JPH0949502A - バルブポジショナ及び電空変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 調整が容易で良好な制御特性が得られるバル
ブポジショナを得る。 【解決手段】 制御演算部２によって操作量ｕが算出さ
れ、電空変換手段３〜５によって操作量ｕが空気圧Ｐｄ
に変換される。空気圧Ｐｄに応じたバルブ６の弁軸変位
ｙが弁軸変位測定部７によって演算部２へフィードバッ
クされる。このバルブポジショナを調整するには、電空
変換手段３〜５とバルブ６をモデル同定して得られたバ
ルブモデルのパラメータをバルブモデル入力部８に設定
する。制御パラメ−タ決定演算部９は、目標値ｒを入力
とし弁軸変位ｙを出力とする伝達関数が非振動極となる
ような制御パラメータを算出し、これを制御演算部２に
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流量等の制
御を行うバルブの開度を調整するバルブポジショナと、
電気信号を空気圧に変換する電空変換器に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、流体の流量等の制御を行うバ
ルブの開度を検出してフィードバックし、バルブを適正
開度に調整するバルブポジショナがあり、フィードバッ
ク量に基づいてバルブの開度を制御する手段としては、
ＰＩＤあるいは比例制御によるコントローラが用いられ
ていた。このようなコントローラを調整する手法とし
て、一般のプロセス制御の場合には、最適調整する手段
を有したＰＩＤコントロ−ラ（オ−トチュ−ニングＰＩ
Ｄコントロ−ラ、参考文献：システム制御情報学会編、
「ＰＩＤ制御」、浅倉書店、１９９３年）が従来より使
われているが、バルブのように非線形性が強く、しかも
オ−バ−シュ−トなしで早い整定が要求される対象には
適用することができない。よって、コントローラの調整
は、制御の専門家によって行われていた。

【０００３】また、電気信号を空気圧に変換する電空変
換器も、出力空気圧を検出したフィードバック量に基づ
いて空気圧を制御する手段として、ＰＩＤあるいは比例
制御によるコントローラが用いられており、オ−バ−シ
ュ−トなしで早い整定が要求されるためにオ−トチュ−
ニングＰＩＤコントロ−ラが適用できず、制御の専門家
によって調整が行われることもバルブポジショナと同様
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のバ
ルブポジショナは、ＰＩＤあるいは比例制御によるコン
トローラによってバルブの開度（又は弁軸の変位）を制
御しているが、比例制御の場合には、ステップ外乱又は
入力される設定値の変更に対して定常偏差が残るという
問題点があった。また、ＰＩＤ制御の場合には、定常偏
差は残らないが、バルブは種類が多く個々に特性が異な
るため、個々のバルブを最適に動作させるための調整に
非常に時間がかかるという問題点があった。また、人間
の試行錯誤による調整では限界があるため、バルブの開
度（弁軸変位）に不必要な振動が残ったり、オ−バ−シ
ュ−トやアンダ−シュ−トが残ったりするという問題点
があった。

【０００５】また、電空変換器は、ＰＩＤあるいは比例
制御によるコントローラによって出力空気圧を制御して
いるが、比例制御の場合には、ステップ外乱又は入力さ
れる設定値の変更に対して定常偏差が残るという問題点
があった。また、ＰＩＤ制御の場合には、定常偏差は残
らないが、取り付けの際の伝送パイプの長さや太さが個
々に異なるため、個々の伝送パイプに対する調整が難し
く、調整に非常に時間がかかるという問題点があった。
また、人間の試行錯誤による調整では限界があるため、
出力空気圧の値に不必要な振動が残ったり、オ−バ−シ
ュ−トやアンダ−シュ−トが残ったりするという問題点
があった。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するために、調
整が容易で良好な制御特性を得ることができるバルブポ
ジショナを提供することを第１の目的とする。また、調
整が容易で良好な制御特性を得ることができる電空変換
器を提供することを第２の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のバルブポジショ
ナは、請求項１に記載のように、弁軸変位測定部と、目
標値と弁軸変位から操作量を算出する制御演算部と、操
作量を空気圧に変換する電空変換手段と、電空変換手段
とバルブをモデル同定して得られたバルブモデルのパラ
メータから制御パラメータを算出する制御パラメ−タ決
定演算部とを有するものである。このような構成によ
り、制御演算部にて操作量が算出され、電空変換手段に
よって操作量が空気圧に変換され、この空気圧に応じた
バルブの弁軸変位が弁軸変位測定部によって制御演算部
へフィードバックされる。そして、制御パラメータの設
定は、制御パラメ−タ決定演算部がバルブモデルパラメ
ータから、目標値を入力とし弁軸変位を出力とする伝達
関数が非振動極となるような制御パラメータを算出し、
これを制御演算部に記憶させることにより行われる。

【０００８】また、請求項２に記載のように、バルブモ
デルのパラメータから、目標値を入力とし弁軸変位を出
力とする伝達関数がゼロ点を持たないような制御パラメ
ータを算出する制御パラメ−タ決定演算部を有するもの
である。また、請求項３に記載のように、オートチュー
ニング動作時に、操作量に相当するモデル同定信号を電
空変換手段に出力するモデル同定信号生成部と、この同
定信号に応じた弁軸変位を記録する弁軸変位記録部と、
記録された弁軸変位とモデル同定信号に基づいてバルブ
モデルパラメータを求めるモデル同定演算部とを有する
ものである。このような構成により、制御パラメータの
設定は、モデル同定演算部がモデル同定演算を行ってバ
ルブモデルパラメータを求め、制御パラメ−タ決定演算
部が制御パラメータを算出することにより行われる。

【０００９】また、本発明の電空変換器は、請求項４に
記載のように、圧力測定部と、目標値と圧力値から操作
量を算出する制御演算部と、電空変換手段と、電空変換
手段をモデル同定して得られた電空変換モデルのパラメ
ータから制御パラメータを算出する制御パラメ−タ決定
演算部とを有するものである。このような構成により、
制御演算部にて操作量が算出され、電空変換手段によっ
て操作量が空気圧に変換され、この空気圧が圧力測定部
によって制御演算部へフィードバックされる。そして、
制御パラメータの設定は、制御パラメ−タ決定演算部が
電空変換モデルのパラメータから、目標値を入力とし空
気圧を出力とする伝達関数が非振動極となるような制御
パラメータを算出することにより行われる。

