JPH0799163B2 - Fluid actuator control device - Google Patents

Fluid actuator control device

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JPH0799163B2
JPH0799163B2 JP33755890A JP33755890A JPH0799163B2 JP H0799163 B2 JPH0799163 B2 JP H0799163B2 JP 33755890 A JP33755890 A JP 33755890A JP 33755890 A JP33755890 A JP 33755890A JP H0799163 B2 JPH0799163 B2 JP H0799163B2
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pressure
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signals
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淳浩 上林
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Daikin Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

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つのフィードバ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。
The present invention relates to a control device for a fluid actuator, which controls switching of operating position, speed, and pressure of the fluid actuator by one control valve and three feedback control loops.

【従来の技術】[Prior art]

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が知られている(特願平
2−20193号)。この制御装置は、油圧シリンダ61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69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で構成される。つま
り、上記サーボコントローラ63は、位置検出器64,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。
Conventionally, as a control device for this type of fluid actuator,
For example, the one shown in FIG. 6 is known (Japanese Patent Application No. 2-20193). This control device includes a servo controller 63 that outputs a control signal to a solenoid 62 of a servo valve (not shown) that supplies and discharges pressure oil from a hydraulic source to the hydraulic cylinder 61,
The hydraulic cylinder 61 includes a position detector 64 and a differentiator 65 that differentiates the position detection signal (b) of the position detector 64 and outputs a speed detection signal (c). The servo controller 63 includes a position subtractor 66 for subtracting the position detection signal (b) from the position command signal (a),
A position controller 67 for compensating this output signal, and a speed subtractor for subtracting the speed detection signal (c) from this output signal.
68, a speed controller 69 for compensating this output signal, a differential pressure detector 70 for detecting the pressure difference between the hydraulic oils at both ends of the hydraulic cylinder 61, and this differential pressure detection signal (d) for the speed A subtractor 71 for differential pressure that subtracts from the output signal of the controller 69,
It comprises a differential pressure controller 72 for compensating this output signal, and a voltage / current converter 73 for converting this output signal into a current signal and outputting it to the solenoid 62 as a control signal. That is, the servo controller 63 includes a differentiator 65, a speed subtractor 68, and a speed controller 69 in a position feedback control main loop including a position detector 64, a position subtractor 66, and a position controller 67. Minor loop of speed feedback control, differential pressure detector 70, differential pressure subtractor 71, differential pressure controller
The minor loop of the differential pressure feedback control consisting of 72 is configured, and the speed and the differential pressure are regulated by the gain adjustment of the speed controller 69 and the differential pressure controller 72 while mainly controlling the position control.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

ところが、上記従来の流体アクチュエータの制御装置
は、メインフィードバ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
他方のフィードバック制御が利かないため、運転中に不
慮の事態が生じたとき制御切換スイッチの選択を誤る
と、油圧シリンダ61が暴走したり、破損するという虞れ
がある。また、制御切換スイッチで位置,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題がある。また、この手法では、
作動圧力は、依然マイナーフィールドバックループで制
御されるため、直接制御することができない。 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が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う
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。
However, the above-mentioned conventional fluid actuator control device performs only position control in the main feedback loop and only regulates speed and differential pressure in the minor feedback loop.Therefore, command signals of speed and pressure are externally supplied. Enter and hydraulic cylinder 61 via servo valve
However, there is a drawback that the operating speed and pressure cannot be directly controlled, and the hydraulic cylinder cannot be controlled with a degree of freedom. To solve this drawback, for example, the speed subtracter 6
8. The speed controller 69 is arranged in parallel with the position subtractor 66 and the position controller 67, and the speed subtractor 68 obtains a deviation signal between the speed command signal and the speed detection signal (c) from the outside. The signal is compensated by the speed controller 69, and the output signal of either the position controller 67 or the speed controller 69 is selected as necessary by the control changeover switch, and the differential pressure subtractor 71 +
A method of outputting to the side can be considered. However, even with this method, only one of the position and the speed of the hydraulic cylinder 61 can be feedback-controlled, and at that time the feedback control of the other is ineffective.Therefore, when an unexpected situation occurs during operation, selection of the control changeover switch can be performed. If mistaken, the hydraulic cylinder 61 may run away or be damaged. Also, when the position changeover or speed changeover is selectively performed with the control changeover switch, the control signal to the solenoid 62 of the servo valve becomes discontinuous depending on the internal state of the feedback loop which was on the non-control side until the changeover. Cylinder 61
However, there is a problem in that the malfunction of overshoot or undershoot occurs in the operation of. Also, with this technique,
The operating pressure cannot be directly controlled because it is still controlled by the minor field back loop. Therefore, an object of the present invention is to monitor the remaining two detection signals when controlling any one of the position, velocity, and pressure, so that the remaining two uncontrolled control amounts of the fluid actuator increase abnormally. The present invention provides a control device for a fluid actuator capable of preventing damage to the fluid actuator and the like, and at the time of controlling the position, speed, and pressure of the fluid actuator by mutually switching these control loops, a control loop on the operating side. A new method of inputting and holding the control signal output from the controller to the non-operating side control loop realizes smooth and continuous switching between these controls over a wide range of position, velocity, and pressure. Another object of the present invention is to provide a control device for a fluid actuator capable of performing the above.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

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,
減速,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。 また、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34,44,54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
された制御時に、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36,37,46,47,5
6,57:,,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。
In order to achieve the above object, a control device for a first fluid actuator according to the present invention, as illustrated in FIG.
