２４による第１の問題は加速度と速度の
関数として位置エラーが与えられることである。スイッ
チ面として使用するため制御器はエラーと速度の関数と
して加速度を要求する。この式は解析的に逆転すること
はできないため数値的方法を用いる必要がある。実際に
は最も簡単な逆転方法が求められる。このことは一定の
速度における加速度の範囲に対応するエラー値のリスト
を計算することを含み、次いでエラー値の所定のリスト
のための加速度を定めるため直線補間が用いられる。異
なる速度の範囲のためこれを繰り返すことにより完全な
面が定められる。この張力制限スイッチ面を図２５に示
す。より正確な面を作るため、より複雑な補間方法を用
いるか、または位相空間の原点により近くにおいてより
小さいグリッドを使用する。
関数として位置エラーが与えられることである。スイッ
チ面として使用するため制御器はエラーと速度の関数と
して加速度を要求する。この式は解析的に逆転すること
はできないため数値的方法を用いる必要がある。実際に
は最も簡単な逆転方法が求められる。このことは一定の
速度における加速度の範囲に対応するエラー値のリスト
を計算することを含み、次いでエラー値の所定のリスト
のための加速度を定めるため直線補間が用いられる。異
なる速度の範囲のためこれを繰り返すことにより完全な
面が定められる。この張力制限スイッチ面を図２５に示
す。より正確な面を作るため、より複雑な補間方法を用
いるか、または位相空間の原点により近くにおいてより
小さいグリッドを使用する。
【０１３１】第２の問題は第２オーダー定加速度ライン
に対し正しくアナログ的なことである。第２オーダー装
置としては、定張力面が位相空間の原点において無限に
速いレスポンスを要求することである。更にこの面は原
点の両側に延びるライン上で過剰な傾斜を有する。従っ
てこれら２つの領域内の面を滑らかにするため調和方法
を使用する必要がある。部分微分によって数２５が得ら
れる。
に対し正しくアナログ的なことである。第２オーダー装
置としては、定張力面が位相空間の原点において無限に
速いレスポンスを要求することである。更にこの面は原
点の両側に延びるライン上で過剰な傾斜を有する。従っ
てこれら２つの領域内の面を滑らかにするため調和方法
を使用する必要がある。部分微分によって数２５が得ら
れる。
【０１３２】
【数２５】
【０１３３】ここで外１１
【０１３４】
【外１１】
【０１３５】はＸとＹ軸におけるスイッチ面の傾斜であ
る。従って効果的な調和のため面をＸとＹ方向の両面に
おいて等しい傾斜とする必要がある。この調和は上述の
ように補間によってカーブが反転する前に最良に遂行さ
れる。多数の方法が試みられるがその成功率は異なる。
その１つを図２６に示す。速度零のための加速度／エラ
ーカーブの計算の後定数Δεが計算される。これは原点
において傾斜ωn 2 （最大所望帯域幅）のラインを調和
するため総ての加速度／エラーカーブを離間するための
量である。残存する加速度／エラーカーブの夫々が画か
れ、図２６に示すように互に分離してカーブの間を横切
る直線によって結合される。
る。従って効果的な調和のため面をＸとＹ方向の両面に
おいて等しい傾斜とする必要がある。この調和は上述の
ように補間によってカーブが反転する前に最良に遂行さ
れる。多数の方法が試みられるがその成功率は異なる。
その１つを図２６に示す。速度零のための加速度／エラ
ーカーブの計算の後定数Δεが計算される。これは原点
において傾斜ωn 2 （最大所望帯域幅）のラインを調和
するため総ての加速度／エラーカーブを離間するための
量である。残存する加速度／エラーカーブの夫々が画か
れ、図２６に示すように互に分離してカーブの間を横切
る直線によって結合される。
【０１３６】スイッチ面が定められたとき、これがルッ
クアップテーブルの形のデジタル制御器３の部分１７の
ための制御プログラムに加えられる。既に述べたように
このテーブルは多数の既知のエラーにおける望ましい加
速度及び弁または制御されている他の装置の速度値を示
している。実際のエラーと速度をこれら既知の値と比較
することによって、このテーブルから最も近い加速度値
を得ることができる。アナログループに対する出力とし
ての加速度を推定するため補間を用いることができる。
従って好ましくは制御プログラムにより
クアップテーブルの形のデジタル制御器３の部分１７の
ための制御プログラムに加えられる。既に述べたように
このテーブルは多数の既知のエラーにおける望ましい加
速度及び弁または制御されている他の装置の速度値を示
している。実際のエラーと速度をこれら既知の値と比較
することによって、このテーブルから最も近い加速度値
