JPH10131902A - Cylinder positioning control device - Google Patents

Cylinder positioning control device

Info

Publication number
JPH10131902A
JPH10131902A JP30550396A JP30550396A JPH10131902A JP H10131902 A JPH10131902 A JP H10131902A JP 30550396 A JP30550396 A JP 30550396A JP 30550396 A JP30550396 A JP 30550396A JP H10131902 A JPH10131902 A JP H10131902A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
back pressure
piston
braking
command signal
condition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP30550396A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3740230B2 (en
Inventor
▲たん▼ ▲趙▼
Tan Cho
Morin Sai
茂林 蔡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMC Corp
Original Assignee
SMC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMC Corp filed Critical SMC Corp
Priority to JP30550396A priority Critical patent/JP3740230B2/en
Priority to CNB971215901A priority patent/CN1165688C/en
Publication of JPH10131902A publication Critical patent/JPH10131902A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3740230B2 publication Critical patent/JP3740230B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Servomotors (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent shock at the time of braking by imputting the empirical value as the initial value of back pressure deceleration stroke and time lag, outputting a back pressure command signal when piston displacement satisfies the condition of a position where back pressure acts, and outputting a braking signal when the condition of subsequent elapsed time and time lag is satisfied. SOLUTION: The empirical value close to the convergent value with a target position and load taken into account is used as the initial value of back pressure deceleration stroke Spb and time lag Tv. A piston 11 is advanced by a solenoid valve A 'on' signal, and piston displacement X is detected by a position detector 26 and differentiated to input speed V to a computer 28. An output position Xp(k) of a back pressure command signal is determined, and when the piston displacement X satisfies the condition X>=Xp(k) of a position where back pressure acts, a back pressure command signal to switch a solenoid valve B on is outputted. When elapsed time T and time lag Tv after the output of the back pressure command signal satisfy the condition of T>=Tv, a braking signal is outputted. Piston motion is therefore stabilized, and shock associated with stop can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、繰り返し動作する
シリンダを、目標位置に停止させるシリンダ位置決め制
御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylinder positioning control device for stopping a repeatedly operating cylinder at a target position.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ピストンロッドを制動するブレー
キ機構と、該ピストンロッドの位置を検出する位置セン
サを備え、オーバーラン距離のみでなくシリンダ速度を
も取り込む学習制御でシリンダの位置決めを行って、ピ
ストンロッドの移動を制御して目標位置にシリンダを停
止させるシリンダ位置決め制御装置が知られている。
(特開平8−210302号公報参照)。従来のシリン
ダ位置決め制御装置を用いて位置決めを行う場合、ピス
トンが目標位置に近づくとき、背圧による減速を行うこ
となく、ブレーキ機構を作動させて直接制動を行って
(直接制動方式で)ピストンを停止させていた。この直
接制動方式は、ブレーキ片とピストンロッドとの間の摺
動摩擦によりピストンの減速と停止を行わせるので、制
動力が大きく、高速大負荷の場合には大きな衝撃を生ず
ることとなる。この衝撃は、ピストンの作動安定性を悪
化させるだけでなく、ブレーキ片とピストンロッドの寿
命を短くし、大きな騒音の原因となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a brake mechanism for braking a piston rod and a position sensor for detecting the position of the piston rod are provided, and the cylinder is positioned by learning control that captures not only the overrun distance but also the cylinder speed. 2. Description of the Related Art A cylinder positioning control device that controls movement of a piston rod to stop a cylinder at a target position is known.
(See JP-A-8-210302). When performing positioning using a conventional cylinder positioning control device, when the piston approaches the target position, the brake mechanism is operated to perform direct braking without deceleration due to back pressure (direct braking method). Had been stopped. In this direct braking system, the piston is decelerated and stopped by sliding friction between the brake piece and the piston rod. Therefore, the braking force is large, and a large impact is generated in the case of a high speed and large load. This impact not only degrades the operating stability of the piston, but also shortens the life of the brake piece and the piston rod and causes loud noise.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、シリンダ位
置決め制御装置において、ピストンを停止させるとき
に、背圧を作用させてピストンを減速させ、その後に制
動を行うことにより、制動時の衝撃の発生を防止させる
ことを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a cylinder positioning control device, in which when a piston is stopped, a back pressure is applied to decelerate the piston, and thereafter, braking is performed. It is an object to prevent occurrence.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を達
成するために、シリンダ位置決め制御装置において、次
の手段AないしFを備えることを第1の構成とする。 A.背圧減速の行程Spb及び時間遅れTv の初期値とし
て経験値を入力する手段。 B.ピストン前進又は後退の指令信号を出力する手段。 C.ピストンの変位Xと速度Vを入力する手段。 D.式〔Xp(k)=目標位置Xd −V(Tvr+Ttr)−S
pb(k) の予測値〕を用いて背圧指令信号を出力する位置
Xp(k)を決定する手段。ここに、Tvrは電磁弁の応答時
間、Ttrは電磁弁からシリンダまでの圧力伝播時間であ
る。 E.ピストンの変位Xが背圧を作用させる位置の条件X
≧Xp(k)を満たすか否かを判断し、前記条件を満たすと
きに背圧指令信号を出力する手段。 F.背圧指令信号の出力後の経過時間Tと時間遅れTv
とが、T≧Tv の条件を満たすか否かを判断し、前記条
件を満たすときに制動信号を出力する手段。 本発明は、前記課題を達成するために、シリンダ位置決
め制御装置において、次の手段AないしKを備えること
を第2の構成とする。 A.ピストン前進又は後退の指令信号を出力する手段。 B.ピストンの変位Xと速度Vを入力する手段。 C.背圧指令信号を出す位置Xp(k)を決定する手段。 D.ピストンの変位Xが背圧を作用させる位置の条件X
≧Xp(k)を満たすか否かを判断し、前記条件を満たすと
きに背圧指令信号を出力する手段。 E.条件X≧Xp(k)を満たすときに検出した速度Vp(k)
を入力する手段。 F.背圧指令信号の出力後の経過時間Tと時間遅れTv
とが、T≧Tv の条件を満たすか否かを判断し、前記条
件を満たすときに制動信号を出力する手段。 G.ピストン停止後に変位の最大値Xm 、ピストンの停
止位置Xs を入力する手段。 H.ピストンの復帰後に周期動作が終わったか否かを判
断し、周期動作が終わっていないときは、制動誤差Se
を決定する手段。 I.ファジィ推論により精確値ΔTv(k)を決定する手
段。 J.手段Iで得られたΔTv(k)を使い、Tv( k+1)=T
v(k)+ΔTv(k)により、次回の時間遅れTv を修正する
手段。 K.次回の背圧減速の行程Spbの予測値を演算する手
段。 本発明は、前記のシリンダ位置決め制御装置において、
次式(a),(b) を用いて制動誤差Se を決定し、次式(c)
を用いて背圧指令信号を出す位置Xp(k)を決定し、図8
に示す式(6) を用いて精確値ΔTv(k)を決定することを
第3の構成とする。 Se =Xv −Xm Xs =Xm Se =Xm −Xs Xs <Xm (a) Xv =Xp +Vp(Tvr+Ttr) +Vp(Tv −Tvr−Ttr+Tr)/2 (b) Xp(k)=目標位置Xd −V(Tvr+Ttr)−Spb(k) の予測値 (c) ここに、Tr は、制動の無駄時間であって、Tvr、Ttr
とTbrの和であり、Tvrは電磁弁の応答時間、Ttrは電
磁弁からシリンダまでの圧力伝播時間であり、Tbrは制
動装置の無駄時間であり、式(6) においてL(*)とF
(*)はそれぞれΔTv の出力区域の三角形の、底辺の
長さと重心の横座標である。
According to a first aspect of the present invention, a cylinder positioning control device includes the following means A to F to achieve the above object. A. Means for inputting an empirical value as an initial value of the back pressure deceleration stroke Spb and the time delay Tv. B. Means for outputting a piston forward or backward command signal. C. Means for inputting displacement X and velocity V of the piston. D. Formula [Xp (k) = Target position Xd-V (Tvr + Ttr) -S
means for determining the position Xp (k) at which the back pressure command signal is to be output by using the predicted value of pb (k)]. Here, Tvr is the response time of the solenoid valve, and Ttr is the pressure propagation time from the solenoid valve to the cylinder. E. FIG. Condition X for position where piston displacement X exerts back pressure
Means for judging whether or not ≧ Xp (k) is satisfied, and outputting a back pressure command signal when the above condition is satisfied. F. Elapsed time T and time delay Tv after output of back pressure command signal
Means for judging whether a condition of T ≧ Tv is satisfied, and outputting a braking signal when the condition is satisfied. According to a second aspect of the present invention, in the cylinder positioning control device, the following means A to K are provided to achieve the above object. A. Means for outputting a piston forward or backward command signal. B. Means for inputting displacement X and velocity V of the piston. C. Means for determining the position Xp (k) at which the back pressure command signal is issued. D. Condition X for position where piston displacement X exerts back pressure
Means for judging whether or not ≧ Xp (k) is satisfied, and outputting a back pressure command signal when the above condition is satisfied. E. FIG. Speed Vp (k) detected when condition X ≧ Xp (k) is satisfied
Means to enter. F. Elapsed time T and time delay Tv after output of back pressure command signal
Means for judging whether a condition of T ≧ Tv is satisfied, and outputting a braking signal when the condition is satisfied. G. FIG. Means for inputting the maximum displacement Xm and the stop position Xs of the piston after the piston stops. H. It is determined whether or not the cyclic operation has ended after the return of the piston. If the cyclic operation has not ended, the braking error Se is determined.
Means to determine. I. Means for determining an accurate value ΔTv (k) by fuzzy inference. J. Using ΔTv (k) obtained by means I, Tv (k + 1) = T
Means for correcting the next time delay Tv by v (k) + ΔTv (k). K. Means for calculating the predicted value of the next back pressure deceleration stroke Spb. The present invention relates to the cylinder positioning control device,
The braking error Se is determined using the following equations (a) and (b), and the following equation (c) is determined.
The position Xp (k) for issuing the back pressure command signal is determined using FIG.
Determining the accurate value ΔTv (k) using the equation (6) shown in the following is a third configuration. Se = Xv-XmXs = XmSe = Xm-XsXs <Xm (a) Xv = Xp + Vp (Tvr + Ttr) + Vp (Tv-Tvr-Ttr + Tr) / 2 (b) Xp (k) = Target position Xd-V ( Tvr + Ttr) -Predicted value of Spb (k) (c) where Tr is a dead time of braking, and Tvr, Ttr
And Tbr, Tvr is the response time of the solenoid valve, Ttr is the pressure propagation time from the solenoid valve to the cylinder, Tbr is the dead time of the braking device, and in equation (6), L (*) and F
(*) Are the base length and the abscissa of the center of gravity of the triangle in the output area of ΔTv, respectively.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】図1は本発明をエアシリンダ10に
適用した実施の形態を示す。図1において、エアシリン
ダ10の先端に制動装置(ブレーキ装置)13が配設され、
エアシリンダ10にピストン11が摺動自在に嵌合されてい
る。ピストン11に連結されたピストンロッド12が、制動
装置13内に挿通され、ピストンロッド12の先端に慣性負
荷14が連結されている。エアシリンダ10の内部は、ピス
トン11によってヘッド側室16と背圧室(ロッド側室)17
に区分され、ヘッド側室16は配管50によって電磁弁Aの
Aポートに連通され、配管50には第1スピードコントロ
ーラ23が配設されている。同様に背圧室17は配管51によ
って電磁弁BのAポートに連通され、配管51には第2ス
ピードコントローラ24が配設されている。電磁弁AのP
ポートは駆動用減圧弁19の流出側ポートに連通され、電
磁弁BのPポート及び駆動用減圧弁19の流入側ポートは
空気圧源22に連通されている。
FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to an air cylinder 10. As shown in FIG. In FIG. 1, a braking device (braking device) 13 is provided at the tip of an air cylinder 10,
A piston 11 is slidably fitted to the air cylinder 10. A piston rod 12 connected to the piston 11 is inserted into a braking device 13, and an inertial load 14 is connected to a tip of the piston rod 12. Inside the air cylinder 10, a head 11 and a back pressure chamber (rod side chamber) 17 are moved by a piston 11.
The head side chamber 16 is connected to the port A of the solenoid valve A by a pipe 50, and the pipe 50 is provided with a first speed controller 23. Similarly, the back pressure chamber 17 is connected to the port A of the solenoid valve B by a pipe 51, and the pipe 51 is provided with a second speed controller 24. P of solenoid valve A
The port is connected to the outlet port of the drive pressure reducing valve 19, and the P port of the solenoid valve B and the inlet port of the drive pressure reducing valve 19 are connected to the air pressure source 22.

