JPS6383404A - Speed control device for hydraulic actuator - Google Patents
Speed control device for hydraulic actuatorInfo
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- JPS6383404A JPS6383404A JP22417886A JP22417886A JPS6383404A JP S6383404 A JPS6383404 A JP S6383404A JP 22417886 A JP22417886 A JP 22417886A JP 22417886 A JP22417886 A JP 22417886A JP S6383404 A JPS6383404 A JP S6383404A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、ディジタル弁による流体の調整で液圧アクチ
ュエータの駆動速度を制御する速度制御装置に関し、特
にアクチュエータの駆動速度を設定速度とするようにフ
ィードバック制御する液圧アクチュエータの速度制御装
置に関する。Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a speed control device that controls the drive speed of a hydraulic actuator by regulating fluid using a digital valve, and in particular to a speed control device that controls the drive speed of a hydraulic actuator to a set speed. The present invention relates to a speed control device for a hydraulic actuator that performs feedback control.
(従来の技術)
従来、ディジタル制御方式をとる従来の速度制御装置と
しては例えば第6図に示ずものが知られている。(Prior Art) Conventionally, as a conventional speed control device using a digital control method, one shown in FIG. 6, for example, is known.
第6図において、24はディジタル速度設定器であり、
アクチュエータ20を駆動するための設定速度Vを例え
ば8ビツトのディジタルデータとして出力する。30は
アクチュエータ20の駆動速度に比例した周波数のパル
ス信号を出力するロータリエンコーダであり、ロータリ
エンコーダ30からのパルス信号は速度検出器32に入
力され、速度検出器32は例えばパルス信号の周明王の
逆数(1/T)からアクチュエータ20の駆動速度Vを
検出し、8ビツトのディジタル速度データVとして出力
する。In FIG. 6, 24 is a digital speed setting device;
The set speed V for driving the actuator 20 is output as, for example, 8-bit digital data. 30 is a rotary encoder that outputs a pulse signal with a frequency proportional to the driving speed of the actuator 20. The pulse signal from the rotary encoder 30 is input to a speed detector 32, and the speed detector 32 outputs a pulse signal with a frequency proportional to the driving speed of the actuator 20. The driving speed V of the actuator 20 is detected from the reciprocal (1/T) and output as 8-bit digital speed data V.
26は演算ユニットであり、ディジタル速度設定器24
からの設定速度データVSと速度検出器32からの検出
速度データ■を入力し、ディジタル演算により両者の偏
差Δv=vs−vを求め、更に例えば比例積分制御のた
め、(Kp・Δv十KifΔVdt)のディジタル演算
を実行する。26 is an arithmetic unit, and a digital speed setting device 24
Input the set speed data VS from the speed detector 32 and the detected speed data ■ from the speed detector 32, calculate the deviation Δv=vs−v between the two by digital calculation, and further calculate (Kp・Δv+KifΔVdt) for proportional-integral control, for example. Executes digital operations.
28はD/A変換器であり、演算ユニット26から出力
される制御データをアナログ信号に変換し、サーボ増幅
器14で増幅してサーボ弁16にアナログ制御信号を出
力する。28 is a D/A converter that converts the control data output from the arithmetic unit 26 into an analog signal, amplifies it with the servo amplifier 14, and outputs the analog control signal to the servo valve 16.
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、このような従来のサーボ弁を用いた液圧
アクチュエータの速度制御装置にあっては、サーボ弁内
のフラッパやスプール等の作動は微小な埃塵によっても
スティック等が発生するため保守管理が煩雑で、しかも
サーボ弁は装置が大きく高価となり、更に、制御が容易
でしかも精度の良いディジタル制御を行なおうとすると
D/A変換器等が必要となってシステムが高価で大きく
なる等の欠点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the speed control device of a hydraulic actuator using such a conventional servo valve, the operation of the flapper, spool, etc. in the servo valve is affected by minute dust particles. Also, servo valves are complicated to maintain and manage due to the occurrence of sticks, etc. Moreover, servo valves are large and expensive equipment, and furthermore, if you want to perform easy-to-control and highly accurate digital control, you will need a D/A converter, etc. However, there were drawbacks such as the system being expensive and large.
(問題点を解決するための手段)
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、パルスモータを駆動源としたディジタル弁により
電気信号を流体■に変換して液圧アクチュエータの速度
制御を行なう液圧アクチュエータの速度制御装置を提供
することを目的とし、特に、ディジタル演算処理による
フィードバック制御でディジタル弁のパルスモータを駆
動する液圧アクチュエータの速度制御装置を提供するこ
とを目的とする。(Means for Solving the Problems) The present invention has been made in view of these conventional problems, and uses a digital valve driven by a pulse motor to convert an electric signal into fluid ■ to generate hydraulic pressure. The object of the present invention is to provide a speed control device for a hydraulic actuator that controls the speed of an actuator, and in particular, to provide a speed control device for a hydraulic actuator that drives a pulse motor of a digital valve using feedback control using digital arithmetic processing. purpose.