を得ることができる。アナログループに対する出力とし
ての加速度を推定するため補間を用いることができる。
従って好ましくは制御プログラムにより
【０１３７】ａ）アナログデジタルコンバータから指令
位置と、スプール位置と、速度を読み取る工程と、
位置と、スプール位置と、速度を読み取る工程と、
【０１３８】ｂ）指令値と実際の値との間の位置エラー
を計算する工程と、
を計算する工程と、
【０１３９】ｃ）両方の側のエラーに近い値を見出し、
ルックアップテーブルから加速度値を与える工程と、
ルックアップテーブルから加速度値を与える工程と、
【０１４０】ｄ）両方の側の速度に近い値を見出し、ル
ックアップテーブルから加速度値を与える工程と、
ックアップテーブルから加速度値を与える工程と、
【０１４１】ｅ）上記ｃ）項とｄ）項で見出された４つ
の加速度値を取り出し、２進補間を用いてエラーと速度
の実際の値における加速度を推定する工程と、及び
の加速度値を取り出し、２進補間を用いてエラーと速度
の実際の値における加速度を推定する工程と、及び
【０１４２】ｆ）この加速度の所望値を出力する工程
【０１４３】とを実行する。
【０１４４】この制御方法は不連続時間（サンプルデー
タ）制御理論よりはむしろ連続時間を基礎としているの
で実際のサンプル割合はそれが上述した最小値より大き
い限り比較的重要ではない。従って主制御ループは時間
に関連づける必要はなく、できるだけ速く実行すること
ができるようになる。
タ）制御理論よりはむしろ連続時間を基礎としているの
で実際のサンプル割合はそれが上述した最小値より大き
い限り比較的重要ではない。従って主制御ループは時間
に関連づける必要はなく、できるだけ速く実行すること
ができるようになる。
【０１４５】以上、実質的に一定な張力超平面またはス
イッチ面を使用することによって可動部材を極端に安定
に制御できることは明らかである。
イッチ面を使用することによって可動部材を極端に安定
に制御できることは明らかである。
【０１４６】最大オーダー観察状態（例えば第３オーダ
ー装置にける加速度）は制限される。図１８に示すよう
にｘｄの大きさを制限するためプロセッサがプログラム
される。ここで
ー装置にける加速度）は制限される。図１８に示すよう
にｘｄの大きさを制限するためプロセッサがプログラム
される。ここで
【０１４７】ｘｄdot ＞ｘｄmax であればｘｄdot ＝ｘ
ｄmax であり、
ｄmax であり、
【０１４８】ｘｄdot ＜−ｘｄmax であればｘｄdot ＝
−ｘｄmax である。
−ｘｄmax である。
【０１４９】ルックアップテーブルにメモリされている
所望の加速度の大きさを制限する（超平面の頂部を削除
する）ことによって、または完全な超平面をメモリ内に
貯蔵し、所望の加速度をこれが制御器のアナログ部分４
に出力する直前に制限することによって加速度が制限さ
れる。前者の方法は実時間で実行すべき計算の数を減少
するという理由で好ましい。
所望の加速度の大きさを制限する（超平面の頂部を削除
する）ことによって、または完全な超平面をメモリ内に
貯蔵し、所望の加速度をこれが制御器のアナログ部分４
に出力する直前に制限することによって加速度が制限さ
れる。前者の方法は実時間で実行すべき計算の数を減少
するという理由で好ましい。
【０１５０】最低オーダーを除いて低オーダー観察状態
も制限される。第３オーダー装置では図２７に示すよう
にスイッチ超平面、加速度及び速度プロフィルを再設計
することによって速度が制限される。
も制限される。第３オーダー装置では図２７に示すよう
にスイッチ超平面、加速度及び速度プロフィルを再設計
することによって速度が制限される。
【０１５１】
【発明の効果】上述したハイブリッド制御装置により可
動部材の運動は、処理されるべき超平面に対する低オー
ダー観察状態のより複雑な参照を許容しながら制御動作
をできるだけ早く変えるため実際のまたは観察された最
高オーダー状態を急速に変えることによって改良され
る。二重レートアルゴリズムを用い、望まれる最高オー
ダー状態を、新しい所望の最大オーダー状態が計算され
る数よりも多い数だけ観察される最大オーダー状態と比
較する。この技術の利益は所望の及び観察された最大オ
ーダー状態間の比較の結果として弁または他の可動部材
の制御作用をその大きさよりもむしろその符号の比較の
みをベースとするオン／オフ制御として簡略化できるこ
とである。この簡略化によって弁または他の可動部材を
駆動するため必要な電子装置のコストを減少でき、電流
帰還の必要性を除くことができる。
動部材の運動は、処理されるべき超平面に対する低オー
ダー観察状態のより複雑な参照を許容しながら制御動作