【００１０】また、請求項５に記載のように、電空変換
モデルのパラメータから、目標値を入力とし空気圧を出
力とする伝達関数がゼロ点を持たないような制御パラメ
ータを算出する制御パラメ−タ決定演算部を有するもの
である。また、請求項６に記載のように、オートチュー
ニング動作時に、操作量に相当するモデル同定信号を電
空変換手段に出力するモデル同定信号生成部と、この同
定信号に応じた圧力値を記録する圧力記録部と、記録さ
れた圧力値とモデル同定信号に基づいて電空変換モデル
のパラメータを求めるモデル同定演算部とを有するもの
である。このような構成により、制御パラメータの設定
は、モデル同定演算部がモデル同定演算を行って電空変
換モデルパラメータを求め、制御パラメ−タ決定演算部
が制御パラメータを算出することにより行われる。

【００１１】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は本発明の１実施の形態を示すバル
ブポジショナのブロック図、図２はこのバルブポジショ
ナを用いた制御系のブロック線図、図３はこのバルブポ
ジショナの動作を説明するためのフローチャート図であ
る。

【００１２】図１において、１はバルブの弁軸変位を設
定する目標値ｒをバルブポジショナに入力するための目
標値入力部、２は制御パラメータに基づいて目標値ｒと
後述する弁軸変位測定部で測定された弁軸変位ｙから操
作量ｕを算出する制御演算部、３は操作量ｕを電流Ｉに
変換する電流出力部、４は電流出力部３から出力された
電流Ｉを空気圧Ｐｎに変換する電流圧力変換部、５は電
流圧力変換部４からの空気圧Ｐｎを増幅して空気圧Ｐｄ
を発生するパイロットリレ−である。

【００１３】また、６はパイロットリレ−５から供給さ
れる空気圧Ｐｄによって駆動されるバルブ、７はバルブ
６の弁軸変位を測定する弁軸変位測定部、８は電流出力
部３、電流圧力変換部４、パイロットリレ−５及びバル
ブ６をモデル同定して得られたバルブモデルのパラメー
タをバルブポジショナに入力するためのバルブモデル入
力部、９はこのバルブモデルパラメータから上記制御パ
ラメータを算出して、制御演算部２に記憶された制御パ
ラメータを算出したパラメータに変更させる制御パラメ
−タ決定演算部である。そして、電流出力部３、電流圧
力変換部４及びパイロットリレ−５が電空変換手段を構
成している。

【００１４】図２において、２ａは制御演算部２の内部
にあって、目標値ｒから弁軸変位ｙを減算して偏差ｅを
求める減算処理部、２ｂは同じくその内部にあって減算
処理部２ａの出力ｅから操作量ｕを演算するＰＩＤコン
トローラ、Ｇｃ、Ｇｉ、Ｇｎ、Ｇｄ、ＧｖはそれぞれＰ
ＩＤコントローラ２ｂ、電流出力部３、電流圧力変換部
４、パイロットリレ−５、バルブ６の伝達関数である。

【００１５】本実施の形態のバルブポジショナにおいて
は、制御パラメ−タ決定演算部９が制御演算部２の制御
パラメータを算出し、これによって制御演算部２の特性
が決定され制御系の動作が決定されるが、ここではバル
ブポジショナの制御系としての動作を先に説明する。バ
ルブ６の弁軸変位を設定するための目標値ｒは、このバ
ルブポジショナのオペレータによって設定され、目標値
入力部１を介して制御演算部２に入力される（図３ステ
ップ１０７）。

【００１６】制御演算部２内の減算処理部２ａは、ｒ−
ｙ、すなわち目標値ｒから弁軸変位測定部７からの弁軸
変位ｙを減算して偏差ｅを求め、続いてＰＩＤコントロ
ーラ２ｂは、この偏差ｅから操作量ｕを次式のように演
算する（ステップ１０８）。 ｕ＝Ｇｃ×ｅ ＝Ｋｃ×｛１＋１／（Ｔｉ×ｓ）＋Ｔｄ×ｓ｝×ｅ ・・・（１）

【００１７】式（１）において、Ｋｃ、Ｔｉ、ＴｄはＰ
ＩＤコントローラ２ｂのゲイン、積分時間、微分時間で
ある。次いで、電流出力部３は、操作量ｕの値に比例し
た電流Ｉを出力する（ステップ１０９）。その特性は伝
達関数Ｇｉにより次式となる。 Ｉ＝Ｇｉ×ｕ＝Ｋｉ×ｕ ・・・（２） ここで、Ｋｉは比例定数である。

【００１８】電流圧力変換部４は、例えば実願平５−６
５６９６号の図５に示すように、コイル、ノズル、フラ
ッパ等から構成されるものであり、電流出力部３から出
力された電流Ｉを空気圧Ｐｎに変換する（ステップ１１
０）。その特性は、次式のような伝達関数Ｇｎで近似す
ることができる。 Ｐｎ＝Ｇｎ×Ｉ＝｛Ｋｐ１／（Ｔｐ１×ｓ＋１）｝×Ｉ ・・・（３） Ｋｐ１はゲイン、Ｔｐ１は時定数である。

【００１９】パイロットリレ−５は、電流圧力変換部４
からの空気圧Ｐｎを増幅して、これを空気圧Ｐｄとして
バルブ６へ供給する（ステップ１１１）。その特性は、
次式のような伝達関数Ｇｄで近似することができる。な
お、正確には伝達関数Ｇｄは、パイロットリレ−５から
バルブ６までの伝送パイプ及びバルブ６のダイアフラム
室６ａの特性を含むものである。 Ｐｄ＝Ｇｄ×Ｐｎ＝｛Ｋｐ２／（Ｔｐ２×ｓ＋１）｝×Ｐｎ ・・・（４） Ｋｐ２はゲイン、Ｔｐ２は時定数である。

【００２０】そして、ダイアフラム室６ａに供給された
空気圧Ｐｄに応じて弁軸６ｂが上下することにより、バ
ルブ６の開度、すなわち流体の流量が制御される。その
弁軸６ｂの変位ｙは、次式のような伝達関数Ｇｖで表す
ことができる。 ｙ＝Ｇｖ×Ｐｄ＝Ｋｖ×Ｐｄ ・・・（５） ここで、Ｋｖは比例定数である。ただし、バルブ６に
は、パッキン６ｃの摩擦力によるヒステリシスが主原因
となる非線形性が存在する。

【００２１】続いて、この弁軸変位ｙが弁軸６ｂに取り
付けられたフィードバックレバー６ｄを介して弁軸変位
測定部７に伝えられる。こうして、弁軸変位測定部７
は、弁軸変位ｙを測定して、制御演算部２に出力する
（ステップ１１２）。以上のようなステップ１０７〜１
１２の動作をオペレータ等の指令によってバルブポジシ
ョナが停止するまで（ステップ１１３）、１制御周期ご
とに繰り返す。これが、このバルブポジショナの基本構
成であるフィードバック制御系としての動作である。

