JPS61235398A - 油圧式旋回体の速度制御方法 - Google Patents

油圧式旋回体の速度制御方法

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JPS61235398A
JPS61235398A JP7542585A JP7542585A JPS61235398A JP S61235398 A JPS61235398 A JP S61235398A JP 7542585 A JP7542585 A JP 7542585A JP 7542585 A JP7542585 A JP 7542585A JP S61235398 A JPS61235398 A JP S61235398A
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JP
Japan
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hydraulic
speed
hydraulic motor
motor
rotation speed
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JP7542585A
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小粥 市郎
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、油圧式旋回体の速度l制御方法に係り、侍に
、旋回モータの低速域における制御性の優れた油圧式ク
レーンの速度制御方法に関する。
(従来の技術) 従来、油圧式クレーンの旋回油圧回路は、第5図及び第
6図に示されるように構成されている。
即ち、固定容量のポンプ4と油圧モータ3を設け、レバ
ーの入力はリモコン弁lによりパイロット圧力に変換さ
れ、旋回用コントロールバルブ2を掻作する。このコン
トロールバルブ2は中立時には油圧モータ3をタンクへ
接続させるようになっており、第6図に示されるように
、3個の絞りα。
β、γにより構成されていて、ポンプ4がらの油圧をこ
のコントロールバルブ2で方向切り換えを行い、油圧モ
ータ3の回転方向を制御するものであった。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、従来の油圧回路においては、油圧モータ
3の回転数みに対し、負荷の摩擦トルクTが第7図に示
されるような特性を示す場合、コントロールバルブ2の
スプール変位Xが増加した後X、に達し、モータ前後差
圧PがP、に達すると油圧モータ3の駆動トルクが負荷
の起動トルクに打ち勝ち、油圧モータ3が動き始め、モ
ータ回転数θ寞が得られる。逆にコントロールバルブ2
のスプール変位Xが減少するとモータ差圧PがP3にな
った時、モータの回転数がLより急激に低下し停止する
ことになる。従って、モータの回転数i3≦δ≦δ2の
時には制御困難となり、更にモータの回転数θ≦θ、に
おいでは制御不能となっていた。また、動特性について
みると、第8図に示されるようにコントロールバルブ2
のスプール変位Xに対するモータ回転数δの応答を1次
遅れ形とみなした時の時定数Tは第9図に示されるよう
に、スプール変位Xが小、即ちモータ低速時はど大とな
る。従って油圧モータ3を一定速度に保持することが困
難であるといった問題があった。つまり、 (1)中立時に油圧モータ3をタンクへ接続させる構造
となっている旋回用コントロールバルブ2を使用する場
合には、スプール変位が小さい時、即ちモータの回転数
が小さい時には応答が遅く、微小速度保持が困難である
く2)油圧モータ3及び負荷の起動摩擦トルクと動摩擦
トルクの差及びコントロールバルブ2の特性との関係に
より、起動時に負荷を一定速度以下で制御することが困
難であり、これによってインチング操作に難があった。
本発明は、このような状況に鑑み、コントロールバルブ
のスプール変位と油圧モータの回転数の非線形性を補償
し、油圧モータの低速域における応答性を高め低速域に
おける円滑な速度制御を行い得る油圧式旋回体の速度制
御方法を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記問題点を解決するために、旋回体を油圧
モータによって制御する油圧式旋回体の速度制御方法に
おいて、前記旋回体の目標値設定手段と、前記油圧モー
タからの回転数をフィードバックし、前記目標値設定手
段からの指令値との偏差を補償要素を介して出力するコ
ントローラと、該コントローラからの出力信号を増幅す
増幅手段と、該増幅手段によって増幅された信号によっ
て作動する電磁弁と、該電磁弁の作動によって前記油圧
モータの回転数を制御する主油圧回路とを設けるように
構成する。
(作用) 油圧モータ3の回転数はフィードバックされてコントロ
ーラ7に入力される。このフィードバック信号はコント
ローラ7においては目標値設定手段であるポテンショメ
ータ付のレバー6からの指令値と加算され、その偏差信
号が得られる。この偏差信号は補償要素であるPi補償
回路14に入力される。すると、この偏差信号は積分さ
れて、この積分された信号を比例動作に加えた信号がコ