【0006】制動装置13には不図示の作動側室(シリン
ダ室)と非作動側室とがあり、作動側室は配管52を介し
てブレーキ用の電磁弁CのAポートに連通され、非作動
側室は配管53を介して電磁弁CのBポートに連通されて
いる。電磁弁CのPポートは、ブレーキ用減圧弁20の流
出側ポートに連通され、ブレーキ用減圧弁20の流入側ポ
ートは空気圧源22に連通されている。ピストン11の位置
は位置検出器26によって連続的に検出され、位置検出器
26の出力は配線を通して信号処理手段27に入力され、信
号処理手段27の出力はコンピュータ28に入力される。コ
ンピュータ28の出力は増幅器29により増幅されて電磁弁
A〜Cに伝送される。
The brake device 13 has an operating side chamber (cylinder chamber) and a non-operating side chamber (not shown). The operating side chamber is connected to the A port of the electromagnetic valve C for brake via a pipe 52, and the non-operating side chamber is It is connected to the B port of the solenoid valve C via a pipe 53. The P port of the solenoid valve C is connected to the outflow port of the brake pressure reducing valve 20, and the inflow port of the brake pressure reducing valve 20 is connected to the air pressure source 22. The position of the piston 11 is continuously detected by the position detector 26, and the position detector
The output of 26 is input to the signal processing means 27 through the wiring, and the output of the signal processing means 27 is input to the computer 28. The output of the computer 28 is amplified by the amplifier 29 and transmitted to the solenoid valves A to C.

【0007】図1に示す位置において、制動装置13の作
動側室は電磁弁CのAポート・Rポートを通って大気に
排気され、制動装置13の非作動側室には空気圧源22から
の圧縮空気がブレーキ用減圧弁20、電磁弁CのPポート
・Bポートを通って流入する。このとき、ブレーキは非
制動状態であって、エアシリンダ10のヘッド側室16及び
背圧室17は大気に連通されているので、ピストン11は停
止され、ピストン11の両側に作用する力は、概ね大気圧
とされている。
In the position shown in FIG. 1, the working side chamber of the braking device 13 is exhausted to the atmosphere through the A port and the R port of the solenoid valve C, and the non-operating side chamber of the braking device 13 has compressed air from the air pressure source 22. Flows through the brake pressure reducing valve 20 and the P port / B port of the solenoid valve C. At this time, since the brake is in the non-braking state and the head side chamber 16 and the back pressure chamber 17 of the air cylinder 10 are communicated with the atmosphere, the piston 11 is stopped, and the force acting on both sides of the piston 11 is approximately Atmospheric pressure.