【００２２】次に、以上のような制御特性を決定するバ
ルブモデル入力部８、制御パラメ−タ決定演算部９の動
作について説明する。今、電流出力部３、電流圧力変換
部４及びパイロットリレ−５からなる電空変換手段とバ
ルブ６とから構成されるシステムをバルブモデルとする
と、このバルブモデルの伝達関数Ｇｐは次式のように表
すことができる。 Ｇｐ＝Ｇｉ×Ｇｎ×Ｇｄ×Ｇｖ ・・・（６）

【００２３】そして、式（６）は式（２）〜（５）によ
り次式となる。 Ｇｐ＝Ｋｐ／｛（Ｔｐ１×ｓ＋１）×（Ｔｐ２×ｓ＋１）｝ ・・・（７） 式（７）において、Ｋｐ＝Ｋｉ×Ｋｐ１×Ｋｐ２×Ｋｖ
である。

【００２４】バルブモデル入力部８には、図示しない同
定手段によりモデル同定して得られたバルブモデルのゲ
インＫｐ、時定数Ｔｐ１、Ｔｐ２がオペレータによって
設定される（図３ステップ１００）。バルブモデル入力
部８は、これらのバルブモデルパラメータを制御パラメ
−タ決定演算部９に出力する。そして、制御パラメ−タ
決定演算部９は、入力されたバルブモデルパラメータに
基づきＰＩＤコントローラ２ｂの制御パラメータを以下
のように算出する。

【００２５】ここで、ｙ／ｒ、つまり目標値ｒを入力と
し弁軸変位ｙを出力とするシステムの伝達関数は次式の
ように表すことができる。 ｙ／ｒ＝Ｇｃ×Ｇｐ／（１＋Ｇｃ×Ｇｐ） ・・・（８） また、ＰＩＤコントローラ２ｂの伝達関数Ｇｃは式
（１）より次式となる。 Ｇｃ＝Ｋｃ×｛１＋１／（Ｔｉ×ｓ）＋Ｔｄ×ｓ｝ ・・・（９）

【００２６】式（７）、（９）を式（８）に代入して整
理すると、次式となる。 ｙ／ｒ＝Ｋｃ×Ｋｐ×（Ｔｉ×Ｔｄ×ｓ² ＋Ｔｉ×ｓ＋１） ／［Ｔｉ×Ｔｐ１×Ｔｐ２×ｓ³ ＋｛Ｔｉ×（Ｔｐ１＋Ｔｐ２）＋Ｋｃ×Ｋｐ×Ｔｉ×Ｔｄ｝×ｓ² ＋（Ｔｉ＋Ｋｃ×Ｋｐ×Ｔｉ）×ｓ＋Ｋｃ×Ｋｐ］ ・・・（１０）

【００２７】このような伝達関数を有するシステムにお
いて、制御結果となる弁軸変位ｙに不要な振動が生じな
いようにするためには、式（１０）の分母（ここではＱ
とする）が非振動極となるようにすればよく、このため
には次式が成立すればよい。 Ｑ＝Ｋｃ×Ｋｐ×（Ｔｉ×Ｔｄ×ｓ² ＋Ｔｉ×ｓ＋１）×（λ×ｓ＋１） ＝Ｋｃ×Ｋｐ×λ×Ｔｉ×Ｔｄ×ｓ³ ＋Ｋｃ×Ｋｐ×（Ｔｉ×Ｔｄ＋λ×Ｔｉ）×ｓ² ＋Ｋｃ×Ｋｐ×（λ＋Ｔｉ）×ｓ＋Ｋｃ×Ｋｐ ・・・（１１） 式（１１）において、λは所望の応答時定数である。

【００２８】こうして、式（１１）が成立するように式
（１０）の分母を決めてやれば、上記システムの伝達関
数は次式となり、分母が振動極を含まないようにするこ
とができる。 ｙ／ｒ＝１／（λ×ｓ＋１） ・・・（１２）

【００２９】目標値ｒを入力とし弁軸変位ｙを出力とす
るシステムは、例えば３０秒程度の時定数を有するのが
一般的であるが、式（１２）によれば弁軸変位ｙは目標
値ｒに対して時定数λの一次遅れ応答となり、λには所
望の値を設定することができるので、従来よりも小さい
時定数とすることができる。

【００３０】そして、式（１０）の分母と式（１１）の
右辺とにおいて、ｓの３次項、２次項、１次項をそれぞ
れ比較すれば、次式が得られる。 Ｔｉ×Ｔｐ１×Ｔｐ２＝Ｋｃ×Ｋｐ×λ×Ｔｉ×Ｔｄ ・・・（１３） Ｔｉ×（Ｔｐ１＋Ｔｐ２）＋Ｋｃ×Ｋｐ×Ｔｉ×Ｔｄ ＝Ｋｃ×Ｋｐ×（Ｔｉ×Ｔｄ＋λ×Ｔｉ） ・・・（１４） Ｔｉ＋Ｋｃ×Ｋｐ×Ｔｉ＝Ｋｃ×Ｋｐ×（λ＋Ｔｉ） ・・・（１５）

【００３１】式（１３）〜（１５）より、ＰＩＤコント
ローラ２ｂのゲインＫｃ、積分時間Ｔｉ、微分時間Ｔｄ
を次式のように求めることができる。 Ｋｃ＝（Ｔｐ１＋Ｔｐ２）／（λ×Ｋｐ） ・・・（１６） Ｔｉ＝Ｔｐ１＋Ｔｐ２ ・・・（１７） Ｔｄ＝ＴＰ１×Ｔｐ２／（Ｔｐ１＋Ｔｐ２） ・・・（１８）

【００３２】したがって、制御パラメ−タ決定演算部９
は、以上のようにして得られた式（１６）〜（１８）を
用い、バルブモデル入力部８より入力されたバルブモデ
ルのゲインＫｐ、時定数Ｔｐ１、Ｔｐ２から制御演算部
２の制御パラメータ、すなわちゲインＫｃ、積分時間Ｔ
ｉ、微分時間Ｔｄを算出する（ステップ１０５）。そし
て、これらの制御パラメータが制御演算部２に出力され
記憶されることにより、演算部２の特性が設定される
（ステップ１０６）。これで、バルブポジショナの制御
系としての特性が決定される。

