KR910700411A - 디지탈 서보 밸브 시스템 - Google Patents

디지탈 서보 밸브 시스템

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KR910700411A
KR910700411A KR1019900701744A KR900701744A KR910700411A KR 910700411 A KR910700411 A KR 910700411A KR 1019900701744 A KR1019900701744 A KR 1019900701744A KR 900701744 A KR900701744 A KR 900701744A KR 910700411 A KR910700411 A KR 910700411A
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KR
South Korea
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spool
actuator
valve
servo valve
digital servo
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Application number
KR1019900701744A
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Inventor
올센 제니
제이. 스퍼벡 알버트
하맨 에릭
디앵겔로 게리
Original Assignee
올센 제니
올센 콘트롤스, 인코오포레이티드
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Publication date
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Abstract

내용 없음.

Description

디지탈 서보 밸브 시스템
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명에 따라 제공되는 디지탈 서보 밸브 시스템에 대한 개략도.
제2도는 제1도의 제어기의 상세 개략도.
제3도는 제2도의 제어기와 함께 사용되는 폐쇄 루프 제어 알고리듬을 상세화한 도면.

Claims (33)

  1. 변위 가능한 작동기를 제어하기 위한 디지탈 서보 밸브시스템에 있어서, 서로 이격된 복수의 채널을 갖는 내부 종방향 공동을 가지며, 상기 채널의 각각이 유체 압력소스, 유체압력 복귀부 및 작동기와 교신하도록 된 밸브 본체와; 상기 공동내에서 종방향 축을 따라 변위 가능하고 복수의 리세스된 영역과 교대로 이격된 복수의 원통형 영역을 갖는 밸브스풀을 구비하는데, 이 밸브 스풀은 그 스풀의 축방향 변위에 따라서 상기 채널을 통한 유체흐름을 조절하기 위해 상기 밸브본체와 연동적으로 구성되고; 상기 밸브 본체 및 상기 스풀에 장착되어 수신된 회전변위를 상기 스풀의 선형변위로 변환하기 위한 회전/선형 변환수단과; 작동기 변위를 나타내는 신호를 제공하기 위한 피드백 수단과; 위치 명령신호에 응답하여 이산회전 변위를 제공하기 위한 모터수단과; 상기 피드백신호 및 작동기 제어신호를 수신하여 현재의 작동기 변수값을 계산하고, 그 계산된 값을 공칭 작동기 변수값과 비교하며, 상기 수신 및 계산된 신호로 부터 상기 위치 명령신호를 반복적으로 판정하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 공칭작동기 변수를 상기 피드백 신호와 비교하여 수정된 위치 명령 신호를 발생시켜 적절한 밸브제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  3. 변위 가능한 작동기를 제어하기 위한 개방 루프 디지탈 밸브 제어 시스템에 있어서, 서로 이격된 복수의 채널을 갖는 내부 종방향 공동을 가지며, 상기 채널의 각각이 유체 압력소스, 유체압력 복귀부 및 작동기와 교신하도록 된 밸브 본체와; 상기 공동내에서 종방향 축을 따라 변위 가능하고 복수의 리세스된 영역과 교대로 이격된 복수의 원통형 영역을 갖는 밸브 스풀을 구비하는데, 상기 밸브 스풀은 그 스풀의 축방향 변위에 따라서 상기 채널을 통한 유체흐름을 조절하기 위해 상기 밸브본체와 연동적으로 구성되고; 상기 밸브 본체 및 상기 스풀에 장착되어 수신된 회전변위를 상기 스풀의 선형변위로 변환하기 위한 회전/선형 변환수단과; 위치 명령 신호에 응답하여 이산회전 변위를 제공하기 위한 모터 수단과; 작동기 제어신호를 수신하여 현재의 작동기 변수값을 계산하고, 그 계산된 값을 미리 선택된 작동기 변수값과 비교하며, 상기 수신 및 계산된 신호로 부터 상기 위치 명령신호를 반복적으로 판정하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 