The detection signals Ss, Vs, Ps from the position, speed, and pressure detectors 5, 10, 13 of the fluid actuator 2 are converted into command signals Sr, Vr, Pr by the deceleration and pressure comparison means 6, 8, 14, respectively. The control valve 4 provided on the pressure line 3 of the fluid actuator 2 selects one of the three control signals by the switch means 16 by outputting the control signal of the position, speed and pressure by subtracting from the control valve 4.
In the case of one of the control signals selected, the command signals relating to the remaining two control amounts and their detection signals are compared with each other, and if there is a control amount whose detection signal is larger than the command signal, A switching control means 17 for switching the switching means 16 to the side of the control amount is provided. Further, the second fluid actuator control device of the present invention, as illustrated in FIG. 4, commands detection signals from the detectors 26, 27 and 28 of the position, speed and pressure of the fluid actuator 21, respectively. The position, velocity and pressure deviation signals obtained by subtraction from the signal are compensated by the respective compensating means 34, 44 and 54 to obtain position, velocity and pressure control signals, and any one of the above three control signals is obtained. In what selects and outputs to the control valve 22 provided in the pressure line of the fluid actuator 21,
When the self control signal is selected for each of the position, velocity, and pressure compensating means 34, 44, 54, the self-feedback loop 34a, 44a, 54a of the compensating means is cut off, and the other two compensating means are cut off. Circuit from the output side of the to the input side of the compensation means
34b, 44b, 54b is cut off, and at the time of control when other control signals are selected, the above circuits 34b, 44b54b and the above loop
First switch means 36, 37, 46, 47, 5 for connecting 34a, 44a, 54a
6,57 :, while the other control signal is selected, the circuit for the deviation signal coming into the compensating means is shut off, and the circuit for the control signal going to the control valve 22 is shut off. In addition, the second switch means 32, 35, 42, 45, 52, 55; A, B, C for connecting the circuit for the deviation signal and the circuit for the control signal at the time of control in which its own control signal is selected are It is characterized by being provided.

【作用】[Action]

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Sr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が位置指令信号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が選択された速度制御時には、
速度用補償手段44の第2スイッチ手段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;,がオンになる。そうすると、速度用補償手段4
4に速度指令信号Vrと速度検出信号Vsの差である速度偏
差信号が入力され、自己フィールドバックループ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34,5
4の入力側にその第1スイッチ手段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バック制御される。ま
た、第2スイッチ手段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がオフの速度用補償手段44の入力側に位置,
圧力制御信号が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スイッチ手段36,56によって導通した自己フィール
ドバックループ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スイッチ手段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;,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バーシュートやアンダー
シュートを伴わぬ円滑かつ連続的な圧力制御への移行が
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の圧力が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スイッチ手段
37,47がオンの速度用,位置用補償手段34,44の入力側に
夫々入力され、各自己ィールドバックループ34a,44a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
位置応答性でも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。
For example, at the time of speed control, a speed control signal obtained by subtracting the speed detection signal Vs from the speed command signal Vr by the comparison means 8 is output to the control valve 4 via the switch means 16, whereby the speed of the fluid actuator 2 is increased. Is controlled.
