JPS6386002A - 負荷制御装置 - 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］ 本発明は、クローズドループ制御系を構成し、制御量と
しての荷重が、命令信号に忠実に正確に追従するように
ホ１］御する負荷制御装置に関する。

［従来の技術］ 例えば材料試験器においては、第２図に示すようにクロ
ーズドループ制御系を構成して荷重制御を行なっている
。すなわち、負荷パターン用発振器５と設定器６とによ
って設定′ＡＩ節された命令１３号が面段サーボ増幅器
７を介してサーボアンプ８へ入力され、サーボアンプ８
の出力はサーボ弁９に伝達され、サーボブｉ−９は電気
入力信号に従ってアクチュエータ１を駆動する。アクチ
ュエータ１の作動によって試験片２に加えられる荷重は
ロードセル３によって検出され、検出信号は前段ロード
アンプｌＯ，後段ロートアンプ１２で増幅されサーボア
ンプ８の中で命令信号と比較され、その偏差が零になる
ように制御される。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記閉回路を構成した制御系において、帰還信号として
検出信号を出力する検出増幅器のレンジ１１を変更する
と、制御閉ループの利得が変化する。これはレンジを変
更することにより、検出増幅器の利得が変化し帰還利得
が変化するからである。そのため、命令信号に忠実な制
御を行なうには、変化前と同等の制御閉ループ利得にす
るためサーボ系の制御利得を変化分だけ補正する調節が
、レンジの変更ごとに必要になるという問題点があった
。また、制御利得を調節するについては、制御利得幅が
帰還利得幅と試験材料の特性幅を加えた以上に調節でき
るようにしておかなければならなかった。

そこで本発明は、クローズドループ制御系において、帰
還信号用増幅器のレンジを変更した際、サーボ系の制御
利得をその変化分について自動的に補正するようにした
負荷制御装置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コ 本発明は上記問題点を解決するため、次のような構成を
採用した。

すなわち、本発明にかかる負荷制御装置は、命令信号発
生手段によりあらかじめ設定調節され、サーボ系増幅器
を介してアクチュエータに入力される命令信号と、アク
チュエータの作動により発生する負荷対象の変化が検出
器で検出され、検出増幅器を介して帰還信号として出力
される検出信号とを比較し、これら両信号の偏差が零に
なるように制御量をフィードバックしてクローズドルー
プを構成した負荷制御装置において、前記サーボ系増幅
器の利得を任意に設定できるサーボ系増幅器の利得設定
手段と、前記検出増幅器の利得を任意に設定できる検出
増幅器の利得設定手段と、該検出増幅器の利得設定手段
により検出増幅器の利得を変化させた際、この利得の変
化分に対し制御ループ内利得を一定にするためのサーボ
系増幅器の補償利得を演算して求め、演算によって求め
た補償利得をサーボ系増幅器の利得設定手段へ設定指示
する制御手段とを設けたことを特徴とする。

［作用］ 検出増幅器の増幅度を変更した場合、フィードバック利
得の変化分に対して制御ループ利得を一定に保つために
、制御手段がサーボ系増幅器の補償利得を演算し利得設
定手段へ補償利得を設定指示するので、人的なサーボ系
の制御利得調整が不要になる。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例である負荷制御装置を電気油圧
式材料試験機に適用して荷重制御を行なう場合の構成を
示すブロック図である。アクチュエータ１を駆動するサ
ーボ弁９には、負荷パターン用発振器５から出力される
各種負荷パターンのうち設定器６で設定された設定信号
が、補償用乗算型Ｄ／Ａ１４、制御利得微調節用乗算型
Ｄ／Ａ１５、サーボアンプ８を介して入力される。サー
ボ弁９はこの電気入力信号に従ってアクチュエータ１を
駆動する。アクチュエータ１の作動によって試験片２に
加えられる荷重はロードセル３で検出される。ロードセ
ル３の検出信号は、前段ロードアンプ１０、検出感度調
節用乗算型Ｄ／Ａ１６、後段ロードアンプ１２を介して
サーボアンプ８ヘフイードバツクされ、サーボアンプ８
の中で設定信号と比較される。サーボアンプ８はこれら
両信号の偏差信号を増幅してサーボ弁９を応答させ、設
定信号に忠実に荷重制御するように作動する。

上記構成において、サーボ系の制御利得は、補償用乗算
型Ｄ／Ａ１４、制御利得微調節用乗算型Ｄ／Ａ　１５に
よって設定される。また、検出増幅器の増幅倍率は、検
出感度調節用乗算型Ｄ／Ａ１６によって設定される。こ
れら乗算型Ｄ／Ａへの乗算値設定は、ＣＰＵ１８からそ
れぞれ並列入出力器１９，２０．２１を介して出力され
る設定信号によって行なわれる。