をできるだけ早く変えるため実際のまたは観察された最
高オーダー状態を急速に変えることによって改良され
る。二重レートアルゴリズムを用い、望まれる最高オー
ダー状態を、新しい所望の最大オーダー状態が計算され
る数よりも多い数だけ観察される最大オーダー状態と比
較する。この技術の利益は所望の及び観察された最大オ
ーダー状態間の比較の結果として弁または他の可動部材
の制御作用をその大きさよりもむしろその符号の比較の
みをベースとするオン／オフ制御として簡略化できるこ
とである。この簡略化によって弁または他の可動部材を
駆動するため必要な電子装置のコストを減少でき、電流
帰還の必要性を除くことができる。
【図１】スイッチゲインシステムのブロック図である。
【図２】スイッチゲイン構成の位相画像を示す線図であ
る。
る。
【図３】スイッチゲイン構成の過渡レスポンスを示す線
図である。
図である。
【図４】スイッチゲイン構成の位相画像を示す線図であ
る。
る。
【図５】スイッチゲイン構成の過渡レスポンスを示す線
図である。
図である。
【図６】直接オンオフシステムの説明図である。
【図７】直接オンオフ構成の位相画像を示す線図であ
る。
る。
【図８】直接オンオフ構成の過渡レスポンスを示す線図
である。
である。
【図９】直接オンオフ構成の位相画像を示す線図であ
る。
る。
【図１０】直接オンオフ構成の過渡レスポンスを示す線
図である。
図である。
【図１１】合成位相面を示す線図である。
【図１２】過渡レスポンスを示す線図である。
【図１３】直接オン，オフ制御における合成位相画像を
示す線図である。
示す線図である。
【図１４】第３オーダー直線スイッチ面の説明図であ
る。
る。
【図１５】急なスイッチラインにおける合成位相画像を
示す線図である。
示す線図である。
【図１６】第２オーダースイッチラインを示す線図であ
る。
る。
【図１７】直線スイッチライン面の説明図である。
【図１８】第３オーダー摺動モードソレノイド弁制御装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
【図１９】加速度帰還ではなく電流帰還せしめたソレノ
イド弁制御装置のブロック図である。
イド弁制御装置のブロック図である。
【図２０】比例ソレノイド弁に適用した本発明制御装置
のブロック図である。
のブロック図である。
【図２１】本発明の制御装置の他の実施例におけるレス
ポンスを説明するグラフである。
ポンスを説明するグラフである。
【図２２】本発明の制御装置の他の実施例におけるレス
ポンスを説明するグラフである。
ポンスを説明するグラフである。
【図２３】図２０の実施例のための所望の第２オーダー
定張力（加速度変化率）レスポンスを示すグラフであ
る。
定張力（加速度変化率）レスポンスを示すグラフであ
る。
【図２４】図２０の弁モデルのフルパワー周波数レスポ
ンスを示すグラフである。
ンスを示すグラフである。
【図２５】定張力超平面を示す説明図である。
【図２６】平滑にされた超平面を区劃する方法の説明図
である。
である。
【図２７】超平面の他の実施例の説明図である。
１ 比例ソレノイド弁 ２ ソレノイド ３ デジタル制御器 ４ アナログ制御器 ５ 入力信号 ６ 比較器 ９ 位置センサー １２ アナログデジタルコンバータ １３ 速度変換器 １５ アナログデジタルコンバータ １７ 制御器の一部 １９ デジタルアナログコンバータ ２２ 比較器 ２４ 微分装置 ２６ ドライバ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年６月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１９】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】
【数６】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４７】
【数８】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７４】
【数９】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７５】
【数１０】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７７】
【数１１】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７９】
【数１２】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００８１】