At this time, the switching control means 17 compares the position command signal Sr and the position detection signal Ss, and the pressure command signal Pr and the pressure detection signal Ps, respectively, and when the detection signal is larger than the command signal, the control signal side The switch means 16 is switched. For example, when the position detection signal Ss is larger than the position command signal Sr, the position of the fluid actuator 2 is controlled, and the position is suppressed within the position represented by the position command signal Sr. Even during position or pressure control, the switching control means 17 compares the command signal and the detection signal with respect to the remaining two control amounts that are not control targets, that is, speed and pressure or speed and position, respectively, and the latter is larger than the former. The switch means 16 is switched to the side of the controlled variable. For example, the speed detection signal Vs
Is larger than the speed command signal Vr, the above switch means
16 is switched to the speed control signal side, the speed of the fluid actuator 2 is controlled, and the speed is suppressed below the speed value represented by the speed command signal Vr. In the second control device of the present invention, for example, at the time of speed control in which the speed control signal from the speed compensating means 44 is selected,
The second switch means 42, 45; B of the speed compensating means 44 are turned on, and the first switch means 36, 37, 56, of the other compensating means 34, 54.
57 ;, is turned on. Then, the speed compensation means 4
The speed deviation signal, which is the difference between the speed command signal Vr and the speed detection signal Vs, is input to 4 and the self-field back loop 44a is cut off (by the first switch means 46). The speed control signal obtained by performing compensation on the control valve 22 and the position and pressure compensating means 34,5
Output to the input side of 4 via the first switch means 37 and 57 respectively, and the speed of the fluid actuator 21 is field-back controlled by the control valve 22 and the speed detector 27. Further, the position and pressure deviation signals are not inputted to the position and pressure compensating means 34 and 54 for turning off the second switch means 32, 35, 52, 55; A and C, and these compensating means 34 , 54 is located on the input side of the speed compensation means 44 in which the first switch means 47 is off,
The speed control signals input to the position and pressure compensating means 34 and 54 without the pressure control signal being input to the self-field back loops 34a and 54a conducted by the first switch means 36 and 56, respectively. Is held through. Next, when the control mode is switched from speed control to pressure control, for example, the second switch means 52, 55 of the pressure compensating means 54;
C is turned on, the first switch means of the other compensating means 34,44
36,37,46,47 ;, are turned on. Then, the speed control signal immediately before being held by the pressure compensating means 54 is output to the control valve 22 as a pressure control signal. Therefore, in spite of the presence of the delay element included in the pressure compensating means 54, delay or discontinuity does not occur in the output pressure control signal, the pressure response of the fluid actuator 21 is improved, and a wide pressure range is achieved. A smooth and continuous transition to pressure control without overshoot or undershoot is realized. Thus, the pressure of the fluid actuator 21 is field-back controlled by the control valve 22 and the pressure detector 28, and the pressure control signal at this time is sent from the second switch means 55 of the pressure compensating means 54 to the first switch. means
37 and 47 are input to the input side of the speed and position compensating means 34 and 44, respectively, and held by the self-field back loops 34a and 44a. Furthermore, switching from pressure control to position control, for example,
By the same process as described above, smooth and continuous operation is performed with good position response over a wide position range. In this way, smooth and continuous switching between these controls is achieved over a wide range of positions, velocities and pressures.

【実施例】【Example】

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1か
ら負荷を有する油圧シリンダ2に至る圧力ライン3a,3b
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と上記油圧シリンダ2に設けた
位置センサ5からの位置検出信号Ss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で速度指令信号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
10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
圧力センサ11,12からの検出信号の差(油圧シリンダ2
の両端ポートの差圧)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15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17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16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10からの速度検出信号Vs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ついて、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
御信号が、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ック制御される。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ックがかかるので制御性能が向上す
る。そうすると、切換制御回路17は、第2図のステップ
S1で否と判断し、ステップS6で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で位置検出信号Ssと位
置指令信号Srを比較し、前者が後者よりも大きければ、
ステップS10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で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じ
ても、自動的に作動位置が位置指令信号の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ができる。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、前者が
後者より大きくなった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
よりも大きい場合、制御切換スイッチ16が速度用補償回
路9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で制御され、その速度が速度
指令信号Vrに追従するように制御される。従って、位置
また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1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ができる。 上記実施例では、一対の圧力ライン3a,3bに夫々圧力セ
ンサ11,12を設け、両圧力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、補
償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ができる。 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できる。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、マイクロプロセッサのプログラムな
どのソフトウェアであってもよい。 第3図は、第1図の油圧シリンダ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図の油圧シリンダを片ロッドの油
圧シリンダ2′とし、4ポートのサーボ弁の一方の負荷
ポートを閉鎖して3ポートのサーボ弁4′にするととも
に、油圧シリンダ2′のロッド側ポートを圧力ライン3b
で油圧源1に直結して、サーボ弁4′の図中右のシンボ
ル位置で受圧面積差により油圧シリンダ2′を往動さ
せ、図中左のシンボル位置でヘッド側ポートをタンクに
連通して油圧シリンダ2′を復動させるようにしてい
る。また、第1図の圧力センサ12を省略し、差圧増幅器