【００３３】このようにして制御パラメータを設定すれ
ば、前述のようにバルブ６の弁軸変位ｙは目標値ｒに対
して所望の時定数λの一次遅れ応答となり、弁軸変位ｙ
に不要な振動が残ることがなくなる。なお、以上の説明
では、弁軸変位ｙに不要な振動が生じないという効果を
挙げたが、同時に弁軸変位ｙに不要なオ−バ−シュ−ト
やアンダ−シュ−トが生じないという効果も有する。

【００３４】つまり、式（１０）のような伝達関数を有
するシステムにおいて、弁軸変位ｙに不要なオ−バ−シ
ュ−トやアンダ−シュ−トが生じないようにするために
は、式（１０）の伝達関数がゼロ点を持たないようにす
ればよく、このためには分子のゼロ点の作用を分母が打
ち消すようにすればよい。そして、これは式（１０）の
分母を式（１１）のように決めることである。こうし
て、上記のように制御パラメータを設定すれば、バルブ
６の弁軸変位ｙに不要なオ−バ−シュ−トやアンダ−シ
ュ−トが生じなくなる。

【００３５】図４は本実施の形態のバルブポジショナに
おいて制御パラメータを適当に設定したときの目標値追
従性を示す図、図５は上記の設定手法を用いて制御パラ
メータを正しく設定したときの目標値追従性を示す図で
ある。図４、５は０秒にて弁軸変位５０％の目標値ｒを
ステップ入力し、その制御結果の弁軸変位ｙを求めたシ
ミュレーション結果である。ここで、バルブモデルのゲ
インＫｐを１７、時定数Ｔｐ１を０．２７、Ｔｐ２を
３．４５とする。

【００３６】バルブモデル入力部８、制御パラメ−タ決
定演算部９の機能を用いずに、制御演算部２のゲインＫ
ｃを０．２１８、積分時間Ｔｉを０．３７、微分時間Ｔ
ｄを０．０７３と適当に設定した場合（図４（ａ））、
式（１０）の伝達関数においてゼロ点ｚが−１０、−
３．７０３７、極ｐが−３．７、−０．２８９９±１．
６７７７ｉ（振動極）となる。図４（ａ）からも明らか
なように、振動極の影響で弁軸変位ｙが振動しており、
目標値ｒの±０．５％以内に入る整定時間は１７．３秒
である。

【００３７】また、制御演算部２のゲインＫｃを０．６
４７、積分時間Ｔｉを１．１、微分時間Ｔｄを０．０９
０９と適当に設定した場合（図４（ｂ））、式（１０）
の伝達関数においてゼロ点ｚが−１０、−１、極ｐが−
１．３７、−１．８４±２．０９７１ｉ（減衰が早い振
動極）となる。図４（ｂ）からも明らかなように、ゼロ
点の影響で弁軸変位ｙがオ−バ−シュ−トを起こしてお
り、整定時間は２．８秒である。

【００３８】これに対して、上記のバルブモデルのパラ
メータをバルブモデル入力部８に与えた場合、制御パラ
メ−タ決定演算部９は、制御演算部２のゲインＫｃを
２．１８８、積分時間Ｔｉを３．７２、微分時間Ｔｄを
０．２５０４と算出し、式（１０）の伝達関数において
ゼロ点ｚが−３．７０３７、−０．２８９９、極ｐが−
１０、−３．７０３７、−０．２８９９となる。なお、
このときの時定数λは０．１である。

【００３９】図５からも明らかなように、振動極を持た
ず、極とゼロ点とが打ち消し合うため、弁軸変位ｙに振
動が起こらず、かつオーバーシュートやアンダーシュー
トも起こらない非常に良い応答をしていることが分か
る。また、このときの整定時間は０．６秒である。

【００４０】実施の形態２．図６は本発明の他の実施の
形態を示すバルブポジショナのブロック図、図７はこの
バルブポジショナの動作を説明するためのフローチャー
ト図であり、図１〜３と同一の構成には同一の符号を付
してある。

【００４１】１０は制御パラメータを決定するためのオ
ートチューニング動作時に、操作量ｕに相当するモデル
同定信号を電流出力部３に出力するモデル同定信号生成
部、１１はモデル同定信号に応じた弁軸変位ｙを弁軸変
位測定部７から受け取って記録する弁軸変位記録部、１
２は弁軸変位記録部１１で記録された弁軸変位とモデル
同定信号に基づき、モデル同定演算を行ってバルブモデ
ルのパラメータを求め、これを制御パラメ−タ決定演算
部９に出力するモデル同定演算部である。

【００４２】図６ではバルブを省略しているが、目標値
入力部１、制御演算部２、電流出力部３、電流圧力変換
部４、パイロットリレ−５、弁軸変位測定部７からなる
バルブポジショナの基本構成の動作は実施の形態１と同
様である。

【００４３】本実施の形態では、バルブモデル入力部８
にバルブモデルパラメータを与えて制御演算部２の制御
パラメータを設定する代わりに、モデル同定信号生成部
１０、弁軸変位記録部１１、モデル同定演算部１２によ
ってバルブモデルパラメータを求め、制御演算部２の制
御パラメータを自動的に設定するオートチューニング動
作が行われる。そこで、このオートチューニング動作を
説明する。なお、オートチューニング動作中は、目標値
ｒの入力は行われず、フィードバック制御は行われな
い。

【００４４】図８はこのオートチューニング動作におい
てモデル同定信号生成部１０から出力されるモデル同定
信号の様子を示す図である。モデル同定信号生成部１０
は、例えばオペレータからの指令によってオートチュー
ニング動作に入り、最初にモデル同定信号ｕ０を電流出
力部３へ出力し、Ｌ０秒間だけこの出力を維持する。

【００４５】こうして、実施の形態１と同様の動作によ
り、このモデル同定信号ｕ０に応じた電流Ｉが電流出力
部３から出力され、最終的にパイロットリレ−５から空
気圧Ｐｄが出力される。これにより、バルブ６の弁軸変
位ｙが変化を開始する。次いで、モデル同定信号生成部
１０は、Ｌ０秒が経過して時刻ｔ１になると、Ｌ１秒間
だけモデル同定信号ｕ１を出力し、その後時刻ｔ２から
Ｌ２秒間だけモデル同定信号ｕ２を出力する（図７ステ
ップ１０１）。