この目的を達成するため本発明におっては、流体圧力源
からの液圧供給を受けて駆動される液圧アクチュエータ
の速度制御装置において、ディジタル設定速度データと
センサで検出した液圧アクチュエータのディジタル検出
速度データから速度の偏差データを演算し、この偏差デ
ータの大ぎさに比例した周波数のパルスを偏差データの
正負に応じてCWパルス又はCCWパルスとしてパルス
モータ駆動回路に出力し、ディジタル弁のパルスモータ
の駆動で弁を開閉して液圧アクチュエータの駆動速度を
設定速度となるようにフィードバック制御するようにし
たものである。In order to achieve this object, the present invention provides a speed control device for a hydraulic actuator that is driven by receiving hydraulic pressure from a fluid pressure source. Speed deviation data is calculated from the detected speed data, and a pulse with a frequency proportional to the magnitude of this deviation data is output to the pulse motor drive circuit as a CW pulse or a CCW pulse depending on the positive/negative of the deviation data, and the pulse of the digital valve is The valve is opened and closed by the drive of a motor, and the drive speed of the hydraulic actuator is feedback-controlled to a set speed.
(作用)
このような本発明の構成によれば、速度設定器、センサ
及び偏差に基づくパルスモータの制御部の全てをディジ
タルフィードバック・ループで構成することができ、そ
のためA/D変換器やD/A変換器を全く必要としてな
いので装置構成が簡単でコスト的にも安価にでき、更に
ディジタルデータのビット数を8ビツト又は16ビツト
とすることで極めて精度の高い速度制御を行なうことが
できる。(Function) According to the configuration of the present invention, the speed setter, the sensor, and the control section of the pulse motor based on the deviation can all be configured with a digital feedback loop, so that the A/D converter and D Since no /A converter is required, the device configuration is simple and cost-effective, and by setting the number of bits of digital data to 8 or 16 bits, extremely accurate speed control can be performed. .
(実施例)
第1図はディジタル演算による本発明の一実施例を示し
たブロック図である。(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention using digital operations.
まず構成を説明すると、60はディジタル速度設定器で
あり、例えば8ビツトの設定速度データVsを出力する
。First, the configuration will be explained. 60 is a digital speed setter, which outputs, for example, 8-bit set speed data Vs.
62はロータリエンコーダであり、アクチュエータ56
の駆動速度に比例した周波数のパルス信号を出力し、デ
ィジタル速度センサとしての機能をもつ。64は速度演
算ユニットでおり、ロータリエンコーダ62からのパル
ス信号に基づいてアクチュエータ56の駆動速度を検出
し例えば8ビツトの検出速度データVとして出力する。62 is a rotary encoder, and actuator 56
It outputs a pulse signal with a frequency proportional to the driving speed of the motor, and functions as a digital speed sensor. 64 is a speed calculation unit which detects the driving speed of the actuator 56 based on the pulse signal from the rotary encoder 62 and outputs it as, for example, 8-bit detected speed data V.
66はパルス周波数演算ユニットであり、ディジタル速
度設定器60からの設定速度データVSと速度演算ユニ
ット64からの検出速度データVを入力し、後の説明で
明らかにするディジタル演算処理により偏差Δの絶対値
1△■1に比例した周波数(f>をもつCWパルス又は
CCWパルスを発生し、CWパルスは偏差△Vが正のと
ぎ出力され、またCCWパルスは偏差ΔVが負の時に出
力される。66 is a pulse frequency calculation unit which inputs the set speed data VS from the digital speed setter 60 and the detected speed data V from the speed calculation unit 64, and calculates the absolute deviation Δ by digital calculation processing which will be explained later. A CW or CCW pulse having a frequency (f>) proportional to the value 1Δ■1 is generated, and the CW pulse is output when the deviation ΔV is positive, and the CCW pulse is output when the deviation ΔV is negative.
46はパルスモータ駆動回路であり、パルスモータ駆動
回路46はパルス周波数演算ユニット66からのCWパ
ルスを受けるとディジタル弁48に設けているパルスモ
ータ50をCW力方向CWパルスに応じてステップ回転
し、このパルスモータ50のC〜■方向の回転で可変絞
り52を開く方向に駆動する。またCCWパルスを受け
るとパルスモータ50をCCW方向にCCWパルスに応
じてステップ回転し、このパルスモータ50のCCW方
向の回転で可変絞り52を閉じる方向に駆動する。46 is a pulse motor drive circuit, and upon receiving the CW pulse from the pulse frequency calculation unit 66, the pulse motor drive circuit 46 rotates the pulse motor 50 provided in the digital valve 48 in steps according to the CW pulse in the CW force direction. The rotation of the pulse motor 50 in directions C to {circle around (2)} drives the variable diaphragm 52 in the direction to open it. When receiving a CCW pulse, the pulse motor 50 is rotated stepwise in the CCW direction according to the CCW pulse, and the rotation of the pulse motor 50 in the CCW direction drives the variable diaphragm 52 in a direction to close it.