10に代えて減算器18を設けて、この減算器18で圧力セン
サ11が検出した油圧シリンダ2′のヘッド側ポートの圧
力Phと、油圧源1の圧力Ppにロッド側/ヘッド側の受圧
面積比Ar/Ah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、油圧シリンダ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であってもよく、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、この油圧シリンダ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23,24,25から構成される。 上記位置制御ループ23は、油圧シリンダ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から入力用第
2スイッチ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スイッチ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27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スイッチ42および入力側加算器43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スイッチ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,入力用第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スイッチ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34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スイッチ36を有すると
ともに、速度および圧力用補償回路44,54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スイッチ37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
イッチ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
ッチ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スイッチ56を、ホールドループ54bにホールド用第1
スイッチ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,
,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22が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スイッチ32,35,42,4
5,52,55(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。 上記構成の油圧シリンダの制御装置の動作は、次のとお
りである。 例えば、油圧シリンダ21を速度制御する場合、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()が遮断するとともに、他の制御ルー
プ23,25の第1スイッチ36,37;56,57(;)が導通
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スイッチ42お
よび入力側加算器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
イッチ46およびホールドループ44bの第1スイッチ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スイッチ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スイッチ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
て油圧シリンダ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スイッチ37,57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スイッチ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スイッチ35,55が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33,53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スイッチ52,55(C)をオ
ンにし、第1スイッチ56,57()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
(;)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
制御信号が、圧力制御信号として出力用第2スイッチ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54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が殆ど生じず、油圧シ
リンダ21の圧力応答性が向上するうえ、広い圧力範囲に
亘ってオーバーシュ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スイッチ55,サーボ弁22,
油圧シリンダ21,圧力センサ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,4
4a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,圧力の各制御モードにおける第
1,第2スイッチのオン,オフ状態を一括して示したもの
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
ド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できる。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ができる。 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シリンダな
どにしてもよい。また、制御弁を、サーボ弁22でなく電
磁比例式の流量方向制御弁などにしてもよい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows an example of a control device for a first fluid actuator according to the present invention. This control device has pressure lines 3a, 3b from a hydraulic pressure source 1 to a hydraulic cylinder 2 having a load.
In addition to the servo valve 4 serving as a control valve, the position subtractor 6 takes the difference between the position command signal Sr and the position detection signal Ss from the position sensor 5 provided in the hydraulic cylinder 2 to obtain this position deviation signal. The position compensating circuit 7 compensates for a position control signal, and the speed subtractor 8 differentiates the speed command signal Vr and the position detection signal Ss as a speed detector.
The difference from the speed detection signal Vs from 10 is taken, and this speed deviation signal is compensated by the speed compensating circuit 9 to obtain a speed control signal. Further, the control device is configured such that the difference between the detection signals from the pressure sensors 11 and 12 provided on the pressure lines 3a and 3b, respectively (the hydraulic cylinder 2
The differential pressure at both ends of the pressure difference signal is obtained by the differential pressure amplifier 13 as the pressure detection signal Ps, the difference between the pressure command signal Pr and the pressure detection signal Ps is calculated by the pressure subtractor 14, and the pressure deviation signal The compensation circuit 15 compensates for the pressure control signal. The output side of the compensating circuits 7, 9, 15 is switched by a limit switch operating at a specific position of the hydraulic cylinder 2, a timer or manually, and is switched by a switching control circuit 17 which will be described later. A control changeover switch 16 for selecting any of the three control signals and sending it to the solenoid 4a of the servo valve 4 is provided. Further, when one of the control signals for position, speed and pressure is selected by the control changeover switch 16, the command signals Sr, Vr, Pr relating to the remaining two control amounts and their detection signals Sr, Vs, Ps are compared respectively. Then, the changeover control circuit 17 for changing over the control changeover switch 16 to the side of the control amount whose detection signal is larger than the command signal is provided. The speed detection signal Vs from the differentiator 10 is fed back to the position compensation circuit 7, and the pressure detection signal Ps from the differential pressure amplifier 13 is fed back to the position compensation circuit 7 and the speed compensation circuit 9 as minor feedback loops. The performance of position and speed control is improved. The operation of the hydraulic cylinder control device having the above configuration will be described below with reference to FIG. Now, during speed control in which the control changeover switch 16 is switched as shown in FIG. 1, for example, the speed control signal obtained by subtracting the speed detection signal Vs from the speed command signal Vr by the speed subtractor 8 is the servo valve 4 Is output to the solenoid 4a, and the speed of the hydraulic cylinder 2 is feedback-controlled. In addition,
At this time, the speed compensation circuit 9 is subjected to minor feedback by the pressure detection signal Ps, so that the control performance is improved. Then, the switching control circuit 17 performs the steps shown in FIG.