ントローラ7より出力される。このコントローラ7の出
力は増幅器8によって増幅され、その増幅された信号に
よって電磁比例減圧弁9を制御し、この減圧弁9によっ
て油圧モータ3を制御する。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。
第1図は本発明に係る油圧式旋回体の速度制御方法の全
体構成図である。この図から明らかなように、主油圧回
路は従来のものと同様であり、ここでは説明を省略する
。図中、5は油圧モータ3の回転数検出器であり、タコ
ジェネレータ或いはエンコーダなどが用いられる。6は
ポテンショメータ付レバー、7はPI補償回路を含むコ
ントローラ、8は電磁比例減圧弁駆動用増幅器、9は電
磁比例減圧弁である。
ここで、ポテンショメータ付レバー6より入力された指
令信号Viは、コントローラ7において、油圧モータ3
の回転数検出器5よりフィードバックされた信号■fと
加算され、指令信号とフィードバック信号Vfとの偏差
信号を得て、この偏差信号をPI補償回路14を介して
制御信号を出力し、この制御信号は電磁比例弁駆動用増
幅器8によって増幅され、この増幅された信号によって
電磁比例減圧弁9を作動し、パイロット圧力に変換され
主油圧回路を駆動することになる。ここで、PI補償回
路14は基本的には旋回体の目標位置からのずれをなく
すために、偏差を積分した電圧を比例動作に加えて油圧
モータ3を制御して位置ずれをなくすように機能する。
次に、コントローラについて詳細に説明する第2図はコ
ントローラの全体構成ブロック図である0図中、lOは
入力ゲイン回路、11はゲイン補償回路、12.13は
不感帯補償回路、14はPI補償回路、15は切換回路
、16は制御IfiJI域判別回路、17は正負判別回
路であり、コントローラ7はこれらの回路から構成され
る。
ここで第1図及び第2図を参照して、この制御方法につ
いて説明する。
まず、ポテンションメータ付レバー6より指令信号Vi
がコントローラ7に入力されると入力ゲイン回路10を
経て指令信号Vi′が得られる。
一方、油圧モータ3の回転数は回転数検出器5で検出さ
れ、コントローラ7にフィードバック信号Vfが入力さ
れる。そこで、コントローラ7において、指令信号Vi
′とフィードバック信号■fが加算され、偏差信号Ve
が得られる。この偏差信号VeはPI補償回路14を経
て制御信号Vcを出力する。この制御信号Vcは、電磁
比例減圧弁駆動用増幅器8によって増幅され、この増幅
された信号によって、電磁比例減圧弁9を作動し、これ
によってバイロフト圧力に変換され主油圧回路を駆動し
、油圧モータ3によって旋回体、例えばクレーンの旋回
モータの制御が行われる。このように、従来の油圧回路
に電気的フィードバック制御系を付加した基本的な制御
系が構成される。
この制御系において、PI補償回路14は第7図に示さ
れるヒステリシスを0とするためと、摩擦トルクT特性
上の油圧モータの回転数θに対する勾配が負となる極低
速領域(θ≦03)においても系を安定にするために用
いる。また、上記した基本的なフィードバック制御系の
他に、レバー中立復帰時にブレーキがかかることによる
従来機との異和感を防ぐようにするためにオペレータが
ブレーキ力を感じない程度のモータ回転数θ。以下の場
合にのみフィードバック制御が行われるようにフィード
バックループへの入力信号Vi′が直接電磁比例減圧弁
駆動用増幅器8へ接続できる切換回路15を設け、この
切換回路15は制御領域判定回路16からの切換信号に
より切り換えられるようにする。この制御領域回路16
は一般的な比較器を組み合わせて構成することができ、
モータ回転数が±θ。以下の領域、つまり領域Fにおい
てはフィードバックが行われるようにし、それ以外の領
域、つまり領域Nにおいてはフィーバツクが行われない
ような切換信号を出力し、この出力信号により切換回路
15の切り換えを行う、この制御領域判定回路16から
の切換回路15への切換信号の出力と同時にpi補償回
路14における積分器をリセットする信号を出力させる
また、レバー出力信号vi′とモータ3の回転数θの符
号が異なる、つまり、逆ノツチ時にも同様である。
更に、電磁比例減圧弁駆動用増幅器8への増幅器入力電
圧■。とモータ回転数δとの静特性が第3図に示される
ようにエンジン回転数N、に応じてゲイン及び不感帯が
変化するのでゲイン補償回路11によりゲインを、また
不感帯補償回路12.13により不惑帯を補償するよう
にする。
なお、レバー出力信号Viの正負判別は正負判別回路1
7で行い、左右切換信号を得て電磁比例減圧弁9の制御
を行うようにする。
このように構成することにより、レバー出力信号Viと
モータ回転数との関係は第4図に示されるようにヒステ
リシスが小さく第7図に示されるモータ回転数θ、以下
の低速度領域においても円滑な制御が実現可能となり、
併せてモータの低速時の応答がはや(なるので、一定の
保持が容易となる。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したように本発明は、旋回体を油圧モ
ータによって制御する油圧式旋回体の速度制御方法にお
いて、前記旋回体の目標値設定手段と、前記油圧モータ