このためディジタル弁48は、可変絞り52の開度に応
じて流体圧力源54から液圧シリンダ等でなるアクチュ
エータ56に供給する作動流体を調整し、アクチュエー
タ56の駆動速度を制御する。Therefore, the digital valve 48 adjusts the working fluid supplied from the fluid pressure source 54 to the actuator 56, which is a hydraulic cylinder or the like, according to the opening degree of the variable throttle 52, and controls the driving speed of the actuator 56.
ここで、パルス周波数演算ユニット66で発生するCW
パルス又はCCWパルスの周波数(f>と偏差データの
絶対値1Δv1との間には、f=に一1ΔVI −−
−(1)
但し、Kは定数
の関係があり、偏差データの絶対値1ΔV1が大きい程
、周波数(f)が高くなる。Here, the CW generated in the pulse frequency calculation unit 66
Between the frequency of the pulse or CCW pulse (f> and the absolute value 1Δv1 of the deviation data, f=−1ΔVI −−
-(1) However, K has a constant relationship, and the larger the absolute value 1ΔV1 of the deviation data, the higher the frequency (f) becomes.
また、パルス周波数演算ユニット66で発生するCWパ
ルス又はCCWパルスの上限周波数は、ディジタル弁4
8に内蔵されたパルスモータ50の最大応答速度に等し
いか又はそれ以下に設定されている。Further, the upper limit frequency of the CW pulse or CCW pulse generated by the pulse frequency calculation unit 66 is determined by the digital valve 4.
The response speed is set to be equal to or less than the maximum response speed of the pulse motor 50 built in the motor 8.
更に、パルスモータ駆動回路46への入力周波数に対す
るパルスモータ50の回転IXとの間には次式の関係が
成立する。Furthermore, the following relationship holds true between the input frequency to the pulse motor drive circuit 46 and the rotation IX of the pulse motor 50.
X=、/’ fdt ・・・(2)但し、CW
パルス入力周波数を(+)、CCW入カバカパルス周波
数=)とする。X=,/' fdt...(2) However, CW
Let the pulse input frequency be (+) and the CCW input cover pulse frequency =).
即ち、必る期間T=t2−tlの間、入力パルスを積分
した値がパルスモータ50の回転量Xとなる。That is, the rotation amount X of the pulse motor 50 is the value obtained by integrating the input pulses during the necessary period T=t2-tl.
また、パルス周波数演算ユニット66から出力されるC
Wパルス又はCCWパルスの周波数(f>は前記第(1
)式に示したように偏差データΔVに対応しているので
、上記式(2)を次の第(3)式に置き換えることがで
きる。In addition, C output from the pulse frequency calculation unit 66
The frequency of the W pulse or CCW pulse (f> is the frequency of the (1st
) corresponds to the deviation data ΔV as shown in the equation, so the above equation (2) can be replaced with the following equation (3).
t2 t2 。t2 t2.
X=f fdt=f、 K l ΔVdtむず
となり、よって1
、 t2
X=K I・f ΔVdt ・・・(3)1+
従って、偏差データΔVに応じた周波数のCWパルス又
はCCWパルスによりパルスモータ50を駆動制御する
ことで、偏差データに基づくフィードバック制御と同じ
効果を得ることができるようになっている。X=f fdt=f, K l ΔVdt becomes dull, so 1, t2 By controlling the drive, it is possible to obtain the same effect as feedback control based on deviation data.
また第1図の実施例に用いるディジタル弁48としては
、株式会社東京計器(J apan)が製造販売してい
るFD−DF (R)Gシリーズ」のディジタル弁を用
いることができ、このディジタル弁に使用したパルスモ
ータの最大速度は1000pl)Sとなる。Furthermore, as the digital valve 48 used in the embodiment shown in FIG. The maximum speed of the pulse motor used for this is 1000pl)S.
第2図は、第1図の速度演算ユニット64の具体例を示
したブロック図で必り、この速度演算ユニッ1〜は、ロ
ータリエンコーダ62から得られる単位時間当りのパル
ス数を計数して速度を求めるようにしている。FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the speed calculation unit 64 shown in FIG. I'm trying to find out.
第2図において、68はカウンタであり、ロータリエン
コーダ62から出力されたパルスの数を一定時間、例え
ば250μsの周期毎に計数する。In FIG. 2, 68 is a counter that counts the number of pulses output from the rotary encoder 62 at regular intervals, for example, every 250 μs.