【数１３】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００８３】
【数１４】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００８７】
【数１５】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００８９】
【数１６】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００９１】
【数１７】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００９５】
【数１８】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００９７】
【数１９】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００９９】
【数２０】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１０７】
【数２１】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１０８】
【数２２】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１１０】
【数２３】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１１４】
【数２４】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７１】
【外１】
Claims (22)
- 【請求項１】 所定のｎ−１次元非直線超平面（ここで
ｎ≧３）上にｎの観察状態を有する可動制御部材（１）
の状態点を維持するため操作可能な摺動モード制御装置
を有し、上記超平面は上記状態点がその上に維持された
とき最大オーダー観察状態の最大変化率が制御装置のな
し得る変化率を越えないような面であり、上記摺動モー
ド制御装置は最大オーダー観察状態の所望の値を得るた
め所定の超平面に対しｎ−１の低オーダー観察状態を参
照するよう操作可能なデジタルプロセッサ（３，１７）
を有し、更に上記所望の値を上記最大オーダー観察状態
と比較する比較機構（２２）と、この比較機構（２２）
に応答し、上記所定の超平面上に上記状態点を維持する
ために必要な制御作用をなすよう操作される機構（２
６）とを有することを特徴とする可動制御部材の制御装
置。 - 【請求項２】 上記超平面においては上記最大オーダー
観察状態の最大変化率が一定である請求項１記載の装
置。 - 【請求項３】 上記超平面においては上記最大オーダー
観察状態の大きさが制限されている請求項１または２記
載の装置。 - 【請求項４】 最低を除く低オーダー観察状態の１つま
たは２つの大きさが制限されている請求項１，２または
３記載の装置。 - 【請求項５】 上記超平面が数２４ 【数２４】 に応じて定められる請求項１，２，３，または４記載の
装置。 - 【請求項６】 上記超平面が上記デジタルプロセッサ
（１７）に記録したルックアップテーブルの形で定めら
れる請求項１，２，３，４，または５記載の装置。 - 【請求項７】 上記ｎ−１低オーダー観察状態の１つが
外部からの入力信号と可動制御部材（１）の出力間のエ
ラーである請求項１，２，３，４，５または６記載の装
置。 - 【請求項８】 上記ｎ−１低オーダー観察状態が第１周
波数で上記超平面に参照され、所望の最大オーダー状態
が上記第１周波数より高い第２周波数で最大オーダー観
察状態と比較される請求項１，２，３，４，５，６また
は７記載の装置。 - 【請求項９】 デジタルプロセッサの二重レートアルゴ
リズムを用いて最大オーダー派生物が観察される請求項
８記載の装置。 - 【請求項１０】 上記最大オーダー観察状態がアナログ
制御器（４）を用いて上記超平面に参照される請求項
１，２，３，４，５，６，７，８または９記載の装置。 - 【請求項１１】 上記可動制御部材（１）の低オーダー
観察状態がデジタルプロセッサ（１７）内のデジタル計
算機構を用いて上記超平面に参照される請求項１，２，
３，４，５，６，７，８，９または１０記載の装置。 - 【請求項１２】 上記デジタルプロセッサがデジタルマ
イクロプロセッサ機構（１７）を有する請求項１，２，
３，４，５，６，７，８，９，１０または１１記載の装
置。 - 【請求項１３】 ｉ）所定のｎ−１次元非直線超平面
（ここでｎ≧３）上にｎの観察状態を有する可動制御部
