JPS59135502A - デユアルモ−ド制御装置 - Google Patents
デユアルモ−ド制御装置Info
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- JPS59135502A JPS59135502A JP888083A JP888083A JPS59135502A JP S59135502 A JPS59135502 A JP S59135502A JP 888083 A JP888083 A JP 888083A JP 888083 A JP888083 A JP 888083A JP S59135502 A JPS59135502 A JP S59135502A
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- JP
- Japan
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- actuator
- control
- signal
- instruction signal
- control mode
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D3/00—Control of position or direction
- G05D3/12—Control of position or direction using feedback
- G05D3/14—Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、油圧ショベル、クレーン、ブルドーザなどの
土木・建設機械や、天井クレーンなどの産業機械の作業
部材その他の負荷を駆動するアクチュエータ用の制御装
置の改良に関する。
土木・建設機械や、天井クレーンなどの産業機械の作業
部材その他の負荷を駆動するアクチュエータ用の制御装
置の改良に関する。
油圧シ歯ベル、クレーンなどの土木・好投機械では、第
１図に示さｎるよ５に、手動操作さｎることにより操作
レバーなどの指示信号入力手段１が指示信号Ｘを発生し
、駆動系２は指示信号Ｘの入力によってアクチュエータ
３を駆動制御し、アクチュエータ３はブームやアームな
どの作業部材である負荷４を駆動する。そして、アクチ
ュエータ３の速度Ｖは指示信号ＸＫはぼ比例している。
１図に示さｎるよ５に、手動操作さｎることにより操作
レバーなどの指示信号入力手段１が指示信号Ｘを発生し
、駆動系２は指示信号Ｘの入力によってアクチュエータ
３を駆動制御し、アクチュエータ３はブームやアームな
どの作業部材である負荷４を駆動する。そして、アクチ
ュエータ３の速度Ｖは指示信号ＸＫはぼ比例している。
駆動系２が、負荷補償バルブ制御油圧駆動系若しくはポ
ンプ制御油圧組物系で゛ある場合には、速度Ｖは指示信
号ｘＪｆｃ正確に比例し、通常のパルプ制御油圧駆動系
である場合には、負荷１の変動で速度Ｖが変化すること
があるが、指示信号Ｘの大小に応じて速度Ｖが変化する
という意味で概ね比例すると言ってよい。第１図では、
指示信号Ｘとして、駆動系２に含まれる方向切換弁のス
プール位置を示す機械的位置信号が想定さ扛ているが、
第２図に示されるように、指示信号Ｘが電圧信号である
場合にも、指示信号Ｘにほぼ比例して、アクチュエータ
３の速［Ｖが制御さ几る。この場合には、駆動系２は、
電圧信号である指示信号Ｘを電流信号又はパイロット油
圧信号に増幅する信号増幅器２ａと、信号増幅器２ａが
出力する信号によって駆動制御さｎる駆動系２ｂとから
成る。
ンプ制御油圧組物系で゛ある場合には、速度Ｖは指示信
号ｘＪｆｃ正確に比例し、通常のパルプ制御油圧駆動系
である場合には、負荷１の変動で速度Ｖが変化すること
があるが、指示信号Ｘの大小に応じて速度Ｖが変化する
という意味で概ね比例すると言ってよい。第１図では、
指示信号Ｘとして、駆動系２に含まれる方向切換弁のス