70は8つのデータDo −D7を記憶するRAM等の
メモリであり、250μ毎にカウンタ68で得られた計
数値を順次[)0〜D7として記憶し、最初の8つのデ
ータの記憶を終了して9つめのデータを記憶するときに
は、1番最初に記憶したデータ[)0を消去して新たに
得られた9つめのデータを書き込む先入れ先出しの記憶
処理を行なう。70 is a memory such as a RAM that stores eight data Do-D7, and the count value obtained by the counter 68 every 250μ is stored sequentially as [)0 to D7, and the storage of the first eight data is completed. When storing the ninth data, a first-in, first-out storage process is performed in which the first stored data [)0 is erased and the newly obtained ninth data is written.
72はメモリ70の記憶制御を行なうためのポインター
用カウンタでおり、250μ毎にクロックを受けてカウ
ンタ内容をインクリメントすることでメモリ70のアド
レスAO〜A7を順次指定してデータDo−D7の書込
みを行ない、クロックを8つ計数してデータD7の記憶
が済むと、ポインター内容がクリアされ、再びアドレス
AOからの計数を繰り返すようになる。72 is a pointer counter for controlling the storage of the memory 70, and by receiving a clock every 250μ and incrementing the contents of the counter, addresses AO to A7 of the memory 70 are sequentially designated and data Do to D7 are written. After counting eight clocks and storing data D7, the contents of the pointer are cleared and counting starts again from address AO.
74はメモリ70の記憶データDo−D7の加算出力を
生ずる加算器であり、クロックを受けて250μ毎に加
算動作を行ない、この加算器74の出力が検出速度デー
タVとなる。Reference numeral 74 denotes an adder that generates an addition output of the data Do-D7 stored in the memory 70, and performs an addition operation every 250μ in response to a clock, and the output of this adder 74 becomes the detected speed data V.
次に第3図のフローチャートを参照して第2図の実施例
の処理動作を説明する。Next, the processing operation of the embodiment shown in FIG. 2 will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.
このフローは250μ毎のクロックを受けて動作し、ま
ずブロック76でメモリ70をクリアし、次のブロック
78でポインター用カウンタ72の計数値n@n=oと
する。This flow operates in response to a clock every 250μ, and first, in block 76, the memory 70 is cleared, and in the next block 78, the count value n@n=o of the pointer counter 72 is set.
続いてブロック80でカウンタ68の内容を読み込み、
次のブロックでAn==nで指定されるメモリ70のア
ドレスAnにデータ[)nを書込む。Next, at block 80, the contents of the counter 68 are read,
In the next block, data [)n is written to address An of the memory 70 specified by An==n.
次のブロック84では加算器74によりデータDO〜D
7の和から検出速度Vを演算し、ブロック86で検出速
度Vを出力する。In the next block 84, the adder 74 outputs the data DO~D.
The detected speed V is calculated from the sum of 7, and the detected speed V is output in block 86.
続いてブロック88でn=n+1とインクリメントし、
判別ブロック90でn=8に達していなければブロック
80に戻り、次のクロックが得られると同じ処理を繰り
返す。Then, in block 88, n=n+1 is incremented.
If n=8 has not been reached at determination block 90, the process returns to block 80, and the same process is repeated when the next clock is obtained.
一方、n=8に達したときには、ブロック7Bに戻って
n=Oとし、既に記憶しているデータ[)0を新たなデ
ータに占換える。On the other hand, when n=8 is reached, the process returns to block 7B to set n=0 and replace the already stored data [)0 with new data.
このような速度検出処理にあっては、250μ毎に現在
よりタロツクの8周期前までにIJられている8つのデ
ータの総和を検出速度として演算することとなる。In such speed detection processing, the sum of eight pieces of data that have been IJed every 250 microns from the current time up to eight taro clock cycles ago is calculated as the detected speed.
第4図は第1図のパルス周波数演算ユニット60の具体
例を示したブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a specific example of the pulse frequency calculation unit 60 of FIG. 1.
第4図において、92は減算器であり、ディジタル速度
設定器60から得られた設定速度データVSと速度演算
ユニット64から得られた検出速度データ■との偏差Δ
VをΔV=Vs−Vとして演算する。In FIG. 4, 92 is a subtracter, which calculates the deviation Δ between the set speed data VS obtained from the digital speed setter 60 and the detected speed data ■ obtained from the speed calculation unit 64.
Calculate V as ΔV=Vs-V.
94はディジタルコンパレータであり、減算器からの8
差データΔ■の正負を判別し、+Δ■でトルベル出力を
生じ、−ΔVでトルベル出力を生ずる。94 is a digital comparator, and 8 from the subtracter
It determines whether the difference data Δ■ is positive or negative, and generates a torque output at +Δ■ and a torque output at −ΔV.