【0008】図1・図2によりエアシリンダ10の操作に
ついて説明する。電磁弁Aの操作部にスイッチ制御信号
(電磁弁オン信号)を送ると、電磁弁Aが位置Iから位
置IIに切り換えられ、駆動用減圧弁19により減圧された
圧縮空気が、電磁弁AのPポート・Aポート、配管50を
通ってエアシリンダ10のヘッド側室16に流入する。エア
シリンダ10の背圧室17内の空気は、配管51、スピードコ
ントローラ14、電磁弁BのAポート・Rポートを通って
大気に排出され、ピストン11が前進する。ピストン11の
変位Xは位置検出器26により検出され、後述のとおり背
圧指令信号を出力するピストン変位Xp が、電磁弁Bの
制御信号として設定される。従って、コンピュータ28が
X≧Xp であることを判断すると、コンピュータ28から
電磁弁Bの操作部へオン信号が送られ、電磁弁Bが位置
Iから位置IIに切り換えられる。電磁弁Bの切換によ
り、空気圧源22からの減圧されていない圧縮空気が、電
磁弁BのPポート・Aポート、配管51を通ってエアシリ
ンダ10の背圧室17に流入する。このとき、電磁弁Aは位
置IIを維持しているので、背圧室17に流入する圧縮空気
はピストン11に背圧として作用し、ピストン11の前進運
動が減速される。
The operation of the air cylinder 10 will be described with reference to FIGS. When a switch control signal (electromagnetic valve ON signal) is sent to the operation unit of the electromagnetic valve A, the electromagnetic valve A is switched from the position I to the position II, and the compressed air depressurized by the drive pressure reducing valve 19 is compressed. The air flows into the head side chamber 16 of the air cylinder 10 through the P port / A port and the pipe 50. The air in the back pressure chamber 17 of the air cylinder 10 is discharged to the atmosphere through the pipe 51, the speed controller 14, and the ports A and R of the solenoid valve B, and the piston 11 advances. The displacement X of the piston 11 is detected by the position detector 26, and a piston displacement Xp for outputting a back pressure command signal is set as a control signal of the solenoid valve B as described later. Therefore, when the computer 28 determines that X≥Xp, an ON signal is sent from the computer 28 to the operation section of the solenoid valve B, and the solenoid valve B is switched from the position I to the position II. By switching the solenoid valve B, the compressed air from the air pressure source 22 that has not been depressurized flows into the back pressure chamber 17 of the air cylinder 10 through the P port / A port of the solenoid valve B and the pipe 51. At this time, since the solenoid valve A maintains the position II, the compressed air flowing into the back pressure chamber 17 acts as a back pressure on the piston 11, and the forward movement of the piston 11 is reduced.

【0009】電磁弁Bを操作してから時間Tv が経過後
に、ピストン11の速度が略ゼロに減速されたとき、コン
ピュータ28から電磁弁Cの操作部へオン信号が送られ、
電磁弁Cが位置Iから位置IIに切り換えられる。電磁弁
Cが位置IIに切り換えられると、減圧弁20で減圧された
圧縮空気が、電磁弁CのPポート・Aポート、配管52を
通って制動装置13の作動側室に流入し、極めて低速で移
動するピストンロッドをブレーキ片が締め付け、安定し
た制動が実現する。なお、本発明では、ピストン変位X
p を自己学習方法により随時に補正し、ピストン11の位
置決め誤差が収束するようにする。また、時間おくれT
v をファジィ推論により随時に補正し、ピストン11の速
度がゼロ近くのときにブレーキをかけるようにする。
When the speed of the piston 11 is reduced to substantially zero after a lapse of time Tv from the operation of the solenoid valve B, an ON signal is sent from the computer 28 to the operation section of the solenoid valve C,
The solenoid valve C is switched from position I to position II. When the solenoid valve C is switched to the position II, the compressed air decompressed by the pressure reducing valve 20 flows into the working side chamber of the braking device 13 through the P port / A port of the solenoid valve C and the pipe 52, and at an extremely low speed. The moving piston rod is tightened by the brake piece, and stable braking is realized. In the present invention, the piston displacement X
p is corrected at any time by a self-learning method so that the positioning error of the piston 11 converges. In addition, time delay T
v is corrected at any time by fuzzy inference so that the brake is applied when the speed of the piston 11 is near zero.

【0010】図3には、背圧を作用させない直接制動
と、背圧の作用により減速させてから制動する背圧減速
制動について示されている。前記のとおり、ピストン11
が安定した前進運動に入った後、電磁弁Bを位置Iから
位置IIに切り換えると、背圧室17が排気状態から給気状
態に変わり、ピストン11の力バランスが崩れ、ピストン
11の速度が略ゼロに低下する。図3から分かるように、
直接制動の過程と比べ、背圧減速制動の過程は速度及び
加速度の変化が滑らかであり、背圧減速制動によりピス
トン11の運動安定性が大いに改善され、ブレーキ片とピ
ストンロッド表面との衝撃が避けられている。
FIG. 3 shows direct braking without the application of a back pressure and back pressure deceleration braking in which the vehicle is decelerated and then braked by the action of the back pressure. As mentioned above, piston 11
When the solenoid valve B is switched from the position I to the position II after the stable forward movement is started, the back pressure chamber 17 changes from the exhaust state to the air supply state, the force balance of the piston 11 is lost,
The speed of 11 drops to almost zero. As can be seen from FIG.
Compared to the direct braking process, the back pressure deceleration braking process has smoother changes in speed and acceleration, the back pressure deceleration braking greatly improves the motion stability of the piston 11, and the impact between the brake piece and the piston rod surface is reduced. Have been avoided.

【0011】背圧減速制動を利用して位置決めを実現さ
せるために必要な、背圧減速過程の特性について説明す
る。特性をあらわすパラメータとして、背圧減速過程の
行程(距離)をSpbとし、時間をTprとする。そして、
背圧が上昇し始める時点からピストン11が速度ゼロに減
速する時点までの過程において、Spbはピストン11が移
動した距離であり、Tprはこの過程の時間である。Spb
とTprの影響因子として、主に慣性負荷M、安定速度V
∞及び背圧開始位置Xvs(背圧を作用させるときのピス
トン11の位置)が考えられる。なお、Xvsは背圧を作用
させるときのエアシリンダ10のヘッド側室16と背圧室17
の容積関係をあらわしている。SpbとTprは、前記の3
つの影響因子の関数として、次のようにあらわすことが
できる。 Spb=FS(M,V∞,Xvs) (1) Tpr=FT(M,V∞,Xvs) (2) この2つの関数は、複雑で把握し難いので、ファジィ推
論と自己学習を使ってこの未知過程に対して制御を行う
しかない。
The characteristics of the back pressure deceleration process required for realizing positioning by using back pressure deceleration braking will be described. As parameters representing characteristics, the stroke (distance) of the back pressure deceleration process is set to Spb, and the time is set to Tpr. And
In the process from the time when the back pressure starts to rise to the time when the piston 11 decelerates to zero speed, Spb is the distance traveled by the piston 11, and Tpr is the time of this process. Spb
And Tpr are mainly affected by inertial load M and stable speed V
∞ and the back pressure start position Xvs (the position of the piston 11 when the back pressure is applied) can be considered. Xvs is the head side chamber 16 and the back pressure chamber 17 of the air cylinder 10 when the back pressure is applied.
Represents the volume relationship. Spb and Tpr are the above 3
As a function of the two influencing factors, it can be expressed as: Spb = F S (M, V∞, Xvs) (1) Tpr = F T (M, V∞, Xvs) (2) Since these two functions are complicated and difficult to grasp, we use fuzzy inference and self-learning. The only way to control this unknown process is leverage.