材の状態点を維持するため操作可能である摺動モード制
御装置を形成する工程と、 ｉｉ）その上に上記状態点が維持されたとき最大オーダ
ー観察状態の最大変化率が上記制御装置のなし得る変化
率を越えないような超平面を定める工程と、 ｉｉｉ）上記最大オーダー観察状態の所望の値を得るた
め上記所定の超平面に対し上記可動制御部材のｎ−１の
低オーダー観察状態を参照する工程と、 ｉｖ）上記所望の値を上記最大オーダー観察状態と比較
する工程と、及び ｖ）上記所定の超平面上に上記状態点を維持するために
必要な制御作用をなすよう上記比較の結果を使用する工
程とより成ることを特徴とする可動制御部材の制御方
法。 - 【請求項１４】 上記超平面を定める工程が上記最大オ
ーダー観察状態の最大変化率を一定ならめる請求項１３
記載の方法。 - 【請求項１５】 上記超平面を定める工程が上記最大オ
ーダー観察状態の大きさを制限する請求項１３または１
４記載の方法。 - 【請求項１６】 上記超平面を定める工程が最低を除く
低オーダー観察状態の１つまたはそれ以上の大きさを制
限する請求項１３，１４，または１５記載の方法。 - 【請求項１７】 上記超平面が数２４ 【数２４】に応じて定められる請求項１３，１４，１５
または１６記載の方法。 - 【請求項１８】 上記超平面がルックアップテーブルの
形で定められる請求項１３，１４，１５，１６または１
７記載の方法。 - 【請求項１９】 上記最大オーダー観察状態の所望値を
定める工程がデジタルプロセッサのプログラム内で実行
され、上記プログラムが ａ）上記可動部材の指令位置と、実際の位置と、速度を
読み取る工程と、 ｂ）指令値と実際の値との間の位置エラーを計算する工
程と、 ｃ）両方の側のエラーに近い値を見出し、ルックアップ
テーブルから加速度値を与える工程と、 ｄ）両方の側の速度に近い値を見出し、ルックアップテ
ーブルから加速度値を与える工程と、 ｅ）上記ｃ）項とｄ）項で見出された４つの加速度値を
取り出し、２進補間を用いてエラーと速度の実際の値に
おける加速度を推定する工程と、及び ｆ）この加速度の所望値を出力する工程とを実行する請
求項１８記載の方法。 - 【請求項２０】 最大オーダー派生物を観察する工程が
摺動モード制御装置の一部を構成するデジタルプロセッ
サ内の二重レートアルゴリズムを用いてなされる請求項
１３，１４，１５，１６，１７，１８または１９記載の
方法。 - 【請求項２１】 最大オーダー派生物を観察する工程が
アナログ機構を用いてなされる請求項１３，１４，１
５，１６，１７，１８または１９記載の方法。 - 【請求項２２】 上記超平面に上記低オーダー観察状態
を参照する工程がデジタルプロセッサによってデジタル
的になされる請求項１３，１４，１５，１６，１７，１
８，１９，２０または２１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB909026735A GB9026735D0 (en) | 1990-12-08 | 1990-12-08 | Sliding mode control system |
| GB9026735.2 | 1990-12-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06161506A true JPH06161506A (ja) | 1994-06-07 |
| JP3076850B2 JP3076850B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=10686715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03348580A Expired - Fee Related JP3076850B2 (ja) | 1990-12-08 | 1991-12-06 | 可動制御部材の制御方法及び装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5285379A (ja) |
| EP (1) | EP0494500B1 (ja) |
| JP (1) | JP3076850B2 (ja) |
| KR (1) | KR970002063B1 (ja) |
| CA (1) | CA2056941C (ja) |
| DE (1) | DE69119573T2 (ja) |
| GB (1) | GB9026735D0 (ja) |
Cited By (1)
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