96及び98はリピート型の減算器でおり、ディジタル
コンパレータ94側からのトルベル出力を受けて動作状
態となり、GAINHU定器100からの設定データG
AINから減算器94で得た偏差データΔVを減算し、
この減算動作を減算結果か零以下となるまで繰り返す。Reference numerals 96 and 98 are repeat type subtracters, which become operational upon receiving the torque output from the digital comparator 94 side, and receive setting data G from the GAINHU regulator 100.
Subtract the deviation data ΔV obtained by the subtractor 94 from AIN,
This subtraction operation is repeated until the subtraction result becomes less than or equal to zero.
リピート型減算器96.98の動作はディジタルコンパ
レータ’102,104とインバータ106.’108
により制御される。The operation of the repeat subtracters 96, 98 is based on digital comparators 102, 104 and inverters 106.98. '108
controlled by
即ち、ディジタルコンパレータ102,104は、リピ
ート型減算器96.98の減算結果が零以下になること
を監視しており、零以下となるまではディジタルコンパ
レータ’102,104の出力はトルベルにおることか
らインバータ106゜108で反転してリピート型減算
器96.98に減算動作の繰り返しを指令する。That is, the digital comparators 102 and 104 monitor whether the subtraction result of the repeat type subtracter 96 or 98 becomes less than or equal to zero, and until the result becomes less than or equal to zero, the outputs of the digital comparators 102 and 104 remain at the trubel level. is inverted by inverters 106 and 108, and commands repeat type subtracters 96 and 98 to repeat the subtraction operation.
減算結果が零以下になると、ディジタルコンパレータ9
6,98の出力はトルベルに立ち上がり、減算の繰り返
しを禁止してリセットを掛ける。When the subtraction result is less than zero, the digital comparator 9
The outputs of 6 and 98 rise to the torque level, inhibiting repetition of subtraction and applying a reset.
更にディジタルコンパレータ102,104の出力はワ
ンショットマルチ110,112に与えられており、デ
ィジタルコンパレータ102゜’104のトルベル出力
でトリガされ、ワンショットマルチ110はCWパルス
を1つ出力し、またワンショットマルチ112はCCW
パルスを1つ出力する。Furthermore, the outputs of the digital comparators 102 and 104 are given to the one-shot multis 110 and 112, which are triggered by the torque output of the digital comparators 102゜'104, and the one-shot multi 110 outputs one CW pulse, and the one-shot multis 110 and 112 output one CW pulse. Multi 112 is CCW
Outputs one pulse.
この第7図に示すパルス周波数演算ユニットの動作サイ
クルは、5μs程度のクロックにより行なわれ、従って
、パルスモータの最高速度1000pps(1mS )
に対し充分な高速処理となる。The operation cycle of the pulse frequency calculation unit shown in FIG. 7 is performed by a clock of about 5 μs, and therefore the maximum speed of the pulse motor is 1000 pps (1 mS).
This results in sufficiently high-speed processing.
次に第5図のフローチャートを参照して第4図のパルス
周波数演算ユニットの制御処理を説明する。Next, the control processing of the pulse frequency calculation unit shown in FIG. 4 will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.
まず判別ブロック120で速度設定の有無をチェックし
ており、速度設定が行なわれると、ブロック122に進
み、予め定めたGAINの値を設定する。このGAIN
としては偏差ΔVに対し充分に大きな値を選択し、例え
ばフィードバック制御で得られる最大偏差ΔV=50で
あったとすると、その10倍程度となるGAIN=50
0に設定される。但し、最終的にGAINはフィードバ
ックループが安定に動作する範囲内のうち最も小さい値
となるように調整される。First, a determination block 120 checks whether or not the speed has been set. When the speed has been set, the process proceeds to block 122, where a predetermined GAIN value is set. This GAIN
If we select a sufficiently large value for the deviation ΔV, for example, if the maximum deviation ΔV obtained by feedback control is 50, then GAIN = 50, which is about 10 times that value.
Set to 0. However, GAIN is finally adjusted to the smallest value within the range in which the feedback loop operates stably.
続いてブロック124で偏差ΔVを演算し、偏差△■が
正でめったとすると、ブロック130の処理に進む、
ブロック130ではGAINの1直からそのときの偏差
Δ■nを引き、次の判別ブロックで減算結果が零以下に
なったか否かチェックする。Next, in block 124, the deviation ΔV is calculated, and if the deviation △■ is rarely positive, the process proceeds to block 130. In block 130, the deviation Δ■n at that time is subtracted from the first shift of GAIN, and the next judgment block is executed. Check whether the subtraction result is less than or equal to zero.