【００４６】これらのモデル同定信号ｕ１、ｕ２により
弁軸変位ｙがそれぞれ変化する。なお、ｕ０、ｕ１、ｕ
２の関係は、ｕ０＜ｕ１＜ｕ２か、あるいはｕ０＞ｕ１
＞ｕ２であればよい。そして、弁軸変位記録部１１は、
弁軸変位測定部７から出力される弁軸変位ｙを時刻ｔ２
からＬ２秒間だけΔｔ秒ごとに記録する（ステップ１０
２）。

【００４７】次に、モデル同定演算部１２は、弁軸変位
記録部１１で記録された弁軸変位ｙとモデル同定信号ｕ
２に基づいて以下のようにモデル同定演算を行い、バル
ブモデルのパラメータを決定する（ステップ１０３）。
本実施の形態では、実施の形態１で説明したバルブモデ
ルを同定する手法として、最小２乗同定（参考文献：相
良節夫、「システム同定」、計測自動制御学会、１９８
０年）を用いるので、まずこの最小２乗同定について説
明する。

【００４８】最小２乗同定は、次式のように表せるシス
テムに対して、入力データ列｛ｕ（ｉ）｝（本実施の形
態ではモデル同定信号）、出力データ列｛ｙ（ｉ）｝
（弁軸変位ｙ）を観測して、ａ１、ａ２、ｂ０を決定す
る手法である。 ｙ（ｎ）＝−ａ１×ｙ（ｎ−１）−ａ２×ｙ（ｎ−２）＋ｂ０×ｕ（ｎ） ＋ｅ（ｎ） ・・・（１９）

【００４９】式（１９）において、ｙ（ｎ）は時刻ｎに
おける出力データ、ｙ（ｎ−１）、ｙ（ｎ−２）は時刻
ｎに対して１、２サンプル前の出力データ、ｕ（ｎ）は
時刻ｎにおける入力データである。また、ｅ（ｎ）は何
らかの形でシステムに加わる雑音やモデル誤差を総合し
た量を表しており、測定不可能な量と解釈される。ここ
で、以下の行列を定義する。 Ｙ＝［ｙ（２）、ｙ（３）、・・・、ｙ（Ｎ）］^T ・・・（２０） Ａ＝［−ａ１、−ａ２、ｂ０］^T ・・・（２１）

【００５０】

【数１】

【００５１】 Ｅ＝［ｅ（２）、ｅ（３）、・・・、ｅ（Ｎ）］^T ・・・（２３） 上式において、Ｔが添えられているのは転置行列である
ことを示す。そして、本実施の形態では、［ｕ（２）、
ｕ（３）、・・・、ｕ（Ｎ）］^T ＝［ｕ２、ｕ２、・・
・、ｕ２］^T となるので、式（２２）は次式となる。

【００５２】

【数２】

【００５３】行列Ｙ、Ａ、Ω、Ｅにより、式（１９）に
入出力データ｛ｕ（ｉ）、ｙ（ｉ）｝（ｉ＝０、１、・
・・、Ｎ）を代入した式は次式のように表すことができ
る。 Ｙ＝Ω×Ａ＋Ｅ ・・・（２５） この式（２５）において次式を最小にするようにＡを決
定する。

【００５４】

【数３】

【００５５】そして、式（２６）を最小にするＡは次式
のように推定することができる。 Ａ＝［Ω^T ×Ω］^-1×Ω^T ×Ｙ ・・・（２７） こうして、式（２７）に入出力データ｛ｕ（ｉ）、ｙ
（ｉ）｝を代入すれば、式（１９）の係数ａ１、ａ２、
ｂ０を決定することができる。

【００５６】以上のような最小２乗同定を用いてバルブ
モデルを同定する。操作量ｕを入力とし弁軸変位ｙを出
力とする上記バルブモデルは、式（７）より次式のよう
に表すことができる。 ｙ＝［Ｋｐ／｛（Ｔｐ１×ｓ＋１）×（Ｔｐ２×ｓ＋１）｝］×ｕ ・・・（２８） 式（２８）を微分方程式に変換すると次式となる。 Ｔｐ１×Ｔｐ２×（ｄ² ｙ／ｄｔ² ）＋（Ｔｐ１＋Ｔｐ２）×（ｄｙ／ｄｔ） ＋ｙ＝Ｋｐ×ｕ ・・・（２９）

【００５７】さらに、式（２９）を離散系の式に変換す
ると次式となる。 Ｔｐ１×Ｔｐ２×［｛ｙ（ｎ）−ｙ（ｎ−１）｝／Δｔ −｛ｙ（ｎ−１）−ｙ（ｎ−２）｝／Δｔ］／Δｔ ＋（Ｔｐ１＋Ｔｐ２）×［｛ｙ（ｎ）−ｙ（ｎ−１）｝／Δｔ］＋ｙ（ｎ） ＝Ｋｐ×ｕ（ｎ） ・・・（３０）

【００５８】式（３０）を整理すると次式となる。 ｙ（ｎ）＝［１／｛Ｔｐ１×Ｔｐ２／（Ｋｐ×Δｔ² ）＋（Ｔｐ１＋Ｔｐ２） ／（Ｋｐ×Δｔ）＋１／Ｋｐ｝］ ×［｛２×Ｔｐ１×Ｔｐ２／（Ｋｐ×Δｔ² ）＋（Ｔｐ１＋Ｔｐ２） ／（Ｋｐ×Δｔ）｝×ｙ（ｎ−１）−｛Ｔｐ１×Ｔｐ２ ／（Ｋｐ×Δｔ² ）｝×ｙ（ｎ−２）＋ｕ（ｎ）］ ・・（３１）

【００５９】そして、下記の様なα、βで置き換えるこ
とにより式（３１）は次式となる。 ｙ（ｎ）＝｛１／（α＋β＋１／Ｋｐ）｝×｛（２×α＋β）×ｙ（ｎ−１） −α×ｙ（ｎ−２）＋ｕ（ｎ）｝ ・・・（３２） α＝Ｔｐ１×Ｔｐ２／（Ｋｐ×Δｔ² ） ・・・（３３） β＝（Ｔｐ１＋Ｔｐ２）／（Ｋｐ×Δｔ） ・・・（３４）

【００６０】前述した最小２乗同定によれば、式（３
２）のｙ（ｎ−１）項、ｙ（ｎ−２）項、ｕ（ｎ）項の
係数を求めることができる。そこで、式（１９）と式
（３２）を比較すると、次式が得られる。 （２×α＋β）／（α＋β＋１／Ｋｐ）＝−ａ１ ・・・（３５） α／（α＋β＋１／Ｋｐ）＝ａ２ ・・・（３６） １／（α＋β＋１／Ｋｐ）＝ｂ０ ・・・（３７）