If it is determined to be no in S1, it is determined to be affirmative in step S6 and is determined in step S7.
In step S7, the pressure detection signal Ps is compared with the pressure command signal Pr, and if the former is larger than the latter, step
While proceeding to S8, the control changeover switch 16 is switched to the pressure compensating circuit 15 side, while if the former is smaller than the latter, it proceeds to step S9. Then, in step S9, the position detection signal Ss and the position command signal Sr are compared, and if the former is larger than the latter,
In step S10, the control switch 16 is switched to the position compensation circuit 7 side. Therefore, for example, the position detection signal Ss
Is larger than the position command signal Sr, the hydraulic cylinder 2
Is controlled by the servo valve 4 operated by the position control signal passing through the switched control changeover switch 16, and thereafter the position is controlled so as to follow the position command signal Sr. Further, during position control, minor feedback is applied by the speed detection signal Vs, so that control performance can be improved. Thus, even if an unexpected situation occurs during the speed control operation, the operating position is automatically suppressed to a value equal to or less than the value represented by Sr of the position command signal, and the hydraulic cylinder does not run away or break. Further, if the position command signal Sr is set to a value equal to or larger than the stroke limit of the hydraulic cylinder, it is always judged as negative in steps S9 and S13, so that only speed or pressure control can be performed. Needless to say, the process returns to step S1 if the determination in step S9 is negative. Next, when the control changeover switch 16 is switched to a position or pressure which is different from that shown in FIG.
For one controlled variable, speed and pressure, or speed and position,
Similarly to the above, the changeover control circuit 17 compares the detection signal and the command signal in accordance with the flowchart shown in FIG. 2, and the former switches the control changeover switch 16 to the side of the control amount which becomes larger than the latter. For example, the speed detection signal Vs is the speed command signal Vr
If it is larger than the above, the control changeover switch 16 is switched to the speed compensating circuit 9, and the hydraulic cylinder 2 is controlled by the servo valve 4 which is operated by the speed control signal thereafter so that the speed follows the speed command signal Vr. Controlled. Therefore, even if an unexpected situation occurs during position or pressure control operation, the operating speed and operating pressure or position are automatically suppressed below the values indicated by the respective command signals, and the hydraulic cylinder 2 runs away or is damaged. There is nothing to do. Further, if the speed command signal Vr is set to a speed higher than the capacity of the hydraulic power source 1, only position or pressure control can be performed. In the above embodiment, the pressure sensors 11 and 12 are provided on the pair of pressure lines 3a and 3b, respectively, and the difference between the detection signals of both pressure sensors is obtained by the differential pressure amplifier 13 and used as the pressure detection signal Ps. It is possible to prevent stick-slip and reduce the influence of the dead zone of the servo valve. In order to make it easier to determine which one of the position, speed, and pressure controls is operating, a light emitting diode or the like may be linked to the control changeover switch 16, and it is possible to perform remote determination by the output signal of the linked transistor. You can also Further, the switching control means of the present invention is not limited to the switching control circuit 16 which is the hardware of the embodiment, but may be software such as a program of a microprocessor. FIG. 3 is a block diagram showing a modified example of the control device for the hydraulic cylinder of FIG. In this control device, the hydraulic cylinder shown in FIG. 1 is used as a single rod hydraulic cylinder 2 ', and one load port of a 4-port servo valve is closed to become a 3-port servo valve 4', and the hydraulic cylinder 2'is also used. Rod side port to pressure line 3b
Is directly connected to the hydraulic pressure source 1 and the hydraulic cylinder 2'is moved forward by the pressure receiving area difference at the symbol position on the right side of the drawing of the servo valve 4 ', and the head side port is connected to the tank at the symbol position on the left side of the drawing. The hydraulic cylinder 2'is moved back. Further, the pressure sensor 12 of FIG.