減算結果が零以上でおるとブロック136でカウンタn
をインクリメントし、ブロック124に戻って次のクロ
ックを受けたときの偏差ΔVn1を求め、再びブロック
130の減算を前回の減算結果から差し引き、判別ブロ
ック312で零以下か否かチェックする。If the subtraction result is greater than or equal to zero, then in block 136 the counter n is
is incremented, the process returns to block 124 to find the deviation ΔVn1 when receiving the next clock, subtracts the subtraction result in block 130 from the previous subtraction result, and checks in judgment block 312 whether it is less than or equal to zero.
そしてブロック132で減算結果が零以下になつたこと
を判別すると、ブロック134に進んでCWパルスを1
つ出力する。Then, when it is determined in block 132 that the subtraction result is less than zero, the process proceeds to block 134, where the CW pulse is reduced to 1.
output one.
具体的に説明すると、最初検出速度Vは一〇であること
から最大偏差ΔV=50となっており、この場合には、
減算結果を零以下とするためには、GAIN=500で
あることから10回の減算サイクルを繰り返すようにな
る。即ち、ΔV=50のときには、例えば1回の減算サ
イクルが100μsであったとすると、CWパルスは1
0X’lOOμs=1ms毎に1つ出力され、パルスモ
ータは最高速度で制御される。To explain specifically, since the initial detected speed V is 10, the maximum deviation ΔV = 50, and in this case,
In order to make the subtraction result less than or equal to zero, since GAIN=500, the subtraction cycle must be repeated 10 times. That is, when ΔV=50, for example, if one subtraction cycle is 100 μs, the CW pulse is 1
One signal is output every 0X'lOOμs=1ms, and the pulse motor is controlled at the maximum speed.
次に検出速度が増加して例えば偏差ΔVnがΔVn=4
0に下がったとすると、減算結果が零以下となる減算サ
イクルは13回となり、CWパルスは13x100μs
=1.3msに1つ出力され、偏差か少なくなるにつれ
てパルスモータの駆動速度が低下するようになる。Next, the detection speed increases and, for example, the deviation ΔVn becomes ΔVn=4.
If it drops to 0, there will be 13 subtraction cycles where the subtraction result is less than zero, and the CW pulse will be 13x100μs.
One signal is output every = 1.3 ms, and as the deviation decreases, the driving speed of the pulse motor decreases.
そして偏差△vn=oになると、減算結果は何回繰り返
しても零以下にはならないことがらCWパルスの出力は
停止し、それまでのCWパルスの穏和、即ち積分値で定
まるパルスモータの回転位置で決まる液圧により一定速
度(設定速度VS)でアクチュエータが駆動されるよう
になる。When the deviation △vn=o, the subtraction result will not become less than zero no matter how many times it is repeated, so the output of the CW pulse will stop, and the rotational position of the pulse motor will be determined by the moderation of the CW pulse up to that point, that is, the integral value. The actuator is driven at a constant speed (set speed VS) by the hydraulic pressure determined by .
一方、ブロック124で演算した偏差ΔVnが負のとき
にはブロック138の処理に進み、同様にGAINから
偏差Δvnを減算して判別ブロック140で減算結果が
零以下となるまで減算サイクルを繰り返し、減算結果が
零以下になるとブロック142に進み、この場合はCC
Wパルスを1つ出力するようになる。On the other hand, when the deviation ΔVn calculated in block 124 is negative, the process proceeds to block 138, in which the deviation Δvn is similarly subtracted from GAIN, and the subtraction cycle is repeated until the subtraction result becomes less than or equal to zero in determination block 140. If it becomes less than zero, the process goes to block 142, in which case the CC
One W pulse will be output.
尚、第1図の検出速度演算ユニット64はロータリエン
コーダ62から得られるパルス数を計数して速度を求め
るようにしているが、ロータリエンコーダ62からのパ
ルスの周期Tを検出し、その逆数(1/T)から速度を
検出するようにしても良い。The detected speed calculation unit 64 in FIG. 1 calculates the speed by counting the number of pulses obtained from the rotary encoder 62, but it detects the period T of the pulses from the rotary encoder 62 and calculates its reciprocal (1 /T) may be used to detect the speed.
また前)ホの説明の数値は一例を示したもので、本発明
はこれらの数値に限定されるものではない。Furthermore, the numerical values described in the above (e) are merely examples, and the present invention is not limited to these numerical values.
更に、第4図のパルス周波数演算ユニットにあっては、
リピート減算器、ディジタルコンパレータ及びワンショ
ットマルチでなるパルス発生部をCWパルスとCCWパ
ルスについて2系続独立に設けているが、このパルス発
生部を1系統とし、ワンショットマルチの出力をマルチ
プレクサに入力し、このマルチプレクサを偏差データΔ
■の正負に基づいて切換えることでCWパルス又はCC
Wパルスを出力するようにしてもよい。Furthermore, in the pulse frequency calculation unit shown in FIG.
