JPS6194115A - 液圧アクチユエ−タのオ−プン制御装置 - Google Patents

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〕 この発明は液圧シリンダその他液圧アクチュエータのオ
ープンループ制御装置に関し、特に比例制御弁その他の
流量制御弁を用いたオープンループによる速度及び位置
の制御に関する。

〔従来の技術〕

従来、液圧アクチュエータの速度及び位置制御を精度良
く行うには、サーボ弁を用いた閉ループのサーボ制御方
式が用いられていた。一方、位置センサとしてリミット
スイッチ等の定位置センサを用い、比例制御弁を用いた
簡易なオープンループ系による制御方式も知られている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

サーボ弁を用いた閉ループ方式においては、装置価格が
高価である、サーボシステムの設計に高度な技術が要求
される、システムのメインテナンスが面倒である、ルー
プゲインを上げることが困難である、位置決め時のハン
チング又は発掘等の問題が常につきまとう、等の問題点
がある。一方、従来のオープンループ方式は、簡便では
あるが、精度に限界がある、という問題点があった。

この発明は上述の点（こ鑑みてなされたもので、液圧ア
クチュエータの速度及び位置の制御を簡便なオープンル
ープ方式を用いて高精度に行い得るようにした液圧アク
チュエータのオープンループ制御装置を提供しようとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、液圧アクチュエータの移動速度を可変制御
し得る比例制御弁のような制御弁を用いて、該アクチュ
エータの速度及び位置をオープンループで制御するよう
にしたことを一つの特徴とする。そのために、設定され
た速度に応じた第１の速度指令信号を発生する速度設定
手段さ、所定の減速パターンに従う第２の速度指令信号
を位置の関数として発生し、第１の速度指令信号に代え
て供給する減速パターン発生手段とを具備しており、第
１及び第２の速度指令信号に従って制御弁を作動させる
ことにより液圧アクチュエータへの圧力液体の送入を制
御する。

更に本発明は、上述のようなオープンループ制御方式に
おいて、精度を上げるために、種々の工夫を施したこと
を特徴とする。

その第１の特徴は、液圧アクチュエータの移動速度及び
加速度を検出し、検出された速度及び加速度を用いて停
止制御のオーバラン量を予測し、この予測オーバラン量
に応じて位置決め目標値（停止位置設定値）又はアクチ
ュエータの現位置検出データの少なくとも一方を変更す
ることによりオーバラン量を見込んだデータの補償を行
い、補償された位置データと目標値との比較に基づき停
止タイミングを制御するようにしたことである。

その第２の特徴は、液圧アクチュエータの位置決めが完
了したとき停止目標値に対する実際の停止位置の誤差を
検出し、この誤差に関連するデータを記憶し、次回の位
置決め制御のためにこの記憶データを読み出し、位置決
め目標値、現位置データ及び予測オーバラン量の少なく
とも一つをこのデータに応じて修正する、いわば復習機
能を具備したこ々である。

更に好ましくは、オーバラン量は速度及び加速度のみな
らず液圧アクチュエータの負荷条件にも関連しているこ
とに鑑み、負荷条件をも考慮に入れて予測オーバラン量
を決定するようにしたことを第３の特徴とする。

〔作用〕

位置決め制御をする場合、第２の速度指令信号に従って
オープンループで減速制御され、予測オーバラン量を考
慮した位置で停止制御され、その結果、所望の目標位置
で正確に停止する。予ｉ１ｊオーバラン量補償制御のみ
では停止時にショックが大きいことがあり、それが精度
を悪くする原因きなるおそれがあり、一方、オープンル
ープの減速制御のみでは精度に難があるが、この発明の
ようにすれば、正確な位置決めをショックレスで行うこ
とができ、しかもオープンループであるため、簡便かつ
低コストであり、ループゲインを大きくして位置決めを
素速く行うことができる。

第２の特徴すなわち復習機能を導入した場合、位置決め
制御時において、第２の速度指令信号に従ってオープン
ループで減速制御され、前回の位置決め時における誤差
分を修正するように停止制御がなされる。復習機能のみ
では停止時にショックが大きいことがあり、それが精度
を悪くする原因となるおそれがあり、一方、オープンル
ーズの減速制御のみでは精度に難があるが、この発明の
ようにすれば、正確な位置決めをショックレスで行うこ
とができ、しかもオープンループであるため、簡便かつ
低コストであり、ループゲインを大きくして位置決めを
素速く行うことができる。