【0012】ファジィ推論を用いたファジィ制動につい
て説明する。背圧減速過程の考察から、実際の減速時間
Tprを正確に予測できれば、時間遅れTv の理想値は、 Tv =Tpr−Tbr (3) として求められる。ここに、Tbrは制動装置の無駄時間
(一定値)である。簡単にするため、電磁弁Bと電磁弁
Cの応答時間が等しく共にTvrとし、また電磁弁Bから
エアシリンダ10の背圧室17までの配管51中の圧力伝播時
間と、電磁弁Cから制動装置13の作動側室(シリンダ
室)までの配管52中の圧力伝播時間が等しく、共にTtr
とする。Tprが未知であるので、ここではファジィ推論
によってその値を得る。ファジィ推論とは、入力と出力
との間の関係が不精確か未知である制御対象に対し、経
験値を利用してファジィ推論規則を確立することによ
り、入力と出力との間の関係を構築する知能制御方法で
ある。
Fuzzy braking using fuzzy inference will be described. If the actual deceleration time Tpr can be accurately predicted from the consideration of the back pressure deceleration process, the ideal value of the time delay Tv can be obtained as Tv = Tpr-Tbr (3). Here, Tbr is a dead time (constant value) of the braking device. For the sake of simplicity, the response times of the solenoid valves B and C are equally set to Tvr, the pressure propagation time in the pipe 51 from the solenoid valve B to the back pressure chamber 17 of the air cylinder 10, and the braking time from the solenoid valve C The pressure propagation time in the pipe 52 to the working side chamber (cylinder chamber) of the device 13 is equal,
And Since Tpr is unknown, its value is obtained here by fuzzy inference. Fuzzy inference constructs the relationship between input and output by establishing fuzzy inference rules using empirical values for controlled objects whose relationship between input and output is inaccurate and unknown. It is an intelligent control method.

【0013】非理想の時間遅れTv の値のときの減速制
動結果について検討し、次に制御目標によってファジィ
推論の入出力変数を確立しておく。Tv が理想値より小
さい、即ちTv の予測値が小さい場合は、制動は減速途
中で起こり、一定の制動距離が生ずることとなる。逆
に、Tv が理想値より大きい、即ちTv の予測値が大き
い場合は、制動はピストン11の停止よりも遅れるため、
位置の維持に不利であるだけでなく、目標位置がピスト
ン11のストロークエンドに近いほど、背圧の瞬時上昇に
よるピストン11のバウンド現象が発生し易くなる。この
2種類の制動結果の概念図を図4に示す。ここでは、制
動点をXv とし、減速制動過程の最大変位点をXm と
し、停止点をXs として表した。なお、ケース2では、
最大変位点Xm に達した後に戻って停止した。
The result of deceleration braking when the value of the non-ideal time delay Tv is considered will be examined, and then input / output variables for fuzzy inference will be established according to the control target. If Tv is smaller than the ideal value, that is, if the predicted value of Tv is small, braking occurs during deceleration, and a constant braking distance occurs. Conversely, when Tv is larger than the ideal value, that is, when the predicted value of Tv is large, the braking is later than the stop of the piston 11, so that
Not only is it disadvantageous for maintaining the position, but also, as the target position is closer to the stroke end of the piston 11, the bouncing phenomenon of the piston 11 due to the instantaneous rise of the back pressure is more likely to occur. FIG. 4 shows a conceptual diagram of these two types of braking results. Here, the braking point is represented by Xv, the maximum displacement point in the deceleration braking process is represented by Xm, and the stop point is represented by Xs. In case 2,
After reaching the maximum displacement point Xm, it returned and stopped.

【0014】これにより、ファジィ推論の入力変数を Se =Xv −Xm Xs =Xm Se =Xm −Xs Xs <Xm (4) と決める。ファジィ推論の目的は、制動誤差Se を収束
させることである。式(4) におけるXv はピストン変位
Xp の点での速度Vp の検出により、次のように得られ
る。 Xv =Xp +Vp(Tvr+Ttr) +Vp(Tv −Tvr−Ttr+Tr)/2 (5) ここに、Tr は、制動の無駄時間であって、Tvr、Ttr
とTbrの和である。
Thus, the input variables of the fuzzy inference are determined as Se = Xv-XmXs = XmSe = Xm-XsXs <Xm (4) The purpose of fuzzy inference is to converge the braking error Se. Xv in equation (4) is obtained as follows by detecting the velocity Vp at the point of the piston displacement Xp. Xv = Xp + Vp (Tvr + Ttr) + Vp (Tv-Tvr-Ttr + Tr) / 2 (5) where Tr is a dead time of braking, and Tvr, Ttr
And Tbr.

【0015】背圧減速過程の時間Tprは、ファジィ推論
の目標値である。ΔTv がΔTprに等しいので、ファジ
ィ推論の出力変数をΔTv と決める。Se とΔTv との
関係を考えると、第k回の動作において、Se が負なら
ば、Tv は割りに小さいことを意味しているので、第k
+1回の動作において、Tv を増大しなければならな
い。すなわち、ΔTv は正にならなければならない。反
対もまた同じである。ファジィ変数及びファジィルール
を次のとおり定義する。 NB:負大 R1=もしSe がNBならばΔTv はPBである。 NS:負小 R2=もしSe がNSならばΔTv はPSである。 ZR:零 R3=もしSe がZRならばΔTv はZRである。 PS:正小 R4=もしSe がPSならばΔTv はNSである。 PB:正大 R5=もしSe がPBならばΔTv はNBである。
The time Tpr of the back pressure deceleration process is a target value of fuzzy inference. Since ΔTv is equal to ΔTpr, the output variable of the fuzzy inference is determined as ΔTv. Considering the relationship between Se and ΔTv, in the k-th operation, if Se is negative, it means that Tv is relatively small.
In the +1 operation, Tv must be increased. That is, ΔTv must be positive. The opposite is also true. Fuzzy variables and fuzzy rules are defined as follows. NB: Negative R1 = If Se is NB, ΔTv is PB. NS: negative small R2 = If Se is NS, .DELTA.Tv is PS. ZR: zero R3 = If Se is ZR, then ΔTv is ZR. PS: small or small R4 = If Se is PS, ΔTv is NS. PB: positive R5 = If Se is PB, ΔTv is NB.