検出感度調節用乗算型Ｄ／Ａ１６にキーボード２７から
設定倍率の変更を指示すると、例えばその利得がもとの
ＧｄからＧｄ’　に変わる。そのため、フィードバック
利得がＧｄ’／Ｇｄ−１だけ変化することになる。そこ
で、制御ループ利得を一定にするために、ＣＰＵ１８は
サーボ系の制御利得Ｇｓに対して補償利得Ｇｓ′をＧｓ
’　＝Ｇ　ｓ　ｘ　（１＋　Ｇ　ｄ　’　／　Ｇ　ｄ　
）と演算して求め、新規にＧｓ’　を補償用乗算型Ｄ／
Ａ　１４に乗算値として設定する。この設定に次いで試
料の特性に合わせて最適な制御が行なわれるように制御
利得微調節用乗算型Ｄ／Ａ１５に微調節値を設定する。

上記ＣＰＵ　１８による演算、設定変更等はＲＯＭ２３
に書き込まれたプログラムに従って行なわれ、各乗算型
Ｄ／Ａへの設定乗算値等はＲＡＭ２４で記憶される。Ｒ
ＡＭ２４はバッテリー２５によって記憶内容がバックア
ップされる。

実際のハードウェアの設定手順としては、キーボード２
７から入力されたＧｄ’の信号に基づいて先ずＧｓ’を
演算し、Ｇｄ’を０３信号によって検出感度調節用乗算
型Ｄ／Ａ　１６設定するとともに、同時にＧｓ’を０１
信号によって補償用乗算型Ｄ　／　Ａ　１４に設定する
。この設定後にキーボード２７からの人力により微調節
値をＣ２倍号によって；ＩＩＩＩ御利得微調節用乗算’
；’４Ｄ／Ａ１５に設定する。

上記実施例では、制御利得微調節用Ｄ／Ａ１５によって
微調節を行なうが、必ずしも必要ではなく補償用乗算型
Ｄ／Ａ１４によって包括的に調節することもできる。ま
た、ＣＰＵ１８による制御を行なわなくとも手動式で構
成してもよい。

上記実施例では荷重を制御対象としたが、変位等を制御
対象とし、上記と同様の検出増幅器を増設し、ＣＰＵか
らの指示によって作動する制御機構を切換えるようにし
て異種制ｍｍを制御するようにしてもよい。また、制御
状態をモニター１−る場合、制０４量を一定に保持しな
がら、モニターレベルのみ変化させるには、負荷パター
ンの設定器６を乗算型Ｄ／Ａに置き替えてｃｐｕで設定
信号を調節す・ればよい。

［発明の効果］ 上記説明から明らかなように、本発明にかかる負荷制御
装置は、検出増幅器の倍率に伴うサーボ系の制御利得調
節が自動的に行なわれ、煩雑な調節操作が不要となり操
作性が向上し誤操作も防止できるようになった。また、
コンピュータによる自動化も可能となり試料に適合し０
０た制御感度を容易かつ正確に設定できるようになった
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を電気油圧式材料試験機に適用
した場合の構成を示すブロック図、第２図は従来の負荷
制御装置の構成を示すブロック図である。 １・・・アクチュエータ　３・・・ロードセル５・・・
負荷パターン用発拡器 ８・・・サーボアンプ　　９・・・サーボ弁１０．１２
・・・検出増幅器 １４・・・補償用乗算型

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）命令信号発生手段によりあらかじめ設定調節され
   、サーボ系増幅器を介してアクチュエータに入力される
   命令信号と、アクチュエータの作動により発生する負荷
   対象の変化が検出器で検出され、検出増幅器を介して帰
   還信号として出力される検出信号とを比較し、これら両
   信号の偏差が零になるように制御量をフィードバックし
   てクローズドループを構成した負荷制御装置において、
   前記サーボ系増幅器の利得を任意に設定できるサーボ系
   増幅器の利得設定手段と、前記検出増幅器の利得を任意
   に設定できる検出増幅器の利得設定手段と、該検出増幅
   器の利得設定手段により検出増幅器の利得を変化させた
   際、この利得の変化分に対し制御ループ内利得を一定に
   するためのサーボ系増幅器の補償利得を演算して求め、
   演算によって求めた補償利得をサーボ系増幅器の利得設
   定手段へ設定指示する制御手段とを設けたことを特徴と
   する負荷制御装置。