개방루프 디지탈 밸브 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 정비례, 적분 및 미분(PID) 폐쇄루프 제어 알고리듬을 이용하여 상기 위치 명령신호를 판정하는 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 작동기 변수값을 계산하여 그 계산된 값을 실시간에서 상기 미리 선택된 값과 비교하는 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제어 알로리듬은 위치에러의 현재값을 설정하여 그 위치 에러값을 다른 위치 에러값들과 연속 반복적으로 합성하는 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 출력 피드백 원리로부터 유도된 폐쇄루프제어 알로리듬을 사용하여 상기 명령신호를 판정하는 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상태 스페이스 원리로부터 유도된 폐쇄 루프 제어 알로리듬을 사용하여 상기 위치 명령신호를 판정하는 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 상태 스페이스 알로리듬은 시스템 내의 다른 변수들로 부터 상기 알로리듬에 의해 구성된 추정변수를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 추정변수는 루리엔버거형(Lleuenberger type) 변수로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 추정변수는 칼맬(Kalman) 필터로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  12. 제8항에 있어서, 상기 상태 스페이스 알로리듬은 선형 2차 레귤레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  13. 제8항에 있어서, 상기 상태 스페이스 알로리듬은 극성변위 기법으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 계산된 변수는 작동기 속력 및 가속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 계산된 변수값을 그것의 미리 선택된 값과 비교하고, 그 계산된 값이 상기 미리 선택된 값을 초과하는 경우 시간지연을 제공하여 작동기의 현재 응답을 제공하는 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 상기 밸브본체, 상기 유체압력 소스, 상기 조절된 유체흐름을 수신하여 유압 응용을 제공하는 유체 압력 복귀부 및 작동기로 구성된 하나 이상의 아날로그 서보 밸브를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 밸브 스풀위치 및 속력을 결정하고 상기 작동기의 계산된 위치를 상기 작동기의 측정된 위치와 비교하여 상기 밸브 스풀이 감속위치 및 스풀속력에 도달되어 있는지의 여부를 추가로 결정하는 알로리듬을 구비하고; 상기 제어기는 상기 밸브 스풀위치가 명령된 위치로부터 선택된 거리 이내에 있을때 최종 밸브 스풀 위치 설정 알로리듬을 선택하는 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제어기는 상기 작동기 변수값에 따라서 감속제어 서브 알고리듬, 속력제어 서브 알고리듬 및 가속제어 서브 알고리듬으로부터 상기 최종밸브 스풀 위치설정 알고리듬을 구성하는 것을 특징으로 하는 디지탈 서보 밸브 시스템.
  19. 서보 밸브에서 사용하기 위한 변환 어셈블리에 있어서, 종방향 축에 대하여 회전가능 및 변환가능한 스풀과; 상기 스풀을 수용하기 위한 내부공동을 가진 본체와; 제1단부가 상기 스풀에 부착되어 반대방향의 제2스풀에서 수신된 회전을 축방향 스풀변위로 변환하기 위한 볼/스크류 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 변환 어셈블리.
  20. 제19항에 있어서, 상기 볼/스크류 수단은 상기 제2단부에서 상기 스풀에 고정된 외부 중공부재와; 외부면을 가진 상기 내부부재와 반대의 내부면을 갖는 상기 중공부재가 그것에 대하여 360°로 연장된 상축을 따라 헬리컬 채널을 형성하도록 구성되고; 상기 채널내에 배치되어, 상기 채널과 정합하도록 구성된 복수의 변위 가능한 볼을 구비하는 것을 특징으로 하는 변환 어셈블리.