【0016】図5に示すように、各ファジィ変数のメン
バーシップ関数はすべて三角波形関数を採用している。
ファジィルール及びメンバーシップ関数は専門家の経験
によって決められたものである。これはファジィ制御の
特徴でもある。本発明に用いた専門家の経験は、予備実
験データに基づき、制御効果からパラメータを繰り返し
て修正することにより得られたものである。本発明にお
けるファジィ推論は、質量重心法により決められる。こ
の方法は連続ファジィ制御の一種に属し、具体的な操作
は次のとおりである。すなわち、第k回の動作後に得ら
れたSe に対して、Se 入力区域のメンバーシップ関数
により、一つ又は二つのファジィ変数の適合度f(*)
(即ち縦軸座標、値の範囲は0〜1)を決め、更にファ
ジィルールにより適合度を出力区域に映して、一つ又は
二つの同じ高さの影三角形を得る(図5参照)。影三角
形の面積は、いわゆる「質量」である。これらの影三角
形の総重心の横座標を求めることによって、ファジィ推
論の出力変数の精確値ΔTv を得る。更に、この値を使
いTv を修正して第k+1回の動作を行うということで
ある。この方法は、計算が簡単で入出力関係が明瞭であ
る。計算式は図8の式(6) のとおりである。ただし、L
(*)とF(*)はそれぞれΔTv の出力区域の三角形
の、底辺の長さと重心の横座標である。 次に一つの例
を示す。Se =1.0 のとき、メンバーシップ関数によ
り、f(ZR)は約0.33で、f(PS)は0.67となる。対応して
いる影三角形の重心は図8の式(6-1) によって求められ
る。
As shown in FIG. 5, the membership function of each fuzzy variable employs a triangular waveform function.
Fuzzy rules and membership functions are determined by expert experience. This is also a feature of fuzzy control. The expert experience used in the present invention was obtained by repeatedly correcting parameters from control effects based on preliminary experimental data. The fuzzy inference in the present invention is determined by the mass centroid method. This method belongs to a kind of continuous fuzzy control, and the specific operation is as follows. That is, for the Se obtained after the k-th operation, the fitness f (*) of one or two fuzzy variables is determined by the membership function of the Se input area.
(That is, the vertical axis coordinate, the range of values is 0 to 1), and the degree of conformity is reflected in the output area by the fuzzy rule to obtain one or two shadow triangles having the same height (see FIG. 5). The area of the shadow triangle is the so-called “mass”. By obtaining the abscissa of the total center of gravity of these shadow triangles, an accurate value ΔTv of the output variable of the fuzzy inference is obtained. Further, using this value, Tv is corrected and the (k + 1) th operation is performed. This method is easy to calculate and the input / output relationship is clear. The calculation formula is as shown in formula (6) in FIG. Where L
(*) And F (*) are the base length and the abscissa of the center of gravity of the triangle of the output area of ΔTv, respectively. Next, one example is shown. When Se = 1.0, f (ZR) is about 0.33 and f (PS) is 0.67 due to the membership function. The center of gravity of the corresponding shadow triangle is obtained by equation (6-1) in FIG.

【0017】学習制御による学習位置決めについて説明
する。背圧減速過程の学習位置決めを検討するために、
背圧減速過程を背圧減速反応段階と背圧減速段階という
二つの段階に分ける。ピストンのこの二つの段階での行
程をそれぞれSpa、Spbとする。背圧減速過程の変位オ
ーバーラン量は、 Sp =Spa+Spb (7) となる。Spaは次式(8) により得られる。 Spa=(Tvr+Ttr)・Vp (8) Sp の式においてSpbだけは未知であるので、Spbは背
圧減速学習制御の目標対象となる。学習コントローラは
式(8) 〜(12)のように設計される。なお、式(11)及び(1
2)は図8に(11)及び(12)として示されている。 S’pb(k) =Xm(k)−Xp(k)−Spa(k) (9) Spb(k) =S’pb(k) −λ・Se Se <0 Spb(k) =S’pb(k) Se ≧0 (10)
The learning positioning by the learning control will be described. To consider learning positioning of the back pressure deceleration process,
The back pressure deceleration process is divided into two stages, a back pressure deceleration reaction stage and a back pressure deceleration stage. The strokes of these two stages of the piston are referred to as Spa and Spb, respectively. The displacement overrun amount in the back pressure deceleration process is as follows: Sp = Spa + Spb (7) Spa is obtained by the following equation (8). Spa = (Tvr + Ttr) .Vp (8) Since only Spb is unknown in the equation of Sp, Spb is a target object of the back pressure deceleration learning control. The learning controller is designed as shown in equations (8) to (12). Equations (11) and (1
2) is shown as (11) and (12) in FIG. S′pb (k) = Xm (k) −Xp (k) −Spa (k) (9) Spb (k) = S′pb (k) −λ · SeSe <0 Spb (k) = S′pb (k) Se ≧ 0 (10)

【0018】減速途中での制動がSpbの予測に与える影
響を考えるために、補償因子λを導入して制動による行
程の短縮部分に対し補償を行う。位置決め誤差の収束速
度に影響を与えないようにするため、λの値は一般に大
きく選ばれる。特にSpbの初期値が実際値から大きく離
れている場合、通常、λを2〜5とする。直接制動位置
決めと比べて、背圧減速制動位置決めは収束が遅く、収
束までに通常3〜5回の学習が必要である。図7には、
単目標点の周期動作においてファジィ制動と学習位置決
めによる収束過程を示す。図7から、制動誤差Se と位
置決め誤差eは数回の学習を経て収束し、一定に保たれ
ていることが分かる。これは、ファジィ推論及び自己学
習を用いて背圧減速制動により位置決め制御を行うこと
が可能でありかつ有効であることを示している。
In order to consider the effect of braking during deceleration on Spb prediction, a compensation factor λ is introduced to compensate for a shortened portion of the stroke due to braking. In general, a large value of λ is selected so as not to affect the convergence speed of the positioning error. In particular, when the initial value of Spb is far from the actual value, λ is usually set to 2 to 5. Compared to direct braking positioning, back pressure deceleration braking positioning has a slower convergence, and usually requires 3-5 learnings before convergence. In FIG.
The convergence process by fuzzy braking and learning positioning in the periodic operation of a single target point is shown. From FIG. 7, it can be seen that the braking error Se and the positioning error e converge after several learnings and are kept constant. This indicates that it is possible and effective to perform positioning control by back pressure deceleration braking using fuzzy inference and self-learning.

【0019】次に図6のフローチャートを参照してシリ
ンダ位置決め制御装置の制御について説明する。制御の
プログラムが開始すると、ステップS1において、エア
シリンダ10のピストン11が長時間停止しているか否かを
判断する。ピストン11が長時間停止しているときは、静
摩擦力を小さくし、電磁弁B・Cの応答時間Tvrと制動
装置13の無駄時間Tbrを安定させるために、制動装置13
を予め2回作動させてから動作させることとしている。
前記のTvr,Tbr及び電磁弁B・Cからシリンダまでの
圧力伝播時間Ttrには事前の測定値が使われる。ステッ
プS1において、ピストン11が長時間停止していないと
判断されたときはステップS3に進み、長時間停止した
と判断されたときはステップS2でブレーキ装置13のオ
ン・オフ作動を2回行い、その後にステップS3に進
む。
Next, control of the cylinder positioning control device will be described with reference to the flowchart of FIG. When the control program starts, it is determined in step S1 whether the piston 11 of the air cylinder 10 has been stopped for a long time. When the piston 11 is stopped for a long time, the braking device 13 is used to reduce the static friction force and stabilize the response time Tvr of the solenoid valves B and C and the dead time Tbr of the braking device 13.
Is actuated twice beforehand.
Prior measurement values are used for Tvr and Tbr and the pressure propagation time Ttr from the solenoid valves B and C to the cylinder. In step S1, when it is determined that the piston 11 has not stopped for a long time, the process proceeds to step S3, and when it is determined that the piston 11 has stopped for a long time, the on / off operation of the brake device 13 is performed twice in step S2, Thereafter, the process proceeds to step S3.