【００６１】式（３５）〜（３７）より次式が得られ
る。 α＝ａ２／ｂ０ ・・・（３８） β＝−（ａ１＋２×ａ２）／ｂ０ ・・・（３９） Ｋｐ＝ｂ０／（ａ１＋ａ２＋１） ・・・（４０） 式（３３）、（３４）、（３８）、（３９）より、Ｔｐ
１、Ｔｐ２は次の２次方程式の２根となる。 Ｔ² −｛（ａ１＋２×ａ２）／（ａ１＋ａ２＋１）｝×Δｔ×Ｔ ＋｛ａ２／（ａ１＋ａ２＋１）｝×Δｔ² ＝０ ・・・（４１）

【００６２】よって、Ｔｐ１、Ｔｐ２は次式のように求
めることができる。 Ｔｐ１＝（１／２）×［｛Δｔ×（ａ１＋２×ａ２）／（ａ１＋ａ２＋１）｝ −｛（Δｔ×（ａ１＋２×ａ２）／（ａ１＋ａ２＋１））² −（４×Δｔ² ×ａ２／（ａ１＋ａ２＋１））｝^1/2 ］ ・・（４２） Ｔｐ２＝（１／２）×［｛Δｔ×（ａ１＋２×ａ２）／（ａ１＋ａ２＋１）｝ ＋｛（Δｔ×（ａ１＋２×ａ２）／（ａ１＋ａ２＋１））² −（４×Δｔ² ×ａ２／（ａ１＋ａ２＋１））｝^1/2 ］ ・・（４３）

【００６３】以上のようなことから、モデル同定演算部
１２は、まずモデル同定信号ｕ２と弁軸変位記録部１１
に記録された弁軸変位｛ｙ（０）、ｙ（１）、・・・、
ｙ（Ｎ）｝とを式（２０）、（２４）に代入してＹ、Ω
を求め、続いて式（２７）を用いてＡ、すなわち係数ａ
１、ａ２、ｂ０を求める。そして、これらの係数を用い
て式（４０）、（４２）、（４３）により、バルブモデ
ルのゲインＫｐ、時定数Ｔｐ１、Ｔｐ２を算出する。

【００６４】こうして、これらのバルブモデルパラメー
タが制御パラメ−タ決定演算部９へ出力される（図７ス
テップ１０４）。そして、制御パラメ−タ決定演算部９
は、実施の形態１と同様に制御演算部２の制御パラメー
タを算出し、制御演算部２へ出力する（ステップ１０
５、１０６）。これで、オートチューニング動作が終了
する。以降の動作は実施の形態１と全く同じである。

【００６５】こうして、実施の形態１と同様の効果を得
ることができる。そして、実施の形態１では、外部の同
定手段によってバルブモデルパラメ−タを決定しなけれ
ばならないが、本実施の形態では、バルブポジショナだ
けでバルブモデルパラメ−タを決定して制御パラメータ
を設定することができる。

【００６６】実施の形態３．図９は本発明の他の実施の
形態を示す電空変換器のブロック図であり、図１、６と
同様の構成には同一の符号を付してある。７ａは出力空
気圧Ｐｄを測定する圧力測定部、８ａは電流出力部３、
電流圧力変換部４及びパイロットリレ−５をモデル同定
して得られた電空変換モデルのパラメータを電空変換器
に入力するための電空変換モデル入力部、１１ａはモデ
ル同定信号ｕ２に応じた圧力値を圧力測定部７ａから受
け取って記録する圧力記録部である。

【００６７】本実施の形態の電空変換器は、実施の形態
１、２のバルブポジショナとほぼ同様の構成であり、バ
ルブの弁軸変位の代わりに、パイロットリレ−５の出力
空気圧Ｐｄを制御する。そして、電空変換モデル入力部
８ａに電空変換モデルのパラメータを与えれば、実施の
形態１と同様の効果を得ることができる。

【００６８】電空変換モデルは、前述した電空変換手段
（電流出力部３、電流圧力変換部４及びパイロットリレ
−５）から構成されるシステムであり、その伝達関数Ｇ
ｐは実施の形態１と同様に式（７）で表すことができ
る。ただし、ここでのゲインＫｐはＫｉ×Ｋｐ１×Ｋｐ
２である。なお、正確には電空変換モデルは、パイロッ
トリレ−５からこのパイロットリレ−５に接続される装
置までの伝送パイプと更にその先につながった負荷容量
の特性も含むものである。

【００６９】そして、この電空変換モデルのゲインＫ
ｐ、時定数Ｔｐ１、Ｔｐ２を図示しない同定手段によっ
て求め、電空変換モデル入力部８ａに設定すれば、制御
パラメ−タ決定演算部９が入力された電空変換モデルパ
ラメータに基づき制御演算部２の制御パラメータを実施
の形態１と全く同様に算出する。

【００７０】目標値入力部１、制御演算部２、電流出力
部３、電流圧力変換部４、パイロットリレ−５、圧力測
定部７ａによるフィードバック制御は、実施の形態１と
同様であり、異なるのは、目標値ｒが設定圧力を示し、
圧力測定部７ａが出力するｙが空気圧Ｐｄを示すことだ
けである。こうして、実施の形態１と同様の効果を電空
変換器で得ることができる。

【００７１】実施の形態４．また、図９に示すように制
御パラメ−タ決定演算部９、モデル同定信号生成部１
０、圧力記録部１１ａ、モデル同定演算部１２を設けれ
ば、実施の形態２と同様の効果を電空変換器で得ること
ができる。つまり、実施の形態２と異なるのは、圧力記
録部１１ａで記録する｛ｙ（０）、ｙ（１）、・・・、
ｙ（Ｎ）｝が空気圧Ｐｄを示し、モデル同定演算部１２
で求めるパラメータが電空変換モデルのパラメータとな
ることだけであり、その他の動作は実施の形態１〜３と
同様である。こうして、実施の形態２と同様の効果を電
空変換器で得ることができる。

【００７２】実施の形態５．実施の形態１〜４では、減
算処理部２ａ、ＰＩＤコントローラ２ｂからなる制御演
算部２を用いたが、図１０のようなフィルタ２２ａ、２
２ｃ、減算処理部２２ｂ及びコントローラ２ｄからな
る、フィルタ付きＰＩＤ制御による制御演算部２２を制
御演算部２の代わりに用いてもよい。