  21. 서보 밸브에 있어서, 종방향 축에 대하여 회전가능 및 변환 가능한 스풀과; 상기 스풀을 수용하기 위한 내부공동을 가진 밸브본체와; 상기 스풀의 제1단부에 위치되어 상기 축에 대하여 상기 스풀의 회전을 제공하기 위한 회전수단과; 반대의 제2단부에서 상기 스풀에 부착되어 상기 회전을 상기 축에 따른 변위로 변환하기 위한 볼/스크류 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 서보밸브.
  22. 제12항에 있어서, 상기 볼/스크류 수단은 상기 제2스풀단부에서 상기 스풀에 고정되는 내부부재와; 상기 내부부재를 수용하도록 구성된 상기 본체에 고정되는 외부 중공부재와; 외부면을 가진 상기 내부부재와 반대의 내부면을 가진 상기 중공 부재가 그것에 대하여 360°로 연장된 상기 축을 따라 헬리컬 채널을 형성하도록 구성되고; 상기 채널 내에 배치되어 상기 채널과 정합하도록 구성된 복수의 변위 가능한 볼을 구비하는 것을 특징으로 하는 서보밸브 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 헬리컬 채널 및 상기 볼은 그들간에 약 0.001 인치의 허용 오차를 갖는 것을 특징으로 하는 서보밸브 시스템.
  24. 제21항에 있어서, 상기 스풀의 내부 공동에서 상기 축을 따라 배치되고, 각각 상기 스풀의 제1단부 및 상기 볼/스크류 수단에 고정된 반대 단부를 가지며, 상기 축에 대하여 볼/스크류 수단 및 상기 스풀간의 반경방향 변위를 제공하는 장력바아 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 서보 밸브.
  25. 제21항에 있어서, 상기 스풀의 내부공동에서 상기 축을 따라 배치되고, 각각 상기 스풀의 제1단부 및 상기 볼/스크류 수단에 고정된 반대 단부를 가지며, 상기 축에 대하여 상기 볼 스크류 수단 및 상기 스풀간의 각도변위를 제공하는 장력 바아 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 서보 밸브.
  26. 제25항에 있어서, 상기 스풀의 내부공동은 상기 장력바아 수단의 직경을 초과하는 직경을 갖는 특징으로 하는 서보 밸브.
  27. 복수의 위치설정 저지구로 회전 가능한 출력 샤프트 상의 토오크를 여기하는 스테퍼모터와 함께 사용되는 복귀장치에 있어서, 출력 샤프트 지지구의 토오크 보다 크거나 스테퍼모터 토오크 보다 적은 크기를 갖는 출력 샤프트 상의 토오크를 여기하기 위한 스프링 수단과; 상기 출력 샤프트에 대하여 상기 스프링 수단을 위치 설정하여 늘 위치를 형성하고, 스테퍼모터 토어크의 부재시 상기 출력 샤프트를 상기 눌 위치로 회전시키도록 상기 스프링 토오크를 인가하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 복귀장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 복귀장치는 샤프트를 그 샤프트의 1회전 보다 적거나 같게 회전시키는 것을 특징으로 하는 복귀장치.
  29. 제27항에 있어서, 상기 스프링 토오크는 시계방향 및 시계 반대방향으로 가해지는 것을 특징으로 하는 복귀장치.
  30. 원통형 내부공동을 가진 서보밸브와 함께 사용하기 위한 밸브 스풀에 있어서, 종방향으로 이격된 복수의 원통형 영역과; 상기 영역에 인접되어 있으며 그 인접 영역과 접한 적어도 하나의 곡선단부 부분을 가진 복수의 리세스 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 스풀.
  31. 제30항에 있어서, 상기 복수의 리세스 영역은 중앙영역 및 반대의 측부영역을 포함하며, 상기 중앙영역은 그 양단부에서 상기 곡선영역을 가지며, 상기 측부영역은 상기 중앙리세스 영역으로 부터 연장된 증가하는 직경의 원추형 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 밸브 스풀.
  32. 서브 밸브에 있어서, 내부 종방향 공동과 서로 이격된 복수의 원통형 채널을 가진 밸브본체와; 상기 공동내에서 종방향 축을 따라 변위 가능하고, 적어도 하나의 곡선단부부분을 갖는 복수의 리세스영역과 교대로 이격된 복수의 원통형 영역을 가진 밸브 스풀을 구비하는 것을 특징으로 하는 서보 밸브.
  33. 제32항에 있어서, 상기 복수의 리세스 영역의 각각은 중앙 단면 및 반대측부단면을 포함하고, 상기 중앙 단면은 반대곡선단면 부분을 가지며, 상기 측부 영역은 상기 중앙 리세스 영역으로 부터 연장된 증가하는 직경의 원추형 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 서보 밸브.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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