【0020】ステップS3において、背圧減速の行程S
pb及び時間遅れTv の初期値を決定する。Spb及びTv
の初期値として、目標位置と負荷を考慮した、収束値に
近い経験値を用いる。ステップS4において、電磁弁A
オンの信号を出力して、ピストンを前進させる。前回の
復帰状態で電磁弁Bがオンのときは電磁弁Bをオフとす
る。図1に示す状態で電磁弁Aがオンとなって位置IIに
切り換えられ、電磁弁B・Cはオフの状態を維持し位置
Iにあるので、ピストン11が前進を開始する。ステップ
S5において、位置検出器26からの入力信号から、0.
5msのサンプリング周期でピストン変位Xを検出し、
これを微分して速度Vを得てコンピュータ28に入力す
る。
In step S3, the back pressure deceleration stroke S
Determine the initial values of pb and time delay Tv. Spb and Tv
As an initial value of に, an empirical value close to the convergence value in consideration of the target position and load is used. In step S4, the solenoid valve A
Output an ON signal to move the piston forward. When the solenoid valve B is on in the previous return state, the solenoid valve B is turned off. In the state shown in FIG. 1, the solenoid valve A is turned on and switched to the position II, and the solenoid valves B and C are kept in the off state and at the position I, so that the piston 11 starts to move forward. In step S5, from the input signal from the position detector 26, 0.
The piston displacement X is detected at a sampling period of 5 ms,
This is differentiated to obtain the velocity V, which is input to the computer 28.

【0021】ステップS6において、背圧指令信号を出
力する位置Xp(k)を決定する。図8の式(13)の右辺の最
後の項が既知で、速度Vが連続的に検出されるという条
件の下で式(8) と式(12)により図8の式(13)〔Xp(k)=
目標位置Xd −V(Tvr+Ttr)−Spb(k) の予測値〕
が求められる。図8の式(14)は電磁弁Bがオンになって
からピストン11が停止するまでのピストン11の行程を表
すので、図8の式(13)の右辺の最後の項(予測値)が真
実値に近いならば、位置Xp(k)で電磁弁Bをオンにした
ら、ピストン11を目標位置Xd で停止させることができ
る。ステップS7において、ピストンの変位Xが背圧を
作用させる位置の条件X≧Xp(k)を満たしているか否か
について判断する。この条件を満たしていないときはス
テップS5へ戻り、満たしているときはステップS8へ
移る。ステップS8において、背圧指令信号(電磁弁B
オン)を出力する。このとき、電磁弁Bがオンとなって
位置Iから位置IIに切り換えられ、圧縮空気がエアシリ
ンダ10の背圧室17に流入され、ピストン11の前進運動は
背圧の作用によって減速される。
In step S6, the position Xp (k) for outputting the back pressure command signal is determined. Under the condition that the last term on the right side of the equation (13) in FIG. 8 is known and the velocity V is continuously detected, the equation (13) [Xp in FIG. (k) =
Target position Xd-V (Tvr + Ttr) -Predicted value of Spb (k)]
Is required. Since the equation (14) in FIG. 8 represents the stroke of the piston 11 from when the solenoid valve B is turned on until the piston 11 stops, the last term (predicted value) on the right side of the equation (13) in FIG. If the value is close to the true value, the piston 11 can be stopped at the target position Xd by turning on the solenoid valve B at the position Xp (k). In step S7, it is determined whether or not the displacement X of the piston satisfies the condition X ≧ Xp (k) of the position for applying the back pressure. When this condition is not satisfied, the process returns to step S5, and when it is satisfied, the process proceeds to step S8. In step S8, the back pressure command signal (the solenoid valve B
ON) is output. At this time, the solenoid valve B is turned on to switch from the position I to the position II, the compressed air flows into the back pressure chamber 17 of the air cylinder 10, and the forward movement of the piston 11 is reduced by the action of the back pressure.

【0022】ステップS9において、条件X≧Xp(k)
を満足するときに検出した速度VはVp(k)であり、これ
をコンピュータに読み取り入力する。Vp(k)をSpb(k+
1)の予測に使う(式(8),(9) 参照) 。ステップS10に
おいて、背圧指令信号の出力後の経過時間Tと時間遅れ
Tvとが、T≧Tv の条件を満たしているか否かについ
て判断する。この条件を満たしていないときはステップ
S10へ戻り、満たしているとき(ピストン11の速度が
ゼロ近くに減速したとき)はステップS11へ移る。ス
テップS11で制動信号が出力され、電磁弁Cが位置I
から位置IIに切り換えられ、圧縮空気が制動装置13の作
動側室に流入し、ブレーキ片によってピストンロッドが
挟持される。
In step S9, the condition X ≧ Xp (k)
Is satisfied, the speed V detected is Vp (k), which is read and input into the computer. Vp (k) is changed to Spb (k +
It is used for the prediction of 1) (see equations (8) and (9)). In step S10, it is determined whether or not the elapsed time T and the time delay Tv after the output of the back pressure command signal satisfy the condition of T ≧ Tv. When this condition is not satisfied, the process returns to step S10, and when it is satisfied (when the speed of the piston 11 is reduced to near zero), the process proceeds to step S11. In step S11, a braking signal is output, and the solenoid valve C is moved to the position I.
To the position II, the compressed air flows into the working side chamber of the braking device 13, and the piston rod is clamped by the brake piece.

【0023】ステップS12において、ピストンが停止
したか否か、1秒以内で変位のサンプリング値が等しい
か否かについて判断する。停止していない(前記サンプ
リング値が等しくない)ときはステップS12へ戻り、
停止した(前記サンプリング値が等しい)ときはステッ
プS13へ移る。ステップS13において、変位のサン
プリング値の最大値Xm 、及びピストンの停止位置Xs
を検出し、これをコンピュータに読み取り入力する。こ
れらの値と式(4) を用いて制動誤差Se が計算される。
ステップS14において、ピストンの復帰信号を出す。
復帰信号は電磁弁A及びCをオフとする信号であり、こ
の信号により電磁弁A及びCがともに位置IIから位置I
に切り換えられ、電磁弁Bは位置II(オン)を維持して
おり、ピストン11は後退する。
In step S12, it is determined whether or not the piston has stopped and whether or not the displacement sampling values are equal within one second. If not stopped (the sampling values are not equal), the process returns to step S12,
If the operation has stopped (the sampling values are equal), the process proceeds to step S13. In step S13, the maximum value Xm of the sampling value of the displacement and the stop position Xs of the piston
Is detected and read into a computer. Using these values and equation (4), the braking error Se is calculated.
In step S14, a return signal for the piston is issued.
The return signal is a signal for turning off the solenoid valves A and C, and this signal causes both the solenoid valves A and C to move from the position II to the position I.
, The solenoid valve B maintains the position II (ON), and the piston 11 retreats.