A subtractor 18 is provided in place of 10, and the pressure Ph of the head side port of the hydraulic cylinder 2 ′ detected by the pressure sensor 11 by the subtractor 18 and the pressure Pp of the hydraulic power source 1 are set to the pressure receiving area on the rod side / head side. The difference from the value obtained by multiplying the ratio Ar / Ah (actually measured pressing force per unit area) is obtained, and this is output to the pressure subtractor 14 as a pressure detection signal Ps. The configuration of the control device is exactly the same as that of the control device described in FIG. 1 except the above configuration, and the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Therefore, the control device shown in FIG. 3 also operates in the same manner as described with reference to FIG. 1, and can prevent an abnormal increase in the operating position, speed, and pressure of the hydraulic cylinder 2'before it happens, causing the hydraulic cylinder to run out or to push excessively. Damage due to pressure can be eliminated. The control valve of the present invention is not limited to the servo valve of the embodiment,
It may be an electromagnetic proportional type flow direction control valve or the like, and the fluid actuator of the present invention is not limited to the hydraulic cylinder of the embodiment but may be a pneumatic cylinder or the like. FIG. 4 is a block diagram showing an example of a control device for a second fluid actuator according to the present invention. This control device includes a hydraulic cylinder 21 as a fluid actuator, a servo valve 22 as a control valve provided on a pressure line (not shown) of the hydraulic cylinder, and an operating position, speed, and pressure of the hydraulic cylinder 21 for the servo control. It is composed of position, velocity, and pressure control loops 23, 24, and 25 that are feedback-controlled via the valve 22, respectively. The position control loop 23 is a position sensor 26 that detects the operating position of the hydraulic cylinder 21, and a deviation subtracter 31 that outputs a position deviation signal by subtracting the position detection signal from the position sensor 26 from the position command signal, The signal input from the deviation subtractor 31 through the second input switch 32 and the input side adder 33 is compensated with a predetermined compensation value, and the second output switch 35 and the output side adder 29 are used as position control signals. A position compensation circuit 34 for outputting to the servo valve 22 is provided. On the other hand, the speed control loop 24 is, as a speed detector, a differentiator 27 that differentiates the position detection signal and a deviation subtracter that subtracts the speed detection signal from the differentiator 27 from the speed command signal to output a speed deviation signal. And a signal input from the deviation subtractor 41 through the second input switch 42 and the input side adder 43 is compensated with a predetermined compensation value, and the second output switch 45 and the above-mentioned signal are output as a speed control signal. A speed compensating circuit 44 for outputting to a solenoid (not shown) of the servo valve 22 via an output side adder 29 is provided. The pressure control loop 25 includes a pressure sensor 28 for detecting the operating pressure of the hydraulic cylinder 21, a deviation subtracter 51, an input second switch 52, an input side adder 53, and a pressure compensating circuit 54, which are similar to those described above. The second output switch 55 is provided. Further, the position control loop 23 is a self-feedback loop that returns the output of the position compensation circuit 34 to the input side adder 33.
A hold loop for guiding the outputs of the speed and pressure compensating circuits 44, 54 to the input-side adder 33 through the output-side adder 29 while having the self-feedback first switch 36 in 34a.
The holding first switch 37 is provided at 34b. The speed control loop 24 also has a self-feedback first switch 46 in the self-feedback loop 44a of the speed compensating circuit 44, and guides the outputs of the other compensating circuits 34, 54 to the input side adder 43. The hold loop 44b has a first hold switch 47. Similarly, in the pressure control loop 25, the self-feedback loop 54a is provided with the first switch 56 for self-feedback, and the hold loop 54b is provided with the first hold-use first switch 56.
Each has a switch 57. Then, the first switches 36, 37, 46, 47, 56, 57 (in the figure, consisting of analog switches of the control loops 23, 24, 25)
, Reference) are respectively cut off when the servo valve 22 is controlled by a control signal of its own control loop, and are turned on when the servo valve 22 is controlled by a control signal of another control loop. On the other hand, the second switch 32, 35, 42, 4 consisting of analog switches of each control loop
5,52,55 (see A, B, C in the figure) conducts when controlling its own control mode and shuts off when controlling other control modes
It constitutes a switch means. The operation of the hydraulic cylinder control device configured as described above is as follows. For example, when the speed of the hydraulic cylinder 21 is controlled, the second switches 42 and 45 (B) of the speed control loop 24 are turned on, the first switches 46 and 47 () are turned off, and the other control loops 23 and 25 are controlled. The first switches 36, 37; 56, 57 (;) are turned on, and the second switches 32, 35; 52, 55 (A; C) are turned off. Then, the speed control loop 24 operates. That is, the deviation subtractor 41
Calculates the deviation between the speed command signal and the speed detection signal from the differentiator 27, and outputs this speed deviation signal to the speed compensation circuit 44 via the second input switch 42 and the input side adder 43. At this time, the first switch 46 of the self-feedback loop 44a and the first switch 47 of the hold loop 44b.