実施例 第１図において、１は液圧アクチュエータであり、例え
ば液圧シリング等のリニアアクチュエータから成る。２
は液圧アクチュエータ１の移動位置を検出するための位
置検出器であり、アクチュエータ１の移動範囲全長にわ
たる位置をアブソリーートで検出し得るものである。３
は液圧アクチュエータ１に加えられる圧力液体の圧力を
検出するための圧力センサであり、この出力がアクチュ
エータ１の負荷条件を検出するために利用される。

アクチュエータ１の移動速度及び加速度を検出するため
に速度検出回路４及び加速度検出回路５が設けられてい
る。この実施例では、速度及び加速度検出用の専用のセ
ンサは設けられていす、位置検出器２で得たアブソリュ
ート位置検出データＤｘを利用して速度を検出し、検出
した速度データＤｖを利用して加速度を検出するように
なっている。そのために、位置データＤＸが速度検出回
路４に入力され、速度検出回路４から出力された速度デ
ータＤＶが加速度検出回路５に入力される。

アクチュエータ１が任意の位置で静止している場合は位
置データＤＸはその位置を示す値を維持し、変化しない
。アクチュエータ１が成る速度で移動している場合は、
位置データＤｘの値はその位置の変化に従って時間的に
変化する。従って、速度検出回路４において所定単位時
間（または期間）当りの位置データＤｘの変化分を演算
することにより速度データＤｖが求まる。また、加速度
検出回路５において所定単位時間（または期間）当りの
速度データＤｖの変化分を演算することにより加速度デ
ータＤＸが求まる。

負荷条件検出回路６は圧力センサ６の出力に基づき負荷
条件検出データＤ、を出力する。

オーバラン量予測手段７は、検出された速度データＤＶ
と加速度データＤＸ、更には必要に応じて負荷条件検出
データＤＰ、を用いて予測オーバラン量を決定するもの
であり、オーバランＲＯＭ（若しくはＲＡＭ）８，９．
１０とオーバラン量演算回路１１を含んでいる。オーバ
ランＲＯＭ８は様々な速度値に対応するオーバラン量を
予め記憶したものであり、オーバランＲＯＭ９は様々な
加速度値に対応するオーバラン量を予め記憶したもの、
オーバランＲＯＭ１Ｑは様々な負荷条件値に対応するオ
ーバラン量を予め記憶したものである。ここで、オーバ
ラン量とは、液圧アクチュエータ１の速度指令信号を零
にしたときの位置から実際にアクチュエータ１が停止す
る位置までの距離であり、このオーバラン量を様々な速
度及び加速度及び負荷条件に対応して予め測定しく学習
させ）、これをＲＯＭ（又はＲＡＭ）８〜１０に記憶し
ておく。

現在の速度データＤＶ及び加速度データＤＣ１及び負荷
条件検出データＤ、に応じてＲＯＭ８〜１０から夫々読
み出されたオーバラン量データ０ＶＲ１，０ＶＲ２，０
ＶＲ３はオーバラン量演算回路１１に与えられる。オー
バラン量演算回路１１は、現速度に応じた予測オーバラ
ン量データ０ｖＲ１♂、現加速度に応じた予測オーバラ
ン量データ０ＶＲ２と、負荷条件に応じた予測オーバラ
ン量０ＶＲ３とをパラメータとして実際のオー／ペラン
量を予測するデータＯＶＲを、計算、選択、混合等を含
む演算操作によって求める。−例として、演算回路１１
では、加速度が有る場合はほぼ加速度に従属して（速度
も適宜加味して）オーツくラン量を決定し、定速期間で
はほぼそのときの速度に応じてオーバラン量を決定する
。別の一例として、加速度に対応するデータ０ＶＲ２と
速度に対応するデータ０ｖＲ１とを夫々加速度の程度に
応じた所定の比率で混合したものをＯＶＲとして出力し
てもよい。更に別の例として、速度に対応するデータＱ
ＶＲ１と加速度に対応するデータ０ＶＲ２のうち大きい
方をＯＶＲとして選択するようにしてもよい。また、上
述の各側において負荷条件に対応するデータ０ＶＲ３を
更に加算（又は乗算）してＯＶＲを求めるようにしても
よい。なお、負荷条件に応じたオーバラン量データ０Ｖ
Ｒ３を求めるための手段３．６．１０は省略することが
できる。