【0024】ステップS15において、ピストン11が復
帰したか否か、すなわちピストンの変位X=0か否かに
ついて判断する。この条件を満たしていないときはステ
ップS15へ戻り、満たしているときはステップS16
へ移る。ステップS16において、周期動作が終わった
か否か、すなわちピストン11の停止位置が目標位置であ
ったか否かについて判断する。周期動作が終わったとき
は終了へ移り、周期動作が終わっていないときはステッ
プS17へ移る。なお、本発明では、周期動作はファジ
ィ推論と自己学習制御の前提となり、何回かの周期動作
を経て目標値へ達する。ステップS17において、式
(4),(5) により制動誤差Se を決定する。これは本発明
のファジィ推論のキーポイントで重要な意味を持ってい
る。Se は遅れ時間Tv に非常に大きく影響されるの
で、Tv の値は理想でなければ、直ちにSeに現れてく
る。従って、Tv の値を修正する目的は、Se をゼロへ
収束させるためである。Se をゼロに収束するのは制動
の安定性を保証する。Xm =Xs のとき、式(5) により
計算したXv は実際の制動点であるわけではないので、
この場合、Tv の値の不適当さによるSe への影響はさ
らに大きくなる。
In step S15, it is determined whether or not the piston 11 has returned, that is, whether or not the piston displacement X = 0. When this condition is not satisfied, the process returns to step S15, and when this condition is satisfied, the process proceeds to step S16.
Move to In step S16, it is determined whether or not the cyclic operation has ended, that is, whether or not the stop position of the piston 11 has been the target position. If the periodic operation has been completed, the process proceeds to the end. If the periodic operation has not been completed, the process proceeds to step S17. In the present invention, the periodic operation is a prerequisite for fuzzy inference and self-learning control, and reaches the target value through several periodic operations. In step S17, the expression
The braking error Se is determined by (4) and (5). This is an important point in the fuzzy reasoning of the present invention. Since Se is greatly affected by the delay time Tv, if Tv is not ideal, it immediately appears in Se. Therefore, the purpose of modifying the value of Tv is to make Se converge to zero. Converging Se to zero guarantees braking stability. When Xm = Xs, Xv calculated by equation (5) is not an actual braking point, so
In this case, the influence on Se by the inappropriate value of Tv is further increased.

【0025】ステップS18において、ファジィ推論に
より精確値ΔTv を決定する。すなわち図8の式(6) を
用いて、Se の値からΔTv を決める。Se がゼロにな
らないことは、Tv の値が不適当であることを意味して
いる。すなわち、Tprの予測値は不精確だということで
ある。ファジィ推論の目的は、Se をゼロに収束させ、
Tprの真実値を得るためである。ステップS19におい
て、前回kの動作から得たΔTv を使い、次回k+1の
時間遅れを式〔Tv( k+1)=Tv(k)+ΔTv(k)〕により
修正する。ステップS20において、式(9),(10),(11)
により、次回の背圧減速の行程Spbを演算する。
In step S18, a precise value ΔTv is determined by fuzzy inference. That is, ΔTv is determined from the value of Se using Expression (6) in FIG. The fact that Se does not become zero means that the value of Tv is inappropriate. That is, the predicted value of Tpr is inaccurate. The purpose of fuzzy inference is to make Se converge to zero,
This is to obtain the true value of Tpr. In step S19, the time delay of the next k + 1 is corrected by the equation [Tv (k + 1) = Tv (k) + ΔTv (k)] using the ΔTv obtained from the previous k operation. In step S20, equations (9), (10), (11)
Then, the next process of back pressure deceleration Spb is calculated.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明の請求項1記載のものでは、ピス
トンを前進させ、最適の位置でピストンに背圧を作用さ
せて減速し、ピストン速度がゼロに近づいたときにブレ
ーキをかけて停止させる。従って、ピストンの運動が極
めて安定しており、停止に伴う衝撃を完全に防ぐことが
でき、ピストンの安定的な制動を実現することができ
た。本発明の請求項2及び3記載のものでは、制動信号
の出力時期を決める時間遅れTv をファジィ推論により
随時に補正し、ピストンを制動前に速度ゼロ近くまで減
速させる。それとともに、背圧指令信号を出力するピス
トン変位Xp を自己学習方法により随時に補正し、ピス
トンの位置決め誤差を次第に最小に減少させる。こうし
て、精度の高い位置決めを実現することができた。
According to the first aspect of the present invention, the piston is advanced, the back pressure is applied to the piston at the optimum position to reduce the speed, and the brake is stopped when the piston speed approaches zero. Let it. Therefore, the movement of the piston was extremely stable, and the impact accompanying the stop could be completely prevented, and stable braking of the piston could be realized. According to the second and third aspects of the present invention, the time delay Tv for determining the output timing of the braking signal is corrected as needed by fuzzy inference, and the piston is decelerated to nearly zero speed before braking. At the same time, the piston displacement Xp for outputting the back pressure command signal is corrected as needed by a self-learning method, and the positioning error of the piston is gradually reduced to a minimum. Thus, highly accurate positioning was realized.

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

【図1】本発明の実施の形態の位置決めシステムの構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a positioning system according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態のピストン変位と電磁弁の
操作との関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between piston displacement and operation of a solenoid valve according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態の直接制動と背圧減速制動
との運動特性の比較図である。
FIG. 3 is a comparison diagram of motion characteristics between direct braking and back pressure deceleration braking according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態における、非理想のTv 値
のときの二種類の制動効果を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating two types of braking effects when a non-ideal Tv value is used in the embodiment of the present invention.

【図5】ファジィ推論の入出力変数のメンバーシップ関
数を示す。
FIG. 5 shows a membership function of input and output variables of fuzzy inference.

【図6】本発明の実施の形態のシステムのフローチャー
トを示す。
FIG. 6 shows a flowchart of the system according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態における、学習の繰り返し
に伴う誤差の変移を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a change in an error due to repetition of learning in the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態における式の一部を示す。FIG. 8 shows a part of an equation according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ピストン 11 piston