Are both off, the speed deviation signal is directly input to the speed compensating circuit 44. Next, the speed compensating circuit 44 compensates the inputted speed deviation signal with a predetermined compensation value to obtain a speed control signal, and the speed control signal is passed through the output second switch 45 and the output side adder 29. Servo valve 22
Output to. At this time, since the output second switches 35 and 55 of the other control loops 23 and 25 are off, the speed control signal is directly input to the servo valve 22, and the speed of the hydraulic cylinder 21 is changed to the speed command by the servo valve 22. Feedback control is performed so as to follow the signal. Further, the speed control signal is sent from the speed compensating circuit 44 to the output side adder 29 and the holding first switches 37 and 57 of the hold loops 34b and 54b of the other control loops 23 and 25, respectively. Since the second input switches 32 and 52 of both control loops are turned off by being guided to 33 and 53, the first self-feedback switches 36 and 54a of the self-feedback loops 34a and 54a,
The signal input via 56 is subtracted and input to the position and pressure compensating circuits 34 and 54, respectively. Both compensating circuits 34 and 54 compensate the input signals with a predetermined compensation value and output them as position and pressure control signals, but both control signals are output again because the second output switches 35 and 55 are off. It is fed back to the input side adders 33 and 53 through the self-feedback loops 34a and 54a, respectively. In other words, the compensating circuit for speed of the speed control loop 24 that is the operating side
The speed control signal input from the non-operating side position / compensation circuit 34/54 of the pressure control loop 23/25 from 44 is the position / pressure control to be output next via the conducting self-feedback loop 34a / 54a. It is held as a signal. Next, in order to switch the hydraulic cylinder 21 to, for example, pressure control, the second switches 52 and 55 (C) of the pressure control loop 25 are turned on, the first switches 56 and 57 () are turned off, and another control loop is set. 23,24 first switch 36,37; 46,47
(;) Is turned on and the second switch 32,35; 52,55 (A;
Turn off B). Then, the pressure control loop 25 operates, and the speed control signal immediately before held in the pressure compensating circuit 54 is output as the pressure control signal by the second switch 55 for output.
Is output to the servo valve 22. Therefore, despite the presence of the delay element normally included in the pressure compensating circuit 54, delay or discontinuity hardly occurs in the output pressure control signal, the pressure response of the hydraulic cylinder 21 is improved, and a wide pressure range is achieved. A smooth and continuous transition to pressure control without overshoot or undershoot over the range can be realized. continue,
Deviation subtractor 53, second input switch 52, input side adder 53,
Pressure compensating circuit 54, output second switch 55, servo valve 22,
Pressure control loop 25 via hydraulic cylinder 21 and pressure sensor 28
Thus, feedback control is performed so that the pressure of the hydraulic cylinder 21 follows the pressure command signal. Further, the pressure control signal passes through the hold loops 34b, 44b of the other control loops 23, 24 in the same manner as described above, and the self-feedback loops 34a, 4b.
The position and speed control signal to be output next is held by 4a. Switching between the speed and pressure control modes other than those described above is also smoothly and continuously performed with good responsiveness over a wide range through the same procedure. Figure 5 shows
In such position, velocity, and pressure control modes,
This is a collective representation of the on and off states of the first and second switches. The position, velocity and pressure compensation circuits 34, 44 and 54 in FIG. 4 are used as integrator circuits, and the position, velocity and pressure detection signals are respectively multiplied by a constant value and the multiplication result signals are fed from the respective integrator circuits. It is also possible to add an auxiliary feedback loop of a proportional element composed of an adder for adding to the control signal of 1 and an adder for adding the multiplication result signal to the signal of each hold loop. By doing so, a so-called IP control system is realized, and due to the contribution of the proportional element feedback signal to the control signal, good mutual switching of control modes can be achieved even if the load of the hydraulic cylinder 21 has a strong proportional element. it can. Although the hydraulic actuator is the hydraulic cylinder 21 in the above embodiment, it may be a hydraulic motor or a pneumatic cylinder. The control valve may be an electromagnetic proportional type flow direction control valve instead of the servo valve 22.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上の説明で明らかなように、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速度検出
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,速度また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
も大きい制御量があれば、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、指令信号を位
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
チュエータ等に生じ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
好な応答性でも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。