補償演算回路１２は、位置データＤＸの値をオーバラン
量予測データＯＶＲに応じて増加または減少し、予測さ
れるオーバ２ン分を補償した値Ｉ）ｘ。

に変更する。停止位置設定器１６は、停止位置つまり位
置決め目標値を設定するためのものであり、停止すべき
目標位置を示す目標値データＳｘを出力する。

制御ユニット１４はアクチュエータ１の動きを制御する
ための速度指令信号及び必要に応じて加速度設定信号を
発生するものであり、位置比較用の比較手段１５と速度
指令信号発生手段１６を含んでいる。比較手段１５は、
オーバラン補償済みの位置データＩ）ｘｏと設定器１３
で設定された目標値データＳｘとを比較する。速度指令
信号発生手段１６は、速度設定器１７、位置設定器１８
、比較手段１５等の出力に基づき、設定された速度に応
じた第１の速度指令信号及び所定の減速パターンに従う
第２の速度指令信号を含む速度指令信号を発生する。比
較手段１５との関係でいえば、比較手段１５による比較
の結果、停止タイミングが決定されると、速度指令信号
を零にする。発生された速度指令信号はアンプ１９に加
わり、制御電流に変換され、比例制御弁２０を制御する
。比例制御弁２０によって流量制御された圧力液体が液
圧アクチュエータ１に供給される。

停止位置設定器１３、速度設定器１７、位置設定器１８
にはシーケンス回路２１からシーケンス情報が与られ、
停止目標位置、その他の動作位置、設定速度、の変更及
びそれらのデータの出力タイミング等がシーケンス情報
に従って制御される。

速度指令信号発生手段１６の詳細例を示すと第２図のよ
うであり、設定された速度に応じた第１の速度指令信号
Ｖ、を発生する速度設定手段２２と、所定の減速パター
ンに従う第２の速度指令信号ｖ２を位置検出データＤ　
Ｘ、の関数として発生する減速パターン発生手段２３と
を含んでいる。

−例として、発生手段１６は第３図に示すようなパター
ンで速度指令信号を発生するものであり、このような速
度パターンに従ってアクチュエータ１の速度と位置をオ
ープンループで制御することにより、ソフトスタート及
びショックレスな位置決め制御を可能にしている。

第３図の速度パターンについて説明すると、スタートか
ら最高速度までは所定の加速カーブに従って速度が上昇
し、最高速度に到達するとそれが維持される。減速開始
位置から低速開始位置までは最高速度から最低速度まで
所定の減速カーブに従って速度が下降する。低速開始位
置から停止位置までは所定の最低速度が維持される。最
高速度及び最低速度は速度設定器１７によって夫々任意
の値に設定するこ吉ができ、最高速度設定データをＨｓ
、最低速度設定テークをＬＳで示す。なお、ここでいう
最低速度きは零を意味するものではない。減速開始位置
、低速開始位置も位置設定器１８によって任意の値に設
定するこさができる。停止位置は前述の目標値Ｓｘに対
応する。減速開始位置設定データを８１、低速開始位置
設定データを８２で示す。−例として、Ｓｌは所望の減
速開始位置から停止位置Ｓｘまでの距離で設定され、Ｓ
ｌは所望の低速開始位置から停止位置Ｓｘまでの距離で
設定される。また、加速カーブと減速カーブの特性はリ
ニアに限らず任意の曲線に設定することができる。

第２図の例で（上加速カーブは時間の関数として発生さ
れ、時定数を制御することによりその特性が切換えられ
る。一方、減速カーブはアクチュエータ１の位置の関数
として発生される。勿論、加速カーブも位置の関数とし
て発生されるように変更することが可能である。また、
加速カーブを設定せずにスタート時から最高速度Ｈ８に
してもよい。

速度設定手段２２は、第３図に示すような特性に従って
加速時の速度指令信号及びそれに引き続く最高速度の速
度指令信号を第１の速度指令信号として発生する。加速
カーブの時定数を制御するために時定数設定データＴＣ
が与えられている。

分周器６１はこのテークＴＣによって制御された分周比
で所定のクロックパルスｃｐを分周する。

分周されたクロックパルスはカウンタ６２のカウント入
力に与えられる。カウンタ３２は移動スタート時にリセ
ットされ、その後カウント入力にパルスが与えられる毎
にカウントアツプされる。カウンタ６２のカウント出力
は立上りパターンメモリ６３に与えられ、カウント値の
増加に応じて所定の立上りパターンから成る速度設定デ
ータが該メモリ３３から読出される。この速度設定デー
タは第１の速度指令信号Ｖ１としてゲート３４を介して
ディジタル／アナログ変換器６５に入力され、アナロタ
の速度指令信号に変換されてアンプ１９（第１図）に供
給される。