【００７３】フィルタ２２ａ、２２ｃの伝達関数Ｇｆ
１、Ｇｆ２は次式となり、またコントローラ２２ｄの伝
達関数は式（９）のＧｃと同じである。 Ｇｆ１＝１／（ｆ１×ｓ＋１） ・・・（４４） Ｇｆ２＝１／（ｆ２×ｓ＋１） ・・・（４５） ｆ１、ｆ２はフィルタ時定数である。

【００７４】そして、制御演算部２２の制御パラメー
タ、すなわちゲインＫｃ、積分時間Ｔｉ、微分時間Ｔ
ｄ、フィルタ時定数ｆ１、ｆ２を式（１６）〜（１８）
の代わりに次式で求めるようにすれば、実施の形態１〜
４と同様の効果を得ることができる。

【００７５】 Ｋｃ＝（Ｔｐ１＋Ｔｐ２）／｛Ｋｐ×（λ１＋λ２）｝ ・・・（４６） Ｔｉ＝Ｔｐ１＋Ｔｐ２ ・・・（４７） Ｔｄ＝Ｔｐ１×Ｔｐ２／（Ｔｐ１＋Ｔｐ２） ・・・（４８） ｆ１＝λ３ ・・・（４９） ｆ２＝λ１×λ２／（λ１＋λ２） ・・・（５０）

【００７６】なお、λ１、λ２、λ３は上記λと同様の
望ましい応答時定数であり、このときの弁軸変位（電空
変換器の場合は圧力）ｙの応答は、目標値ｒに対して１
／｛（λ１×ｓ＋１）×（λ２×ｓ＋１）×（λ３×ｓ
＋１）｝という３次遅れの応答となる。

【００７７】実施の形態６．また、図１１のようなコン
トローラ３２ａ、微分制御部３２ｂ及び減算処理部３２
ｃからなる、微分先行型ＰＩＤ制御による制御演算部３
２を制御演算部２の代わりに用いてもよい。コントロー
ラ３２ａの伝達関数Ｇｒ、微分制御部３２ｂの伝達関数
Ｇｈは次式となる。 Ｇｒ＝Ｋｃ×｛１＋１／（Ｔｉ×ｓ）｝ ・・・（５１） Ｇｈ＝Ｋｃ×Ｔｄ×ｓ ・・・（５２）

【００７８】そして、制御演算部３２の制御パラメー
タ、すなわちゲインＫｃ、積分時間Ｔｉ、微分時間Ｔｄ
を式（１６）〜（１８）の代わりに次式で求めるように
すれば、実施の形態１〜４と同様の効果を得ることがで
きる。 Ｋｃ＝Ｔｐ１×Ｔｐ２／（Ｋｐ×λ１×λ２） ・・・（５３） Ｔｉ＝Ｔｐ１×Ｔｐ２×（１／λ１＋１／λ２） ・・・（５４） Ｔｄ＝｛（λ１＋λ２）×Ｔｐ１−λ１×λ２｝×｛（λ１＋λ２） ×Ｔｐ２−λ１×λ２｝／｛（λ１＋λ２）×Ｔｐ１×Ｔｐ２｝ ・・・（５５）

【００７９】なお、λ１、λ２は望ましい応答時定数で
あり、このときの弁軸変位（あるいは圧力）ｙの応答
は、目標値ｒに対して１／｛（λ１×ｓ＋１）×（λ２
×ｓ＋１）｝という２次遅れの応答となる。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、制御パラメ−タ決定演
算部がバルブモデルパラメータから制御パラメータを算
出することにより、制御演算部の制御パラメータが設定
されるので、バルブに対する制御パラメータの調整を自
動化することができ、従来のように人間の試行錯誤によ
り例えば３日程度かかっていたパラメータ調整の手間を
省くことができる。また、制御パラメ−タ決定演算部
が、目標値を入力とし弁軸変位を出力とする伝達関数が
非振動極となるような制御パラメータを算出するので、
バルブの弁軸変位（開度）に不要な振動が起こらず、人
間による試行錯誤の調整よりもパラメ−タ調整を最適に
行うことができ、生産装置に組み込む場合、製品の歩留
まりを上げ、生産性を向上させることができる。

【００８１】また、制御パラメ−タ決定演算部が制御パ
ラメータを算出することにより制御演算部の制御パラメ
ータが設定されるので、バルブに対する制御パラメータ
の調整を自動化することができ、従来のように人間の試
行錯誤により例えば３日程度かかっていたパラメータ調
整の手間を省くことができる。また、制御パラメ−タ決
定演算部が、目標値を入力とし弁軸変位を出力とする伝
達関数がゼロ点を持たないような制御パラメータを算出
するので、バルブの弁軸変位（開度）に不要なオーバー
シュートやアンダーシュートが起こらず、人間による試
行錯誤の調整よりもパラメ−タ調整を最適に行うことが
でき、生産装置に組み込む場合、製品の歩留まりを上
げ、生産性を向上させることができる。

【００８２】また、オートチューニング動作により、モ
デル同定演算部が、弁軸変位記録部に記録された弁軸変
位とモデル同定信号に基づいてモデル同定演算を行って
バルブモデルのパラメータを求めるので、バルブモデル
パラメータを外部から与える必要がなくなり、制御演算
部の制御パラメータを更に容易に調整することができ
る。

【００８３】また、制御パラメ−タ決定演算部が電空変
換モデルパラメータから制御パラメータを算出すること
により、制御演算部の制御パラメータが設定されるの
で、個々の伝送パイプに対する制御パラメータの調整を
自動化することができ、従来のように人間の試行錯誤に
より例えば３日程度かかっていたパラメータ調整の手間
を省くことができる。また、制御パラメ−タ決定演算部
が、目標値を入力とし空気圧を出力とする伝達関数が非
振動極となるような制御パラメータを算出するので、空
気圧の値に不要な振動が起こらず、人間による試行錯誤
の調整よりもパラメ−タ調整を最適に行うことができ、
生産装置に組み込む場合、製品の歩留まりを上げ、生産
性を向上させることができる。

【００８４】また、制御パラメ−タ決定演算部が制御パ
ラメータを算出することにより制御演算部の制御パラメ
ータが設定されるので、個々の伝送パイプに対する制御
パラメータの調整を自動化することができ、従来のよう
に人間の試行錯誤により例えば３日程度かかっていたパ
ラメータ調整の手間を省くことができる。また、制御パ
ラメ−タ決定演算部が、目標値を入力とし圧力値を出力
とする伝達関数がゼロ点を持たないような制御パラメー
タを算出するので、空気圧の値に不要なオーバーシュー
トやアンダーシュートが起こらず、人間による試行錯誤
の調整よりもパラメ−タ調整を最適に行うことができ、
生産装置に組み込む場合、製品の歩留まりを上げ、生産
性を向上させることができる。