プール位置を示す機械的位置信号が想定さ扛ているが、
第２図に示されるように、指示信号Ｘが電圧信号である
場合にも、指示信号Ｘにほぼ比例して、アクチュエータ
３の速［Ｖが制御さ几る。この場合には、駆動系２は、
電圧信号である指示信号Ｘを電流信号又はパイロット油
圧信号に増幅する信号増幅器２ａと、信号増幅器２ａが
出力する信号によって駆動制御さｎる駆動系２ｂとから
成る。
このように、指示信号Ｘにほぼ比例した速度Ｖでアクチ
ュエータ３が駆動制御されることは、土木・建設機械な
どに要求さ牡る速（て大きな動きに大変適している。し
かし、アクチュエータ３０位置を所望の位置にもってい
（位置決め制御には、逆に適していない。特に、油圧シ
ョベルやクレーンの駆動系２では遅几が一般的に大き（
、且つアクチュエータ３に速い動きが要求さｎるため、
指示信号Ｘに対する速ＩＪｊｙの比（制御ゲイン）が太
き（なり、その結果、アクチュエータ３の動きを運転者
が目で見てフィードバック制御している位置決め制御は
、不安定になりがちで、精度の良い位置決めができるに
はかなりの熟練を要する。
ュエータ３が駆動制御されることは、土木・建設機械な
どに要求さ牡る速（て大きな動きに大変適している。し
かし、アクチュエータ３０位置を所望の位置にもってい
（位置決め制御には、逆に適していない。特に、油圧シ
ョベルやクレーンの駆動系２では遅几が一般的に大き（
、且つアクチュエータ３に速い動きが要求さｎるため、
指示信号Ｘに対する速ＩＪｊｙの比（制御ゲイン）が太
き（なり、その結果、アクチュエータ３の動きを運転者
が目で見てフィードバック制御している位置決め制御は
、不安定になりがちで、精度の良い位置決めができるに
はかなりの熟練を要する。
本発明の目的は、上述した問題点を解決し、速（て大き
な動きと、微妙な位置制御との、両方をアクチュエータ
に行わせることができるデュアルモード？！ＩＩ御ＨＫ
を提供することである。
な動きと、微妙な位置制御との、両方をアクチュエータ
に行わせることができるデュアルモード？！ＩＩ御ＨＫ
を提供することである。
この目的を達成するために、本発明は、アクチュエータ
の位置を検出するアクチュエータ位置検出手段と、速度
制御モードと位置制御モードのいず肚か一方を運転者の
操作によって選択するモード選択手段と、速度制御モー
ド選択時の初期にアクチュエータ位置検出手段によって
検出さｆた位置を基準位置として記憶し、その基準位置
を常に出力する基準位置記憶手段と、指示信号に変位ゲ
インを乗する変位ゲイン乗算手段と、変位ゲイン乗算手
段の出力と基準位置記憶手段の出力との和からアクチュ
エータ位置検出手段の出力を減する演算手段と、演算手
段の出力に制御ゲインを乗じて、位置制御信号として出
力する制御ゲイン乗算手段と、速度制御モード選択時に
指示信号をアクチュエータの駆動系に入力させ、位置制
御モード選択時に位置制御信号を、前記駆動系に入力さ
せる信号切換手段とを設けて、速度制御モード選択時に
は、開ループ制御により指示信号に応じた速度でアクチ
ュエータを駆動制御し、位置制御モード選択時には、閉
ループ制御により指示信号に応じた位置ヘアクチュエー
タを駆動制御するようにしたことを特徴とする。
の位置を検出するアクチュエータ位置検出手段と、速度
制御モードと位置制御モードのいず肚か一方を運転者の
操作によって選択するモード選択手段と、速度制御モー
ド選択時の初期にアクチュエータ位置検出手段によって
検出さｆた位置を基準位置として記憶し、その基準位置
を常に出力する基準位置記憶手段と、指示信号に変位ゲ
インを乗する変位ゲイン乗算手段と、変位ゲイン乗算手
段の出力と基準位置記憶手段の出力との和からアクチュ
エータ位置検出手段の出力を減する演算手段と、演算手
段の出力に制御ゲインを乗じて、位置制御信号として出
力する制御ゲイン乗算手段と、速度制御モード選択時に
指示信号をアクチュエータの駆動系に入力させ、位置制