As is apparent from the above description, the first control device of the present invention is capable of controlling the position, speed, and pressure control signals by subtracting the speed detection signals from the position, speed, and pressure command signals. In order to control the position, speed or pressure of the fluid actuator by selecting either by the switch means to the control valve and controlling the position, speed or pressure, one of the above-mentioned control signals and the command signal relating to the remaining two control variables and the detection thereof. The signals are respectively compared by the switching control means, and if the detected signal has a control amount larger than the command signal, the switch device is switched to the side of the control amount. It is possible to prevent the abnormal increase of the remaining two control variables under any of the control modes of position, speed and pressure by setting the regulation value of, and the abnormal increase in these causes the fluid actuator etc. Failure to be able to eliminate that. Further, the second control device of the present invention switches and controls the operation of the fluid actuator by three feedback control loops of position, speed, and pressure and one control valve, and each feedback control loop includes a first switch means. The second switch means is provided so that when any one of the position, speed and pressure control signals is selected, the deviation signal only for the selected compensating means is supplied to output the control signal and the compensating means is provided. The control signals output to the remaining two compensating means are held by the remaining compensating means, so that the smooth and continuous control modes can be interoperated with good response over a wide position, speed and pressure range. Switching between can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

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;,,……第1スイッチ、 32,35,42,45,52,55;A,B,C……第2スイッチ、 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。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a control device for a first fluid actuator according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the above embodiment, FIG. 3 is a diagram showing a modification of FIG. 1, FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a control device for a second fluid actuator according to the present invention, and FIG. 5 is an on / off state of the first and second switches in each control mode of the embodiment of FIG. FIG. 6 is a view showing a conventional hydraulic cylinder control device. 2 ... hydraulic cylinder, 4 ... servo valve, 5 ... position sensor, 6 ... position subtractor, 7 ... position compensation circuit, 8 ... speed subtractor, 9 ... speed compensation circuit, 10 ... Differentiator, 11, 12 ... Pressure sensor, 13 ... Differential pressure amplifier, 14 ... Pressure subtractor, 15 ... Pressure compensation circuit, 16 ... Control changeover switch, 17 ... Changeover control circuit , 21 …… hydraulic cylinder, 22 …… servo valve, 23 …… position control loop, 24 …… speed control loop, 25 …… pressure control loop, 26 …… position sensor, 27 …… differentiator, 28 …… pressure Sensor, 29 …… Output side adder 31,41,51 …… Deviation subtractor 33,43,53 …… Input side adder 36,37,46,47,56,57; ………… 1st switch , 32,35,42,45,52,55; A, B, C …… Second switch, 34a, 44a, 54a …… Self-feedback loop. 34b, 44b, 54b ... Hold loop.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】位置,減速,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。
1. Comparing means for position, deceleration and pressure (6,8,14)
By subtracting the detection signals (Ss, Vs, Ps) from the position, velocity and pressure detectors (5,10,13) of the fluid actuator (2) from the respective command signals (Sr, Vr, Pr) Position, speed,
Each pressure control signal is output, and any one of the three control signals is selected by the switch means (16) to the control valve (4) provided on the pressure line (3) of the fluid actuator (2). In the control device of the fluid actuator for output, when one of the control signals is selected, the command signals relating to the remaining two control amounts are compared with their detection signals, respectively, and the control amount having a detection signal larger than the command signal is detected. if there is,
A control device for a fluid actuator, comprising a switching control means (17) for switching the switching means (16) to the side of the control amount.
【請求項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,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
御信号が選択された制御時に、上記回路(34b,44b,54
b)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:,,)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。
2. A fluid actuator (21) position, velocity,
The compensation signals (34, 44, 54) are applied to the deviation signals of position, velocity and pressure obtained by subtracting the detection signals from the pressure detectors (26, 27, 28) from the respective command signals. Position with compensation,
A control device for a fluid actuator, which uses as control signals for speed and pressure, selects one of the above three control signals and outputs the selected control signal to a control valve (22) provided in a pressure line of the fluid actuator (21), When the self-control signal is selected for each of the position, velocity, and pressure compensating means (34, 44, 54), the self-feedback loop (34a, 44a, 54a) of the compensating means is cut off, and the other The circuit (34b, 44b, 54b) from the output side of the two compensating means to the input side of the compensating means is cut off, and at the time of control when another control signal is selected, the circuit (34b, 44b, 54b)
b) and the first switch means (36, 37, 46, 47, 56, 57 :,) for connecting the loop (34a, 44a, 54a) are provided, while other control signals are selected at the time of control, The circuit for the deviation signal coming into the compensating means is cut off, and the circuit for the control signal going out to the control valve (22) is cut off.
Second control means (32, 35, 42, 45, 52, 55; A, B, C) for connecting the circuit for the deviation signal and the circuit for the control signal is provided at the time of control when the self control signal is selected. A controller for a fluid actuator characterized by the above.
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