一致検出回路３６はメモリ°６３から読出された速度設
定データと最高速度設定テークＨｓとを比較し、一致を
検出したときカウンタ３２のカウント動作を禁止する信
号を与える。従って、メモリ６３から読出される速度設
定データは、初めは所定の立上り特性に従って漸次増加
するが、設定された最高速度に達すると、この最高速度
設定データＨ８と同じ値を保持する。カウンタ３２の増
加レートは分周器３１の出力パルスの周波数によって決
定されるので、立上り特性の傾きすなわち時定数は時定
数設定データ’ｒｅによって制御される。

ゲート６４の制御信号Ｔｌは比較器３７から与えられる
。比較器３７は、停止位置設定データＳｘと現在の位置
テークＤｘとの差５ｘ−ＤＸをＡ入力に入力し、減速開
始位置設定データＳ１をＢ入力に入力し、Ａ）Ｂのとき
、つまりモータ１の現在位置がまだ減速開始位置に到達
していないとき、信号”１パを制御信号Ｔ１として出力
する。従って、第：３図のスフ−１−から減速開始位置
までの間はゲート３４が可能化され、加速カーブとして
示された立上り特性を持つ速度設定データ及びそれに引
き続く持続的な最高速度設定テークがゲート６４を通過
する。

減速パターン及び最低速度発生部６８は第３図に示すよ
うな特性に従って減速時の速度指令信号を発生すると共
に最低速度の速度指令信号を発生するものである。演算
及び比較回路３９は、現在の位置データＤｘ、停止位置
設定データＳｘ、減速開始位置設定データＳｌ、低速開
始位置設定データＳ２、最高速度設定データＵＳ、最低
速度設定データＬＳを入力し、これらにもとづき所定の
演算及び比較を行い、立下りパターンメモリ４０を読出
すためのアドレス信号ＡＤ（Ｄｘ）を現在の位置データ
Ｄｘの関数として発生する。また、Ｓ１≧ＳｘｍＤｘ≧
Ｓ２なる比較条件を判断し、これが満たされるとき、つ
まり現在位置が減速開始位置と低速開始位置の間にある
とき、ゲート４１を開放する制御信号Ｔ２を発生する。

アドレス信号ＡＤ（Ｄｘ）はこのゲート７．１を介して
メモリ４０のアドレス入力に与えられる。また、５ｘ−
Ｄ　ｘ　＜　Ｓ　２なる比較条件を判断し、これが満た
されるとき、つまり現在位置が低速開始位置を越えたと
き、ゲート４２を開放する制御信号Ｔ３を発生する。ゲ
ート４２には最低速度設定データＬｓが入力されている
。

立下りパターンメモリ４０は所定の立下りバター〕ノを
記滝しており、その最高値と最低値は最高速Ｄン設定デ
ータＨｓと最低速度設定データＬｓによ・って夫々可変
設定される。アドレス信号ＡＤ（Ｄｘ）は基本的にはＳ
＋　−（Ｓｘ−Ｄｘ）なる式に従ってＤｘの変化に応じ
て変化し、５ｘ−ＤＸ＝Ｓ、のときＡＤ（Ｄｘ）−〇で
最高速度設定データＨ５を読出す。そして、５ｘ−１）
ｘ＝８２のとき最低速度設定データＬＳを読出すことが
できるように該アドレス信号ＡＤ（ＤＸ）の関数がメモ
リ４０の全アドレス数（Ｈｓからｔ、ｓまてのアト１／
ス数）に応じて決定される。従って、減速開始位置から
低速開始位置に至るまでの間で最高速度設定データＨｓ
から最低速度設定データＬＳまで所定の立下りパターン
に従って順次減少する速度設定データが、位置データＤ
ｘに応じたアドレス信号ＡＤ（ＤＸ）に従ってメモリ４
０から読出される。

メモリ４０から読出された速度設定データは第２の速度
指令信号■２としてゲート４３を介してＤ／Ａ変換器６
５に与えられる。

現位置が低速開始位置を越えると、ゲート４１が閉じ、
メモリ４０からの立下りパターンの読出しが終了するが
、今度はゲート４２が開き、最低゛速度設定データＬｓ
が持続的にゲート４６に与えられるようになり、該デー
タＬ３がＤ／Ａ変換器３５に与えられる。