御モード選択時に位置制御信号を、前記駆動系に入力さ
せる信号切換手段とを設けて、速度制御モード選択時に
は、開ループ制御により指示信号に応じた速度でアクチ
ュエータを駆動制御し、位置制御モード選択時には、閉
ループ制御により指示信号に応じた位置ヘアクチュエー
タを駆動制御するようにしたことを特徴とする。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。
。
第３図は本発明の一実施例を示す。第２四と同４？・な
部分は同一符号にて示す。
部分は同一符号にて示す。
５はアクチュエータ３の位置ｙを検出するアクチュエー
タ位置検出手段、６は速度制御モードと位置制御モード
のいず几か一方を運転者め操作によって選択するモード
選択手段、７は基準位置記憶手段で、モード選択手段６
からの出力が速度制御モード選択信号から位置制御モー
ド選択信号に切り換わる際にアクチュエータ位置検出手
段５によって検出さ庇た位置を基準位置ｙ。とじて記憶
すると共に、その基準位ｍｙ。をｎに出力する。８は指
示信号Ｘに調整可能な変位ゲインに１を乗じて速此の指
示信号Ｘを位置の指示信号ｙ□＝に１ｘ に変換する
変位ゲイン乗算手段、９は変位ゲイン乗算手段８の出力
ｙ１と基準位置ｙｏの和からアクチュエータ位置検出手
段５の出力ｙを減じることにより位置偏差信号Δｙを演
算する演算手段、１０は位置偏差信号Δｙに調整可能な
制御ゲインに２を乗じて、位置制御信号ｐ＝■＜２Δｙ
として出力する制御ゲイン乗算手段、１１は速度制御
モード選択信号の入力によって指示信号Ｘを駆動系２に
入力させ、位置制御そ一ド選択信号の入力によって位置
制御信号ｐを駆動系２へ入力させる信号切換１手段であ
る。
タ位置検出手段、６は速度制御モードと位置制御モード
のいず几か一方を運転者め操作によって選択するモード
選択手段、７は基準位置記憶手段で、モード選択手段６
からの出力が速度制御モード選択信号から位置制御モー
ド選択信号に切り換わる際にアクチュエータ位置検出手
段５によって検出さ庇た位置を基準位置ｙ。とじて記憶
すると共に、その基準位ｍｙ。をｎに出力する。８は指
示信号Ｘに調整可能な変位ゲインに１を乗じて速此の指
示信号Ｘを位置の指示信号ｙ□＝に１ｘ に変換する
変位ゲイン乗算手段、９は変位ゲイン乗算手段８の出力
ｙ１と基準位置ｙｏの和からアクチュエータ位置検出手
段５の出力ｙを減じることにより位置偏差信号Δｙを演
算する演算手段、１０は位置偏差信号Δｙに調整可能な
制御ゲインに２を乗じて、位置制御信号ｐ＝■＜２Δｙ
として出力する制御ゲイン乗算手段、１１は速度制御
モード選択信号の入力によって指示信号Ｘを駆動系２に
入力させ、位置制御そ一ド選択信号の入力によって位置
制御信号ｐを駆動系２へ入力させる信号切換１手段であ
る。
先ず、アクチュエータ３を速（且つ大きく動かしたい場
合には、運転者はモード選択手段６を操作して、速度制
御モードにする。モード選択手段６は速度制御モード選
択信号を信号切換手段１１に４４、これにより信号切換
手段１１は指示信号Ｘ′ｈ″＝駆動系２に入力する状態
に切り換わる。こりよプな速度制御モードでシま、開ル
ープ制御系となり、運転者の手動操作に、ｒ、９指示信
号入力手段１かも出力さｎる指示信＠Ｘにほぼ比例した
速度Ｖでアクチュエータ３が駆動制御さｔ’Ｌる。
合には、運転者はモード選択手段６を操作して、速度制
御モードにする。モード選択手段６は速度制御モード選
択信号を信号切換手段１１に４４、これにより信号切換
手段１１は指示信号Ｘ′ｈ″＝駆動系２に入力する状態
に切り換わる。こりよプな速度制御モードでシま、開ル
ープ制御系となり、運転者の手動操作に、ｒ、９指示信
号入力手段１かも出力さｎる指示信＠Ｘにほぼ比例した
速度Ｖでアクチュエータ３が駆動制御さｔ’Ｌる。
アクチュエータ３の位置ｙが目標位置の近（まで来た時
に、指示信号Ｘが徐々に零になるように運転者は指示信
号入力手段１（例えば操作レバー）を操作する。こ几に