【００８５】また、オートチューニング動作により、モ
デル同定演算部が、圧力記録部に記録された圧力値とモ
デル同定信号に基づきモデル同定演算を行って電空変換
モデルのパラメータを求めるので、電空変換モデルパラ
メータを外部から与える必要がなくなり、制御演算部の
制御パラメータを更に容易に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１実施の形態を示すバルブポジショ
ナのブロック図である。

【図２】 図１のバルブポジショナを用いた制御系のブ
ロック線図である。

【図３】 図１のバルブポジショナの動作を説明するた
めのフローチャート図である。

【図４】 図１のバルブポジショナにおいて制御パラメ
ータを適当に設定したときの目標値追従性を示す図であ
る。

【図５】 図１のバルブポジショナにおいて制御パラメ
ータを正しく設定したときの目標値追従性を示す図であ
る。

【図６】 本発明の他の実施の形態を示すバルブポジシ
ョナのブロック図である。

【図７】 図６のバルブポジショナの動作を説明するた
めのフローチャート図である。

【図８】 オートチューニング動作においてモデル同定
信号生成部から出力されるモデル同定信号の様子を示す
図である。

【図９】 本発明の他の実施の形態を示す電空変換器の
ブロック図である。

【図１０】 本発明の他の実施の形態を示すバルブポジ
ショナあるいは電空変換器で用いられる制御演算部のブ
ロック図である。

【図１１】 本発明の他の実施の形態を示すバルブポジ
ショナあるいは電空変換器で用いられる制御演算部のブ
ロック図である。

【符号の説明】

１…目標値入力部、２…制御演算部、３…電流出力部、
４…電流圧力変換部、５…パイロットリレ−、６…バル
ブ、７…弁軸変位測定部、８…バルブモデル入力部、９
…制御パラメ−タ決定演算部、１０…モデル同定信号生
成部、１１…弁軸変位記録部、１２…モデル同定演算
部、７ａ…圧力測定部、８ａ…電空変換モデル入力部、
１１ａ…圧力記録部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気圧によって駆動されるバルブの弁軸
   変位を制御するバルブポジショナにおいて、 バルブの弁軸変位を測定する弁軸変位測定部と、 制御パラメータに基づいて、前記弁軸変位を設定するた
   めの目標値と弁軸変位測定部で測定された弁軸変位から
   操作量を算出する制御演算部と、 電気信号である操作量を空気圧に変換してバルブに供給
   する電空変換手段と、 この電空変換手段とバルブをモデル同定して得られたバ
   ルブモデルのパラメータから、目標値を入力とし弁軸変
   位を出力とする伝達関数が非振動極となるような前記制
   御パラメータを算出して、制御演算部に記憶された制御
   パラメータを算出したパラメータに変更させる制御パラ
   メ−タ決定演算部とを有することを特徴とするバルブポ
   ジショナ。
2. 【請求項２】 空気圧によって駆動されるバルブの弁軸
   変位を制御するバルブポジショナにおいて、 バルブの弁軸変位を測定する弁軸変位測定部と、 制御パラメータに基づいて、前記弁軸変位を設定するた
   めの目標値と弁軸変位測定部で測定された弁軸変位から
   操作量を算出する制御演算部と、 電気信号である操作量を空気圧に変換してバルブに供給
   する電空変換手段と、 この電空変換手段とバルブをモデル同定して得られたバ
   ルブモデルのパラメータから、目標値を入力とし弁軸変
   位を出力とする伝達関数がゼロ点を持たないような前記
   制御パラメータを算出して、制御演算部に記憶された制
   御パラメータを算出したパラメータに変更させる制御パ
   ラメ−タ決定演算部とを有することを特徴とするバルブ
   ポジショナ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のバルブポジショナ
   において、 前記制御パラメータを決定するためのオートチューニン
   グ動作時に、操作量に相当するモデル同定信号を電空変
   換手段に出力するモデル同定信号生成部と、 このモデル同定信号に応じた弁軸変位を弁軸変位測定部
   から受け取って記録する弁軸変位記録部と、 この弁軸変位記録部で記録された弁軸変位とモデル同定
   信号に基づき、モデル同定演算を行って前記バルブモデ
   ルパラメータを求め、これを制御パラメ−タ決定演算部
   に出力するモデル同定演算部とを有することを特徴とす
   るバルブポジショナ。
4. 【請求項４】 電気信号を空気圧に変換する電空変換器
   において、 出力空気圧を測定する圧力測定部と、 制御パラメータに基づいて、前記空気圧を設定するため
   の目標値と圧力測定部で測定された圧力値から操作量を
   算出する制御演算部と、 電気信号である操作量を出力空気圧に変換する電空変換
   手段と、 電空変換手段をモデル同定して得られた電空変換モデル
   のパラメータから、目標値を入力とし空気圧を出力とす
   る伝達関数が非振動極となるような前記制御パラメータ
   を算出して、制御演算部に記憶された制御パラメータを
   算出したパラメータに変更させる制御パラメ−タ決定演
   算部とを有することを特徴とする電空変換器。
5. 【請求項５】 電気信号を空気圧に変換する電空変換器
   において、 出力空気圧を測定する圧力測定部と、 制御パラメータに基づいて、前記空気圧を設定するため
   の目標値と圧力測定部で測定された圧力値から操作量を
   算出する制御演算部と、 電気信号である操作量を出力空気圧に変換する電空変換
   手段と、 電空変換手段をモデル同定して得られた電空変換モデル
   のパラメータから、目標値を入力とし空気圧を出力とす
   る伝達関数がゼロ点を持たないような前記制御パラメー
   タを算出して、制御演算部に記憶された制御パラメータ
   を算出したパラメータに変更させる制御パラメ−タ決定
   演算部とを有することを特徴とする電空変換器。
6. 【請求項６】 請求項４又は５記載の電空変換器におい
   て、 前記制御パラメータを決定するためのオートチューニン
   グ動作時に、操作量に相当するモデル同定信号を電空変
   換手段に出力するモデル同定信号生成部と、 このモデル同定信号に応じた圧力値を圧力測定部から受
   け取って記録する圧力記録部と、 この圧力記録部で記録された圧力値とモデル同定信号に
   基づき、モデル同定演算を行って前記電空変換モデルパ
   ラメータを求め、これを制御パラメ−タ決定演算部に出
   力するモデル同定演算部とを有することを特徴とする電
   空変換器。