Two pulse generation sections consisting of a repeat subtracter, a digital comparator, and a one-shot multi are provided independently for CW pulses and CCW pulses, but this pulse generation section is used as one system, and the output of the one-shot multi is input to the multiplexer. and convert this multiplexer to the deviation data Δ
CW pulse or CC by switching based on the positive or negative of
A W pulse may be output.
(発明の効果)
以上説明したように本発明によれば、設定速度データと
センサで検出したアクチュエータの速度データとの偏差
データに応じた周波数のパルス信号を偏差データの正負
に応じたCWパルス又はCCWパルスとして出力してデ
ィジタル弁のパルスモータを駆動し、このパルスモータ
の駆動による弁の開閉でアクチュエータに対する流体弔
を調整して速度制御するようにしたため、速度制御のフ
ィードバックループを全てディジタル回路で実現するこ
とができ、A/D変換器やD/A変換器を必要としない
ことから装置構成が簡略化され、またコストも低減する
ことができる。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, a pulse signal of a frequency corresponding to the deviation data between the set speed data and the actuator speed data detected by the sensor is converted into a CW pulse or a CW pulse according to the positive/negative of the deviation data. The pulse motor of the digital valve is outputted as a CCW pulse, and the speed is controlled by adjusting the fluid flow to the actuator by opening and closing the valve by driving the pulse motor, so the feedback loop for speed control is entirely implemented in a digital circuit. Since no A/D converter or D/A converter is required, the device configuration can be simplified and costs can be reduced.
またディジタルフィードバックループによる速度制御の
精度は取扱うディジタルデータのビット数を大きくする
ことで簡単に制御精度を高めることができる。Furthermore, the accuracy of speed control using a digital feedback loop can be easily increased by increasing the number of bits of digital data handled.
一方、実施例特有の効果として、パルス周波数演算ユニ
ットは、予め設定したGAINの値からその時の偏差デ
ータを減算結果が零となるまで繰り返し減算する減算リ
ーイクルの回数でパルス周波数を決定していることから
、減算という単純な演算サイクルの繰り返しをもって偏
差データに比例した周波数のCWパルス又はCC〜■パ
ルスを発生することができ、例えばパルス周波教演算ユ
ニツトをプログラム制御としたときの処理が極めて簡単
となり且つ充分な演RIM度を突環できる。On the other hand, as an effect specific to the embodiment, the pulse frequency calculation unit determines the pulse frequency by the number of subtraction recycles in which the deviation data at that time is repeatedly subtracted from the preset GAIN value until the result becomes zero. By repeating a simple calculation cycle called subtraction, it is possible to generate a CW pulse or CC~■ pulse with a frequency proportional to the deviation data.For example, when the pulse frequency teaching calculation unit is controlled by a program, processing is extremely simple. Moreover, a sufficient RIM degree can be achieved.
第1図は本発明の一実施例を示したブロック図、第2図
は第1図の速度演算ユニットの実施例を示したブロック
図、第3図は第2図の速度演算ユニットの演n処理を示
したフローチャート、第4図は第1図のパルス周波数演
算ユニットの実施例を示したブロック図、第5図は第4
図の演算処理を示したフローチャート、第6図は従来例
を示したブロック図で必る。
48:ディジタル弁
50:パルスモータ
52:可変絞り
54:流体圧力源
60:ディジタル速度設定器
62:ロータリエンコーダ
64:速度演算ユニット
66:パルス周波数演算ユニット
68:カウンタ
70:メモリ
72:ポインター用カウンタ
74:加算器
92:減算器
94.102,104:ディジタルコンパレータ94.
98:リピート型wc算器
106.108:インバータFIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the speed calculation unit in FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the speed calculation unit in FIG. A flowchart showing the processing, FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the pulse frequency calculation unit in FIG. 1, and FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing the arithmetic processing shown in the figure, and FIG. 6 is a block diagram showing a conventional example. 48: Digital valve 50: Pulse motor 52: Variable throttle 54: Fluid pressure source 60: Digital speed setter 62: Rotary encoder 64: Speed calculation unit 66: Pulse frequency calculation unit 68: Counter 70: Memory 72: Pointer counter 74 : Adder 92: Subtractor 94.102, 104: Digital comparator 94.