ゲート４３の制御入力には制御信号Ｔ１と比較手段１５
の出力（停止タイミングを示す信号）がオア回路４４及
びインバータ４５．を介して与えられる。現位置が減速
開始位置に到達する前までは、Ｓ　Ｘ　−Ｄ　Ｘ　＞　
３１が満たされているので制御信号Ｔ、が“１″であり
、ゲート３４が開いて、ゲート４３が閉じている。すな
わち第１の速度指令信号Ｖ、が選択されている。しかし
、現位置が減速開始位置に到達した以後は、５ｘ−Ｄｘ
≦Ｓ、となるので、制御信号Ｔ１が′０″となり、ゲー
ト３４が閉じ、オア回路４４の両入力が共に“０”であ
るためインハーク４５の出力が′１“′となり、こわ、
１こよりゲート４３が開かれる。従って、メモリ４０か
ら読出された減速カーブの速度設定データとそれに引き
続く持続的な最低速度設定データＬｓｊなわち第２の速
度指令信号ｖ２がゲート４３を通過してＤ　／　Ａ変換
器３５に与えられる。

比較手段１５においては、オーバラン補償された位置デ
ータＤｘＯと停止位置設定データＳＸとを比較し、停止
すべきこと（Ｄｘｏ＝Ｓｘが成立したこと）を判定する
と、その出力信号を１°“としてフリップフロップ４６
をセットする。このセット呂力Ｑがオア回路４４を介し
てインノ１−タ４５で反転され、ゲート４３が閉じられ
る。従って、停止タイミングにおいて第２の速度指令信
号は零にされる。フリップフロップ４６はスタート時に
リセットされる。

なお、第２図において使用する位置データＤｘ、停止位
置設定データＳｘの代わりに、オー）＜ラン補償済みの
位置データＩ）ｘｏ又は後述する修正済みの設定データ
ＳＸ′を用いてもよい。

上述では立下りパターンメモリ６６を用いているが、メ
モリ３３を用いずにカウンタ６２の出力をそのまま立上
り特性の速度設定データとして用いてもよい。またメモ
リ３６を用いずにアナログの時定数回路を用いて立上り
特性の速度設定データを発生するようにしてもよい。

減速開始位置Ｓ１及び低速開始位置Ｓ２は速度データＤ
ｖ及び加速度データＤα更には必要に応じて負荷条件検
出データＤＰに応じて自動的に可変設定されるようにし
てもよい。

ここでオーバラン補償動作の一例について説明すると、
例えば、移動設定値Ｓｘが１１５ｍｍで、現位置データ
ＤＸが１１３ｍｍまで来たときに速度、加速変更には負
荷条件によって決定されたオーバラン量予測データＯＶ
Ｒがプラス２朋であった場合、そのときの補償済み位置
データＩ）ｘｏが１１５朋となり、比較手段１５の出力
に信号”Ｉ　Ｉ＋が生じ、アクチュエータ１を停止させ
るために速度指令信号が零にされる。この停止タイミン
グからほぼ２ｍｍのオーバランが生じ、望みの１１５ｇ
ｍの位置でアクチュエータ１が停止する。

尚、補償演算回路１２では移動設定値（目標値）Ｓｘの
方を増減補償する（例えば予測オーバラン量分だけ減少
する）ようにしてもよい。更に、現在位置データＤｘと
目標値Ｓｘの両方を夫々適量補償しても同等のオーバラ
ン補償効果を得ることができる。

ところで、アクチュエータ１の負荷条件の変動あるいは
経年変化その他の要因によって、速度あるいは加速度と
実際のオーバラン量との関係が、オーバランＲＯＭ（ま
たはＲＡＭ）８〜１０に記憶されたものとは異なってく
ることがある。このようにオーバランＲＯＭ８〜１０の
記憶内容そのものが誤差を含むようになった場合は、上
述の構成だけでは正確な停止位置決めを行うことが困難
となる。この問題の解決のためには、この発明に従って
位置決めされた実際の停止位置とそのときの設定位置（
目標位置）との誤差をその都度記憶し、その次の位置決
め制御の際に最新の上記誤差を用いて予測オーバラン量
０ＶＲ（あるいは０ＶＲ１，０ＶＲ２，０ＶＲ３）ある
いは位置検出データＤＸあるいはＩ）ｘｏあるいは目標
値データＳｘのいずれか少なくとも１つを修正してやり
、修正したテークを用いて停止タイミング決定のための
比較演算を行うようにするとよい。そのような修正は、
第４図に示すような復習手段５０を付加することによっ
て実現される。

第４図において、誤差演算回路２４は、アクチュエータ
１が停止制御の後完全に停止したとき、停止位置決めさ
れた実際の位置（Ｄｘがこれを表わしている）とそのと
きの停止位置設定値Ｓｘとを比較し、両者間の誤差を正
負符号付きて求めるためのものである。停止検出回路２
５はそれまで移動していたアクチュエータ１が完全に停
止したことを検出し、誤差演算回路２４に演算命令を与
える。この検出は速度データＤｖがゼロになったこと、
あるいは比較手段１５からの停止タイミング信号”１″
の出力時からの一定の時間経過等にもとつき行える。誤
差演算回路２４では演算命令にもとづき現位置データＤ
Ｘと設定値Ｓｘとの差を演算し、その結果を誤差テーク
として偏差演算回路２６に与える。偏差演算回路２６の
他の入力には、今行ったばかりの停止位置決め制御で使
用した偏差データ（正負符号付き）がバッファレジスタ
２７を介して与えられ、この偏差テークの値を回路２４
からの誤差データの値に応じて増減変更する。この演算
回路２６は演算回路２４と同様に回路２５からの演算命
令に従って演算可能化される。偏差演算回路２６から出
力された偏差デーイｌはＲＡＭ（読出し／書込み可能な
メモリ）２８のデータ入力に与えられる。ＲＡＭ２８の
アドレス入力には設定値（目標値）Ｓｘが与えられてお
り、書き込み命令入力には停止検出回路２５から回路２
４．２６に与えられた演算命令と同じものが与えられる
。従って、アクチュエータ１の停止位置決め完了時に回
路２４で求められた設定位置に対する実際の停止位置の
誤差に関連した偏差データが、ＲＡＭ２８におけるその
設定位置に対応するアドレスに書き込まれる。もし、位
置決めが正確であったならば、演算回路２４から出力さ
れた誤差データはゼロであり、演算回路２６からＲＡＭ
２８に与えられる偏差データはバッファ２７から与えら
れたものと同じである。位置決めに誤差があった場合は
、回路２４の出力誤差テークはその誤差に応じた正また
は負の値をもち、バッファ２７からの古い偏差データの
値が誤差テーク値に応じて変更（増加または減少）され
る。

バッファレジスタ２７は、ＲＡＭ２８から読み出された
偏差テークを一時記憶するもので、この記憶は少なくと
も前記演算回路２４．２６における誤差及び偏差の演算
が終了するまで保持される。

ＲＡＭ２８は位置決め制御を行っている間中読み出しモ
ートにされるようになっており、位置決め制御中に適宜
の回路例えばシーケンス回路２１から読み出し命令信号
が与えられる。従って、そのときの位置決め制御におい
て設定されている目標位置Ｓｘに対応するアドレスから
偏差データが読み出される。こうして読み出される偏差
データは、今回アドレス入力された目標設定位置Ｓｘの
値と同じ値の目標設定位置に関して過去においてなされ
た最新の位置決め結果に応じて上述のようｌこして求め
られ記憶されたものである。従ってアクチュエータ１の
現在の負荷条件あるいは動作条件をできる限り反映して
いる最良の偏差データである。こうしてＲＡＭ２８から
読み出された偏差テークは、もし今回の位置決め制御に
おいてこの偏差データに応じた追加の補償（位置データ
Ｄｘを更に進めるまたは遅らせること）を行わなかった
ならば、この偏差データと同量もしくはそれに近い誤差
が設定位置Ｓｘと実際の停止位置との間に生じる可能性
が大きいことを示している。

停止位置設定器１３の出力側に修正演算回路２９が設け
られており、位置決め制御を行っている間中前記ＲＡＭ
２８から与えられる最新の偏差テークに従って、停止位
置目標値Ｓｘを修正し、修正された停止位置目標値ＳＸ
′を比較手段１５に与える。この修正演算は、例えば、
設定器１６からの停止位置目標値Ｓ　Ｘ、に対してＲ，
ＡＭ２８からの最新偏差データを加算または減算するこ
とによって行われる。前述の通り、ＲＡＭ２８に記憶さ
れた偏差データは、最新の位置決め：ｌ；＋Ｊ御によっ
て知り得た誤差であり、今回の制御でこの誤差分の修正
を行イつなかったとするとこれと同等の誤差が再び生じ
るおそれがあるものである。従って、この偏差データに
応じて目標値Ｓｘを変更し、変更された目標値ＳＸ′と
位置データＩ）ｘｏとの比較を行うことにより、予想さ
れる誤差を相殺した正確な位置決め制御が行える。

尚、修正演算回路２９を破線ブロック２９２〜２９ｅで
示す箇所に挿入して予測オーバラン量Ｏｖ　ｐ、又は位
置データＤＸＩＤＸＯを修正するようにしても上述と同
等の作用効果を実現できる。