からの回転数をフィードバックし、前記目標値設定手段
からの指令値との偏差を補償要素を介して出力するコン
トローラと、該コントローラからの出力信号を増幅す増
幅手段と、該増幅手段によって増幅された信号によって
作動する電磁弁と、該電磁弁の作動によって、前記油圧
モータの回転数を制御する主油圧回路とを設けるように
したので、 (1)レバー出力信号Viとモータの回転数θとの関係
は第4図から明らかなようにヒステリシスが小さくなっ
たモータの極低速領域(θ≦θ、)においても円滑な速
度制御が可能である。
(2)油圧モータの低速時の応答がはやくなるので、一
定の速度保持が容易であり、その結果インチング性の向
上を図ることができる。
(3)油圧モータの回転数が一定速度以上の場合、及び
逆ノツチ時にはフィードバックループを開いて従来の操
作系に切り換えることもできるので、操作上の異和感を
なくすことができる。
(4)エンジン回転数に応じてゲイン及び不感帯の補償
を行うこともできるので、制御系の特性を一定にするこ
とができる。
このように本発明は種々の利点を有し、その効果は顕著
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る油圧式旋回体の速度制御方法の全
体構成図、第2図はコントローラの全体構成ブロック図
、第3図は増幅器入力電圧に対する油圧モータの回転数
の特性をエンジン回転数をパラメータとして説明する図
、第4図は本発明に係るレバー出力信号(指令値)に対
するモータの回転数の特性説明図、第5図乃至第6図は
従来の油圧回路の説明図、第7図乃至第9図は従来技術
の問題点を説明したちであり、第7図は負荷の摩擦トル
クT、コントロールバルブのスプール変位Xと油圧モー
タの回転数θとの関係を示す図、第8図はコントロール
バルブのスプール変位Xと油圧モータの回転数の応答説
明図、第9図はコントロールバルブのスプール変位Xと
時定数Tとの対応関係を示す図である。 2・・・旋回用コントロールパルプ、3・・・油圧モー
タ、4・・・定容量ポンプ、5・・・油圧モータの回転
数検出器、6・・・ポテンショメータ付レバー、7・・
・コントローラ、8・・・増幅器、9・・・電磁比例減
圧弁、10・・・入力ゲイン回路、11・・・ゲイン補
償回路、12.13・・・不感帯補償回路、14・・・
PI補償回路、15・・・切換回路、16・・・制御領
域判定回路、17・・・正負判別回路。 特許出願人 住友重機械工業株式会社 第8図 第9図 U Z2工l  工(σO)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)旋回体を油圧モータによって制御する油圧式旋回
    体の速度制御方法において、前記旋回体の目標値設定手
    段と、前記油圧モータからの回転数をフィードバックし
    、前記目標値設定手段からの指令値との偏差を補償要素
    を介して出力するコントローラと、該コントローラから
    の出力信号を増幅す増幅手段と、該増幅手段によって増
    幅された信号によって作動する電磁弁と、該電磁弁の作
    動によって前記油圧モータの回転数を制御する主油圧回
    路とを設けるようにしたことを特徴とする油圧式旋回体
    の速度制御方法。
  2. (2)前記補償要素はPI補償回路であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の油圧式旋回体の速度制
    御方法。
  3. (3)前記コントローラは前記油圧モータの回転数の制
    御領域を判別する制御領域判別手段を具備することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の油圧式旋回体の速
    度制御方法。
  4. (4)前記コントローラはエンジン回転数に応じてゲイ
    ン及び不感帯の補償を行う補償手段を具備することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の油圧式旋回体の速
    度制御方法。
JP7542585A 1985-04-11 1985-04-11 油圧式旋回体の速度制御方法 Pending JPS61235398A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0349291U (ja) * 1989-09-21 1991-05-14

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53100601A (en) * 1977-02-14 1978-09-02 Komatsu Mfg Co Ltd Controlling device for positioning slewing extremities of slewing type construction cars
JPS5435949A (en) * 1977-08-24 1979-03-16 Hitachi Ltd Turning speed controller of crane

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