よってアクチュエータ３はゆつ（ワ停止する。アクチュ
エータ３が完全に停止した状態、或いはほぼ停止した状
態で、モード選択手段６の操作により、位置制御モード
が選択さ几ると、アクチュエータ３が完全に停止してい
ｎばその時のアクチュエータ３の位置を基準位置ｙ。
に、指示信号Ｘが徐々に零になるように運転者は指示信
号入力手段１（例えば操作レバー）を操作する。こ几に
よってアクチュエータ３はゆつ（ワ停止する。アクチュ
エータ３が完全に停止した状態、或いはほぼ停止した状
態で、モード選択手段６の操作により、位置制御モード
が選択さ几ると、アクチュエータ３が完全に停止してい
ｎばその時のアクチュエータ３の位置を基準位置ｙ。
とじて、まだ動いてい扛ば停止するまで侍ってその位置
を基準位置ｙ。とじて、基準位置記憶手段７は記憶する
と共に、出力する。同時に、信号切換手段１１は位置制
御信号ｐ＃″−駆動系２に入力する状態に切り換わる。
を基準位置ｙ。とじて、基準位置記憶手段７は記憶する
と共に、出力する。同時に、信号切換手段１１は位置制
御信号ｐ＃″−駆動系２に入力する状態に切り換わる。
こ几によつて、閉ループ制御系となり、指示信号Ｘの向
き及び大きさに応じて基準位置ｙ。を起点としてアクチ
ュエータ３が駆動制御さｎ、位置偏差信号Δｙが零にな
る位置でアクチュエータ３が停止さ扛る。変位ゲインに
１及び制御ゲインに２の大きさを適切に選ぶことによっ
てアクチュエータ３の位置ｙの微妙な制御が可能となる
。
き及び大きさに応じて基準位置ｙ。を起点としてアクチ
ュエータ３が駆動制御さｎ、位置偏差信号Δｙが零にな
る位置でアクチュエータ３が停止さ扛る。変位ゲインに
１及び制御ゲインに２の大きさを適切に選ぶことによっ
てアクチュエータ３の位置ｙの微妙な制御が可能となる
。
第４図は本発明の他の実施例を示す。１２は負荷の大き
さを検出する負荷検出手段、１３は負荷の大きさに応じ
た力を発生するための力制御機構、１４はカフィードバ
ックアクチュエータで、指示信号入力手段１の手動操作
方向と反対方向に負荷の大きさに比例した反力を発生す
る。本実施例によｎば、運転者は負荷の大きさを手動操
作時に手ごたえとして感じることができるので、更に位
置制御がやりやすいものとなる。例えば、アクチュエー
タ３により駆動さ几る作業部材（ブームなど）が同定物
に当たった所で止めたい場合、当たった時に負荷が太き
（なるので、そこでアクチュエータ３を止めれば、正確
な位置決めを行うことができる。
さを検出する負荷検出手段、１３は負荷の大きさに応じ
た力を発生するための力制御機構、１４はカフィードバ
ックアクチュエータで、指示信号入力手段１の手動操作
方向と反対方向に負荷の大きさに比例した反力を発生す
る。本実施例によｎば、運転者は負荷の大きさを手動操
作時に手ごたえとして感じることができるので、更に位
置制御がやりやすいものとなる。例えば、アクチュエー
タ３により駆動さ几る作業部材（ブームなど）が同定物
に当たった所で止めたい場合、当たった時に負荷が太き
（なるので、そこでアクチュエータ３を止めれば、正確
な位置決めを行うことができる。
なお、位置制御モードから速度制御モードに切り換わる
時に、指示信号Ｘが目標位置を指したまま残っていると
、こ扛に応じた速度■でアクチュエ〜り３が動き出す不
具合がでるので、指示信号Ｘが零に戻るまでアクチュエ
ータ３の動きを禁止し、零に戻った後、速度制御モード
の動作に入るようにすることが望ましい。
時に、指示信号Ｘが目標位置を指したまま残っていると
、こ扛に応じた速度■でアクチュエ〜り３が動き出す不
具合がでるので、指示信号Ｘが零に戻るまでアクチュエ
ータ３の動きを禁止し、零に戻った後、速度制御モード
の動作に入るようにすることが望ましい。
アクチュエータ位置検出手段５はアクチュエータ３の位
置を直接検出するものには限らず、負荷４の位置から間
接的にアクチュエータ３の位置を検出するものでもよい
。
置を直接検出するものには限らず、負荷４の位置から間
接的にアクチュエータ３の位置を検出するものでもよい
。
以上説明したように、本発明にょｎば、アクチュエータ
の位置を検出するアクチュエータ位置検出手段と、速度
制御モードと位置制御モードのいず庇か一方を運転者の
操作によって選択するモード選択手段と、速度制御モー
ド選択時の初期にアクチュエータ位置検出手段によって
検出さｎた位置を基準位置として記憶し、その基準位置
を常に出力する基準位置記憶手段と、指示信号に変位ゲ
インを乗する変位ゲイン乗算手段と、変位ゲイン乗算手
段の出力と基準位置記憶手段の出力との和からアクチュ
エータ位置検出手段の出力を減する演算手段と、演算手
段の出力に制御ゲインを乗じて、位置制御信号として出
力する制御ゲイン乗算手段と、速度制御モード選択時に
指示信号をアクチュエータの駆動系に入力させ、位置制
御モード選択時に位置制御信号を前記駆動系に入力させ
る信号切換手段とを設けて、速度制御モード選択時には
、開ループ制御により指示信号に応じた速度でアクチュ
エータを駆動制御し、位置制御モード選択時には、閉ル
ープ制御により指示信号に応じた位置へアクチュエータ
を駆動！ｔｉ制御するようにしたから、速くて大きな動
きと、微妙な位置制御との、両方をアクチュエータに行
わせることができる。
の位置を検出するアクチュエータ位置検出手段と、速度
制御モードと位置制御モードのいず庇か一方を運転者の
操作によって選択するモード選択手段と、速度制御モー
ド選択時の初期にアクチュエータ位置検出手段によって
検出さｎた位置を基準位置として記憶し、その基準位置
を常に出力する基準位置記憶手段と、指示信号に変位ゲ
インを乗する変位ゲイン乗算手段と、変位ゲイン乗算手
段の出力と基準位置記憶手段の出力との和からアクチュ
エータ位置検出手段の出力を減する演算手段と、演算手
段の出力に制御ゲインを乗じて、位置制御信号として出
力する制御ゲイン乗算手段と、速度制御モード選択時に
指示信号をアクチュエータの駆動系に入力させ、位置制
御モード選択時に位置制御信号を前記駆動系に入力させ
る信号切換手段とを設けて、速度制御モード選択時には
、開ループ制御により指示信号に応じた速度でアクチュ
エータを駆動制御し、位置制御モード選択時には、閉ル
ープ制御により指示信号に応じた位置へアクチュエータ
を駆動！ｔｉ制御するようにしたから、速くて大きな動
きと、微妙な位置制御との、両方をアクチュエータに行
わせることができる。
第１図は従来の制御装置の一例を示すブロック図、第２
図は従来の制御装置の他の例を示すプロツク図、第３図
は本発明の一実施例を示すブ日ツク図、第４図は本発明
の他の実施例を示すブロック図である。 １・・・・・・指示信号入力手段、２・・・・・・駆動
系、３・・・・・・アクチュエータ、５・・・・・・ア
クチュエータ位置検出手段、６・・・・・・モード選択
手段、Ｔ・・・・・・基準位置記憶手段、８・・・・・
・変位ゲイン乗算手段、９・・・・・・演算手段、１０
・・・・・・制御ゲイン乗算手段、１１・・・・・・信
号切換手段、Ｘ・・・・・・指示信号、■・・・・・・
速度、ｙ・・・・・・位置、ｙｏ・・・・・・基準位置
、ｐ・・・・・・位置制御信号、Ｋ１・・・・・・変位
ゲイン、Ｋ２・・・・・・制御ゲイン。
図は従来の制御装置の他の例を示すプロツク図、第３図
は本発明の一実施例を示すブ日ツク図、第４図は本発明
の他の実施例を示すブロック図である。 １・・・・・・指示信号入力手段、２・・・・・・駆動
系、３・・・・・・アクチュエータ、５・・・・・・ア
クチュエータ位置検出手段、６・・・・・・モード選択
手段、Ｔ・・・・・・基準位置記憶手段、８・・・・・
・変位ゲイン乗算手段、９・・・・・・演算手段、１０
・・・・・・制御ゲイン乗算手段、１１・・・・・・信
号切換手段、Ｘ・・・・・・指示信号、■・・・・・・
速度、ｙ・・・・・・位置、ｙｏ・・・・・・基準位置
、ｐ・・・・・・位置制御信号、Ｋ１・・・・・・変位
ゲイン、Ｋ２・・・・・・制御ゲイン。
Claims (1)
- １、運転者の手動操作によって指示信号を発生する指示
信号入力手段と、指示信号の向き及び大きさに応じた速
度でアクチュエータが負荷を駆動するように、アクチュ
エータを駆動制御する駆動系とを備えた制御装置におい
て、アクチュエータの位置を検出するアクチュエータ位
置検出手段と、速度制御モードと位置制御モードのいず
ｎか一力を運転者の操作によって選択するモード選択手
段と、速度制御モード選択時の初期にアクチュエータ位
置検出手段によって検出さ扛た位置を基準位置として記
憶し、その基準位置を常に出力する基準位置記憶手段と
、指示信号に変位ゲインを乗する変位ゲイン乗算手段と
、変位ゲイン乗算手段の出力と基準位置記憶手段の出力
との和からアクチュエータ位置検出手段の出力を減する
演算手段と、演算手段の出力に制御ゲインを乗じて、位
置制御信号として出力する制御ゲイン乗算手段と、速度
制御モード選択時に指示信号を前記駆動系に入力させ、
位置制御モード選択時に位置制御信号を前記駆動系に入
力させる信号切換手段とを設けたことを特徴とするデュ
アルモード制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP888083A JPS59135502A (ja) | 1983-01-22 | 1983-01-22 | デユアルモ−ド制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP888083A JPS59135502A (ja) | 1983-01-22 | 1983-01-22 | デユアルモ−ド制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59135502A true JPS59135502A (ja) | 1984-08-03 |
Family
ID=11704983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP888083A Pending JPS59135502A (ja) | 1983-01-22 | 1983-01-22 | デユアルモ−ド制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59135502A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4932093A (ja) * | 1972-07-25 | 1974-03-23 | ||
| JPS5042284A (ja) * | 1973-08-15 | 1975-04-17 | ||
| JPS5490467A (en) * | 1977-12-27 | 1979-07-18 | Sanwa Seiki Mfg Co Ltd | Servo mechanism |
| JPS5528838A (en) * | 1978-08-22 | 1980-02-29 | Arai Pump Mfg | Lining construction made of sprayycoated material |
| JPS5598083A (en) * | 1979-01-17 | 1980-07-25 | Hitachi Ltd | Positional controller |
| JPS56123017A (en) * | 1980-03-04 | 1981-09-26 | Mitsubishi Electric Corp | Control device for speed and position |
-
1983
- 1983-01-22 JP JP888083A patent/JPS59135502A/ja active Pending
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