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 次の手段AないしFからなるシリンダ位
置決め制御装置。 A.背圧減速の行程Spb及び時間遅れTv の初期値とし
て経験値を入力する手段。 B.ピストン前進又は後退の指令信号を出力する手段。 C.ピストンの変位Xと速度Vを入力する手段。 D.式〔Xp(k)=目標位置Xd −V(Tvr+Ttr)−S
pb(k) の予測値〕を用いて背圧指令信号を出力する位置
Xp(k)を決定する手段。ここに、Tvrは電磁弁の応答時
間、Ttrは電磁弁からシリンダまでの圧力伝播時間であ
る。 E.ピストンの変位Xが背圧を作用させる位置の条件X
≧Xp(k)を満たすか否かを判断し、前記条件を満たすと
きに背圧指令信号を出力する手段。 F.背圧指令信号の出力後の経過時間Tと時間遅れTv
とが、T≧Tv の条件を満たすか否かを判断し、前記条
件を満たすときに制動信号を出力する手段。
1. A cylinder positioning control device comprising the following means A to F: A. Means for inputting an empirical value as an initial value of the back pressure deceleration stroke Spb and the time delay Tv. B. Means for outputting a piston forward or backward command signal. C. Means for inputting displacement X and velocity V of the piston. D. Formula [Xp (k) = Target position Xd-V (Tvr + Ttr) -S
means for determining the position Xp (k) at which the back pressure command signal is to be output by using the predicted value of pb (k)]. Here, Tvr is the response time of the solenoid valve, and Ttr is the pressure propagation time from the solenoid valve to the cylinder. E. FIG. Condition X for position where piston displacement X exerts back pressure
Means for judging whether or not ≧ Xp (k) is satisfied, and outputting a back pressure command signal when the above condition is satisfied. F. Elapsed time T and time delay Tv after output of back pressure command signal
Means for judging whether a condition of T ≧ Tv is satisfied, and outputting a braking signal when the condition is satisfied.
【請求項2】 次の手段AないしKからなるシリンダ位
置決め制御装置。 A.ピストン前進又は後退の指令信号を出力する手段。 B.ピストンの変位Xと速度Vを入力する手段。 C.背圧指令信号を出す位置Xp(k)を決定する手段。 D.ピストンの変位Xが背圧を作用させる位置の条件X
≧Xp(k)を満たすか否かを判断し、前記条件を満たすと
きに背圧指令信号を出力する手段。 E.条件X≧Xp(k)を満たすときに検出した速度Vp(k)
を入力する手段。 F.背圧指令信号の出力後の経過時間Tと時間遅れTv
とが、T≧Tv の条件を満たすか否かを判断し、前記条
件を満たすときに制動信号を出力する手段。 G.ピストン停止後に変位の最大値Xm 、ピストンの停
止位置Xs を入力する手段。 H.ピストンの復帰後に周期動作が終わったか否かを判
断し、周期動作が終わっていないときは、制動誤差Se
を決定する手段。 I.ファジィ推論により精確値ΔTv(k)を決定する手
段。 J.手段Iで得られたΔTv(k)を使い、Tv( k+1)=T
v(k)+ΔTv(k)により、次回の時間遅れTv を修正する
手段。 K.次回の背圧減速の行程Spbの予測値を演算する手
段。
2. A cylinder positioning control device comprising the following means A to K: A. Means for outputting a piston forward or backward command signal. B. Means for inputting displacement X and velocity V of the piston. C. Means for determining the position Xp (k) at which the back pressure command signal is issued. D. Condition X for position where piston displacement X exerts back pressure
Means for judging whether or not ≧ Xp (k) is satisfied, and outputting a back pressure command signal when the above condition is satisfied. E. FIG. Speed Vp (k) detected when condition X ≧ Xp (k) is satisfied
Means to enter. F. Elapsed time T and time delay Tv after output of back pressure command signal
Means for judging whether a condition of T ≧ Tv is satisfied, and outputting a braking signal when the condition is satisfied. G. FIG. Means for inputting the maximum displacement Xm and the stop position Xs of the piston after the piston stops. H. It is determined whether or not the cyclic operation has ended after the return of the piston. If the cyclic operation has not ended, the braking error Se is determined.
Means to determine. I. Means for determining an accurate value ΔTv (k) by fuzzy inference. J. Using ΔTv (k) obtained by means I, Tv (k + 1) = T
Means for correcting the next time delay Tv by v (k) + ΔTv (k). K. Means for calculating the predicted value of the next back pressure deceleration stroke Spb.
【請求項3】 次式(a),(b) を用いて制動誤差Se を
決定し、次式(c) を用いて背圧指令信号を出す位置Xp
(k)を決定し、図8に示す式(6) を用いて精確値ΔTv
(k)を決定する請求項2記載のシリンダ位置決め制御装
置。 Se =Xv −Xm Xs =Xm Se =Xm −Xs Xs <Xm (a) Xv =Xp +Vp(Tvr+Ttr) +Vp(Tv −Tvr−Ttr+Tr)/2 (b) Xp(k)=目標位置Xd −V(Tvr+Ttr)−Spb(k) の予測値 (c) ここに、Tr は、制動の無駄時間であって、Tvr、Ttr
とTbrの和であり、Tvrは電磁弁の応答時間、Ttrは電
磁弁からシリンダまでの圧力伝播時間であり、Tbrは制
動装置の無駄時間であり、式(6) においてL(*)とF
(*)はそれぞれΔTv の出力区域の三角形の、底辺の
長さと重心の横座標である。
3. A braking error Se is determined by using the following equations (a) and (b), and a position Xp for issuing a back pressure command signal is determined by using the following equation (c).
(k) is determined, and the accurate value ΔTv is calculated using the equation (6) shown in FIG.
3. The cylinder positioning control device according to claim 2, wherein (k) is determined. Se = Xv-XmXs = XmSe = Xm-XsXs <Xm (a) Xv = Xp + Vp (Tvr + Ttr) + Vp (Tv-Tvr-Ttr + Tr) / 2 (b) Xp (k) = Target position Xd-V ( Tvr + Ttr) -Predicted value of Spb (k) (c) where Tr is a dead time of braking, and Tvr, Ttr
And Tbr, Tvr is the response time of the solenoid valve, Ttr is the pressure propagation time from the solenoid valve to the cylinder, Tbr is the dead time of the braking device, and in equation (6), L (*) and F
(*) Are the base length and the abscissa of the center of gravity of the triangle in the output area of ΔTv, respectively.
JP30550396A 1996-11-01 1996-11-01 Cylinder positioning control device Expired - Fee Related JP3740230B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30550396A JP3740230B2 (en) 1996-11-01 1996-11-01 Cylinder positioning control device
CNB971215901A CN1165688C (en) 1996-11-01 1997-10-31 Cylinder locating controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30550396A JP3740230B2 (en) 1996-11-01 1996-11-01 Cylinder positioning control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10131902A true JPH10131902A (en) 1998-05-22
JP3740230B2 JP3740230B2 (en) 2006-02-01

Family

ID=17945946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30550396A Expired - Fee Related JP3740230B2 (en) 1996-11-01 1996-11-01 Cylinder positioning control device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP3740230B2 (en)
CN (1) CN1165688C (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2450423A (en) * 2007-06-22 2008-12-24 Kodama Chemical Industry Co Ltd Press-cutting apparatus
JP2010169209A (en) * 2009-01-23 2010-08-05 Smc Corp Positioning control device and control method of double acting pneumatic cylinder

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102562714B (en) * 2011-12-27 2014-08-13 同济大学 Compound control method of speed and position of hydraulic cylinder system based on displacement feedback
EP3450774B1 (en) * 2016-04-27 2021-07-07 SMC Corporation Cylinder operation state monitoring device
CN107939785B (en) * 2017-11-21 2019-09-20 中国兵器装备集团自动化研究所 One kind being used for cylinder movement control method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2450423A (en) * 2007-06-22 2008-12-24 Kodama Chemical Industry Co Ltd Press-cutting apparatus
JP2010169209A (en) * 2009-01-23 2010-08-05 Smc Corp Positioning control device and control method of double acting pneumatic cylinder

Also Published As

Publication number Publication date
JP3740230B2 (en) 2006-02-01
CN1165688C (en) 2004-09-08
CN1195744A (en) 1998-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4899234A (en) Adaptive velocity profile for disk actuator control
JPH10131902A (en) Cylinder positioning control device
US4467775A (en) Method and apparatus for controlling recirculated quantities of exhaust gas in internal combustion engines
JPH0428529B2 (en)
JPH0211449A (en) Method and circuit for controlling brake gear
US7235727B2 (en) Automatic piano, and method and program for automatically operating a key
JP3626234B2 (en) Cylinder positioning control method
US6494172B2 (en) Apparatus and method for controlling electromagnetically operable engine valve assembly
JP2604079B2 (en) Drive control method for pneumatic cylinder
RU2148548C1 (en) Method and device for control over operation of hydraulic lift
JP2713736B2 (en) Degassing valve control device for die casting machine
JPH0542242Y2 (en)
JPH0372832B2 (en)
JPH1095330A (en) Brake hydraulic pressure control device
JPH08216219A (en) Control device of injection molding machine and control thereof
JPH0542295Y2 (en)
JP2541134Y2 (en) Air brake control device
JPH08295155A (en) Constant running device for vehicle
JPS6235038A (en) Throttle vale controller
SU1614086A2 (en) Device for precise arresting of electric drive
JPH0695298B2 (en) Electric / hydraulic servo controller
JPH1199919A (en) Braking hydraulic pressure controller
JP2002049407A (en) Motor controller
SU1731652A1 (en) Servo drive for control over shaft of hydraulic control valve of hydraulic forging press
JP3191336B2 (en) Fluid pressure actuator device

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20051018

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20051107

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091111

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101111

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees