JPS623314A - 電気油圧式サーボ駆動系の変位制御装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は電気油圧式サーボ駆動系の変位制御方式に関し
、例えば、コンクリート構造物の強度試験を行なう構造
物ジヤツキシステムに用いられるものである。

（ロ）従来技術 第２図は構造物ジヤツキシステム等に用いられる電気油
圧式サーボ駆動系の従来例を示す。サーボアンプ３１は
変位設定器３２の設定値と変位アンプ３３からの変位フ
ィードバックとの偏差に応じた出力をサーボ弁３４に与
え、サーボ弁３４はこの入力に応じて油圧源３５からア
クチュエータ３６に供給される油圧油の流量と方向を制
御する。

アクチュエータ３６のピストン３７の変位量は、変位計
３８により検出されて変位アンプ３３へ与えられる。

この電気油圧式サーボ駆動系において、例えば±２００
　璽重のストロークでアクチュエータ３６を制御する場
合、変位アンプ３３のレンジを±２００鶴のフルスケー
ルに設定し、この状態で１０μ単位にてピストン３７の
変位を制御しようとすると、変位アンプ３３自体に１０
／２０００００＝１　／２００００の分解能が要求され
る０通常においては、この量はノイズレベルあるいは制
御誤差程度になり、したがって、１０μの分解能ではア
クチュエータ３６を動作させることができない。

（ハ）発明の目的 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、広範囲且つ高分解能で変位制御が可能な電気油圧
式サーボ駆動系の変位制御方式を提供することである。

（ニ）発明の構成 本発明による電気油圧式サーボ駆動系の変位制御方式は
、アクチュエータの目標となる変位に対応して上記アク
チュエータの微少変位を検出する微少変位検出手段の位
置を制御する第１の閉ループ制御系と、上記微少変位検
出手段の位置に対応して上記アクチュエータの変位を制
御する第２の閉ループ制御系とを有することを特徴とす
る。

（ホ）実施例 以下一本発明の一実施例について説明する。

第１図に示すように、アクチェエータｌにはサーボ弁２
を介して油圧源３から油圧油が供給され、サーボ弁２に
より油圧油の流量と方向が制御されてアクチュエータ１
のピストン４が矢印方向へ駆動される。

微少変位計コイル５は、支持部材６に設置され、この微
少変位計コイル５を貫通自在である鉄心７はピストン４
の一端に支持部材８を介して支持される。支持部材６は
ネジ９の回転により矢印方向ａへ移動自在であり、ネジ
９はモータ１０により回転駆動される。ネジ９は両端部
が支持部材１１゜１２により回転自在に支持され、支持
部材１１゜１２はアクチュエータ１を形成するシリンダ
１３に固設される。

マグネスケール１４は、その両端部が支持部材１１．１
２により支持され、ネジ９と並行方向にシリンダ１３に
支持される。マグネスケール１３のへラド１５は、支持
部材６に設置される。

変位設定部１６のデジタル設定部１７、サーボアンプ１
Ｂ、モータ１０．ボールネジ９、マグネスケール１４、
ヘッド１５並びにロングストローク変位検出器１９は、
微少変位計コイル５の位置制御を行なう閉ループ制御系
２０を構成する。さらに、変位設定部１６のアナログ設
定部２１、サーボアンプ２２、サーボ弁２、アクチュエ
ータ１、鉄心７、微少変位針コイル５並びに微少変位ア
ンプ２３は、アクチェエータ１の変位制御を行なう閉ル
ープ制御系２４を構成する。

ロングストローク変位検出器１９は、マグネスケール１
４のへラド１５からの信号により微少変位計コイル５の
位置を検出する。変位設定部１６のデジタル設定部１７
は、アクチュエータ１の変位の目標値をデジタル値で出
力する。サーボアンプ１８は、デジタル設定部１７から
の目標値とロングストローク変位検出器１９からの微少
変位計コイル５の位置検出値との偏差に応じてモータ１
０を制御する。したがって、微少変位計コイル５は、ア
クチェエータｌの変位の目標値に対応して位置制御され
る。

微少変位アンプ２３は、微少変位計コイル５からの信号
を受けて、ピストン４の微少変位を表わす信号を出力す
る。変位設定部１６のアナログ設定部２１は、アクチュ
エータ１の変位の目標値をアナログ値で出力する。サー
ボアンプ２２は、アナログ設定部２１からの目標値と微
少変位アンプ２３からの変位検出値との偏差に応じてサ
ーボ弁２を制御する。したがって、アクチェエータｌは
、微少変位計コイル５の位置に対応して変位制御される
。

この電気油圧式サーボ駆動系においては、先ず、変位設
定部１６からのアクチュエータｌの変位・の目標値と微
少コイル５の現在位置との偏差に応じてサーボアンプ１
８の出力信号によりモータ１０が駆動され、微少変位計
コイル５がアクチュエータ１の目標変位の方向へ駆動さ
れる。微少変位針コイル５の移動により、鉄心７と微少
変位計コイル５との相対位置が変化し、この位置変化に
応してサーボアンプ２２からの信号がサーボ弁２に与え
られてアクチュエータ１が駆動される。微少変位計コイ
ル５が目標位置に到達するとモータ１゜は停止し、さら
に、鉄心７が微少変位針コイル５に対して所定の位置に
到達するとサーボ弁２が閉じ、アクチュエータ１は停止
する。微少変位針コイル５の移動は閉ループ制御系２４
の外乱となり、閉ループ制御系２４は入カ一定として動
作するため、ピストン４は微少変位計コイル５と同じ動
きを行なう。

いま、ピストン４の変位量をＸｓ、微少変位計コイル５
による変位検出値をＸｏ、マグネスケール１４による変
位検出値をＸＭとすると、Ｘ５＝Ｘｏ＋ＸＭ となる。微少変位針コイル５は、検出ストロークが±５
　ｘｍ程度で分解能は５μ程度である。マグネスケール
１４は、Ｉ食出ストロークが±２００ｍ園ないし±４０
０１程度で分解能は１μ程度である。

この電気油圧式サーボ駆動系の変位制御方式を構造物ジ
ヤツキシステムに通用した場合、小変位量の動的及び静
的な試験は微少変位のアナログ制御でｊ子ない、大変位
量の静的な試験はマグネスケールを用いたデジタル制御
により行なう。

（へ〉発明の詳細 な説明したように、本発明においては、アクチュエータ
の目標となる変位に対応して微少変位検出手段を位置制
御し、この微少変位検出手段の位置に対応してアクチュ
エータ、の変位を制御するようにしたので、広い制御範
囲で且つ高分解能で変位制御が可能になり、例えば構造
物の強度試験においてコンクリート等の剛性の高い供試
体の弾性域から破壊状態までの試験を高精度で行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のブロック構成を示す図、第２図
は従来例のブロック構成を示す図である。 １・・・アクチュエータ　　２・・・サーボ弁５・・・
微少変位計コイル　７・・・鉄心１０・・・モータ　　
　　　１４・・・マグネスケール１６・・・変位設定部
　　　１７・・・デジタル設定部１８．２２・・・サー
ボアンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクチュエータの目標となる変位に対して上記ア
   クチュエータの微少変位を検出する微少変位検出手段の
   位置を制御する第１の閉ループ制御系と、上記微少変位
   検出手段の位置に対応して上記アクチュエータの変位を
   制御する第２の閉ループ制御系とを有することを特徴と
   する電気油圧式サーボ駆動系の変位制御方式。
2. （２）上記第１の閉ループ制御系は上記微少変位検出手
   段の位置を検出する位置検出手段と上記変位検出手段を
   駆動する駆動手段とを備えたデジタル制御系であり、上
   記第２の閉ループ制御系は上記アクチュエータと上記微
   少変位検出手段との位置の偏差に応じて上記アクチュエ
   ータへ供給する油圧油の流量と方向を制御するサーボ弁
   を備えたアナログ制御系である特許請求の範囲第１項記
   載の電気油圧式サーボ駆動系の変位制御方式。