尚、オーバラン補償を行わずに、復習手段５０による位
置テークＤｘ又は目標値データＳｘの修正のみを行うよ
うにしてもよい。その場合、速度検出手段４、加速度検
出手段５、オーバラン量予測手段７は不要である。

液圧アクチュエータ１を制御するための弁２０は比例制
御弁に限らず、サーボ弁あるいは２速切換弁など連続的
又は段階的な流量制御が可能な弁ならば何を用いてもよ
い。２速切換弁を用いた場合、第１の速度指令信号は設
定された最高速度を維持し、第２の速度指令信号は設定
された最低速度を維持する。

位置検出器２はリニア位置検出型のものに限らず回転位
置検出型のものを用いることもできる。

また、液圧アクチュエータ１はリニア型に限らず、回転
型であってもよい。位置検出器２としては、特開昭５７
．−７０４０６号、特開昭５８−１０６６９１号、実開
昭５９−２３６０９号、実開昭５９−２３６１０号、特
願昭５７−１８８８６５号等に示された位相シフト方式
による直線又は回転型のアブソリュ−１・位置検出器を
用いるとよい。勿論、これに限らず任意の形式の位置検
出器を用いてもよいっまた、速度及び加速度検出手段は
、夫々専用のセンサを設けたものであってもよい。

上記実施例では、ハードワイヤード回路によって本発明
が構成されるように説明したが、マイクロコンピュータ
を用いることもできるのは勿論である。。

し発明の効果〕 以上の通りこの発明によれば、オープンループ方式によ
って正確な位置決めをショックレスに行うことができ、
簡便かつ低コストであり、またループゲインを上げるこ
とができるので、発振現象が起らず位置決め動作を素速
く行うこともできる、という種々の優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るオープンループ制御装置の一実
施例を示すフロック図、第２図は第１図の制御ユニット
内の要部構成例を示すブロック図、第３図は第２図の構
成によって実現される速度設定パターンの一例を示すグ
ラフ、第４図は第１図に付加し得る復習手段の一例を示
すブロック図、である。 １・液圧アクチュエー〃、２・・位置検出器、３圧カセ
ンサ、４　速度検出回路、５　加速度検出回路、６・負
荷条件検出回路、７・・オーバラン量予測手段、１２・
・補償演算回路、１３　停止位置設定器、１４　制御ユ
ニット、１５・比較手段、１６　速度指令信号発生手段
、１７　速度設定器、１８・・位置設定器、２０・比例
制御弁、２２　速度設定手段、２３　減速パターン発生
手段、５０復習手段。 特許出願人　　株式会社ニスジー 同　　　　株式会社島津製作所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液圧アクチュエータの現在位置を検出するための位
   置検出手段と、 前記液圧アクチュエータの移動速度を検出するための速
   度検出手段と、 前記液圧アクチュエータの移動加速度を検出するための
   加速度検出手段と、 設定された速度に応じた第１の速度指令信号を発生する
   速度設定手段と、 所定の減速パターンに従う第２の速度指令信号を前記位
   置検出手段で検出された位置の関数として発生し、前記
   第１の速度指令信号に代えて供給する減速パターン発生
   手段と、 前記第１及び第２の速度指令信号に従って前記液圧アク
   チュエータへの圧力液体の送入を制御する制御弁と、 検出された速度及び加速度のデータを用いて予測オーバ
   ラン量を決定するオーバラン量予測手段と、 設定された位置決め目標値と前記位置検出手段で求めら
   れた位置データの値のうち少なくとも一方を前記決定さ
   れた予測オーバラン量に応じて変更する補償手段と、 前記補償手段で変更されたものに関しては変更されたも
   のを用いて前記位置データと前記目標値とを比較し、こ
   の比較結果に応じて前記アクチュエータの停止タイミン
   グを決定し、この停止タイミングに応じて前記第２の速
   度指令信号を零にする比較手段と、 を具えた液圧アクチュエータのオープンループ制御装置
   。 ２、前記速度設定手段で発生する前記第１の速度指令信
   号は所定の加速特性を含むものである特許請求の範囲第
   １項記載のオープンループ制御装置。 ３、前記減速パターンは連続的な速度変化を指示するも
   のである特許請求の範囲第１項又は第２項記載のオープ
   ンループ制御装置。 ４、前記制御弁は比例制御弁から成るものである特許請
   求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載のオープン
   ループ制御装置。 ５、前記第１の速度指令信号は設定可能な最高速度を少
   なくとも指示するものであり、前記第２の速度指令信号
   は設定可能な最低速度（但し速度零を除く）を少なくと
   も指示するものである特許請求の範囲第１項記載のオー
   プンループ制御装置。 ６、前記制御弁は２速切換弁から成るものである特許請
   求の範囲第５項記載のオープンループ制御装置。 ７、前記減速パターン発生手段は、減速開始位置から低
   速開始位置までの間で所定の高速度から所定の低速度に
   至る連続的な速度減少を指示する前記第２の速度指令信
   号を前記位置検出手段で得られた位置データに応じて発
   生し、前記低速開始位置から前記停止タイミングまでの
   間では前記所定の低速度を指示し続ける前記第２の速度
   指令信号を発生するものである特許請求の範囲第１項記
   載のオープンループ制御装置。 ８、前記減速開始位置、前記低速開始位置、前記所定の
   高速度及び前記所定の低速度が夫々設定可能である特許
   請求の範囲第７項記載のオープンループ制御装置。 ９、前記減速開始位置及び低速開始位置が検出された速
   度及び加速度に応じて可変設定されるようにした特許請
   求の範囲第８項記載のオープンループ制御装置。 １０、前記速度設定手段は、前記アクチュエータの移動
   開始時に零から前記所定の高速度まで次第に増加する前
   記第１の速度指令信号を発生し、その後前記減速開始位
   置に至るまで前記所定の高速度を維持する前記第１の速
   度指令信号を発生するものである特許請求の範囲第７項
   又は第８項記載のオープンループ制御装置。 １１、液圧アクチュエータの現在位置を検出するための
   位置検出手段と、 設定された速度に応じた第１の速度指令信号を発生する
   速度設定手段と、 所定の減速パターンに従う第２の速度指令信号を前記位
   置検出手段で検出された位置の関数として発生し、前記
   第１の速度指令信号に代えて供給する減速パターン発生
   手段と、 前記第１及び第２の速度指令信号に従って前記液圧アク
   チュエータへの圧力液体の送入を制御する制御弁と、 設定された位置決め目標値と前記位置検出手段で求めら
   れた位置データとを比較し、この比較結果に応じて前記
   アクチュエータの停止タイミングを決定し、この停止タ
   イミングに応じて前記第２の速度指令信号を零にする比
   較手段と、 前記アクチュエータの位置決めが完了したときに前記目
   標値に対する実際のアクチュエータ停止位置の誤差を検
   出する手段と、 検出した誤差に関連するデータを記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶されたデータを次回の位置決め制御
   のために読み出して、前記設定された位置決め目標値及
   び前記位置検出手段で検出された位置データの少なくと
   も１つをこのデータに応じて修正する修正手段と、 を具えた液圧アクチュエータのオープンループ制御装置
   。 １２、液圧アクチュエータの現在位置を検出するための
   位置検出手段と、 前記液圧アクチュエータの移動速度を検出するための速
   度検出手段と、 前記液圧アクチュエータの移動加速度を検出するための
   加速度検出手段と、 前記液圧アクチュエータの負荷条件を検出するための負
   荷条件検出手段と、 設定された速度に応じた第１の速度指令信号を発生する
   速度設定手段と、 所定の減速パターンに従う第２の速度指令信号を前記位
   置検出手段で検出された位置の関数として発生し、前記
   第１の速度指令信号に代えて供給する減速パターン発生
   手段と、 前記第１及び第２の速度指令信号に従って前記液圧アク
   チュエータへの圧力液体の送入を制御する制御弁と、 検出された速度及び加速度及び負荷条件のデータを用い
   て予測オーバラン量を決定するオーバラン量予測手段と
   、 設定された位置決め目標値と前記位置検出手段で求めら
   れた位置データの値のうち少なくとも一方を前記決定さ
   れた予測オーバラン量に応じて変更する補償手段と、 前記補償手段で変更されたものに関しては変更されたも
   のを用いて前記位置データと前記目標値とを比較し、こ
   の比較結果に応じて前記アクチュエータの停止タイミン
   グを決定し、この停止タイミングに応じて前記第２の速
   度指令信号を零にする比較手段と、 前記アクチュエータの位置決めが完了したときに前記目
   標値に対する実際のアクチュエータ停止位置の誤差を検
   出する手段と、 検出した誤差に関連するデータを記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶されたデータを次回の位置決め制御
   のために読み出して、前記予測オーバラン量、設定され
   た位置決め目標値、前記位置検出手段で検出された位置
   データ、の少なくとも１つをこのデータに応じて修正す
   る修正手段と、を具えた液圧アクチュエータのオープン
   ループ制御装置。