98: Repeat type wc calculator 106.108: Inverter
Claims (5)
圧アクチュエータの速度制御装置において、パルスモー
タの回転量及び回転方向に応じた弁の開閉駆動により前
記液圧アクチュエータに対する流体圧力源からの流体量
を調整するディジタル弁と、前記液圧アクチュエータの
駆動速度に比例した周波数のパルス信号を出力する検出
手段と、該検出手段からのパルス信号に基づいて前記液
圧アクチュエータの駆動速度を演算してディジタル速度
データを出力する速度演算手段と、前記液圧アクチュエ
ータの駆動速度をディジタル信号により設定するディジ
タル速度設定手段と、前記ディジタル速度設定手段から
のディジタル設定速度データと前記検出手段からのディ
ジタル検出速度データから偏差データを演算し、該偏差
データの大きさに比例した周波数のパルスを前記偏差デ
ータの正負に応じてCWパルス又はCCWパルスとして
出力するパルス周波数演算手段とを備えたことを特徴と
する液圧アクチュエータの速度制御装置。(1) In a speed control device for a hydraulic actuator that is driven by receiving hydraulic pressure supply from a fluid pressure source, the fluid pressure source for the hydraulic actuator is driven by opening and closing a valve according to the rotation amount and rotation direction of a pulse motor. a digital valve that adjusts the amount of fluid from the hydraulic actuator; a detection means that outputs a pulse signal with a frequency proportional to the driving speed of the hydraulic actuator; a speed calculation means for calculating and outputting digital speed data; a digital speed setting means for setting the driving speed of the hydraulic actuator using a digital signal; and a pulse frequency calculation means for calculating deviation data from the digitally detected speed data and outputting a pulse having a frequency proportional to the magnitude of the deviation data as a CW pulse or a CCW pulse depending on the sign of the deviation data. Features: Speed control device for hydraulic actuators.
パルス信号の一定時間当りのパルス数に基づいて速度デ
ータを演算するパルス数演算手段を備えたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の液圧アクチュエータの
速度制御装置。(2) The speed calculation means includes pulse number calculation means for calculating speed data based on the number of pulses per fixed time of the pulse signal obtained from the detection means. The speed control device for a hydraulic actuator according to item 1.
手段から得られたパルス数を計数するカウンタと、該カ
ウンタの計数結果を記憶する複数の記憶エリアを備え前
記カウンタの計数結果を先入れ先出しにより順次記憶す
る記憶手段と、前記カウンタの計数周期毎に前記記憶手
段の複数の記憶エリアに記憶されている全ての計数結果
を読出して加算出力する加算手段とを備えたことを特徴
とする特許請求の範囲第2項記載の液圧アクチュエータ
の速度制御装置。(3) The pulse number calculation means includes a counter that counts the number of pulses obtained from the detection means at regular intervals, and a plurality of storage areas that store the counting results of the counter, and stores the counting results of the counter first in, first out. A patent characterized in that the invention comprises a storage means for sequentially storing data according to the above-mentioned counter, and an addition means for reading and adding up and outputting all the counting results stored in a plurality of storage areas of the storage means every counting cycle of the counter. A speed control device for a hydraulic actuator according to claim 2.
パルス信号の周期の逆数から速度データを演算する演算
手段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の液圧アクチュエータの速度制御装置。(4) The hydraulic actuator according to claim 1, wherein the speed calculation means includes calculation means for calculating speed data from the reciprocal of the period of the pulse signal obtained from the detection means. speed control device.
定速度データと前記ディジタル検出速度データとの減算
により偏差データを検出する減算手段と、該減算手段で
得られた偏差データを予め設定したGAINデータから
減算すると共に該減算結果が零以下となるまで減算動作
を繰り返すリピート型減算手段と、該リピート型減算手
段の減算結果が零以下となつたときに前記偏差データが
正であればCWパルスを1つ出力し、偏差データが負で
あればCWパルスを1つ出力するパルス発生手段を備え
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の液圧ア
クチュエータの速度制御装置。(5) The pulse frequency calculation means includes a subtraction means for detecting deviation data by subtracting the digital setting speed data and the digital detection speed data, and converting the deviation data obtained by the subtraction means from preset GAIN data. a repeat type subtraction means that performs subtraction and repeats the subtraction operation until the subtraction result becomes less than or equal to zero, and a CW pulse of 1 if the deviation data is positive when the subtraction result of the repeat type subtraction means becomes less than or equal to zero; 2. The speed control device for a hydraulic actuator according to claim 1, further comprising pulse generating means for outputting one CW pulse if the deviation data is negative.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22417886A JPS6383404A (en) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | Speed control device for hydraulic actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22417886A JPS6383404A (en) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | Speed control device for hydraulic actuator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6383404A true JPS6383404A (en) | 1988-04-14 |
Family
ID=16809746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22417886A Pending JPS6383404A (en) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | Speed control device for hydraulic actuator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6383404A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102287239A (en) * | 2010-05-21 | 2011-12-21 | 通用电气公司 | Systems, methods, and apparatus for providing high efficiency servo actuator and excitation drivers |
CN102322302A (en) * | 2010-05-21 | 2012-01-18 | 通用电气公司 | Method and system with the H bridge control bilateral servo actuator that the control of lagging behind is arranged |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55121037A (en) * | 1979-03-13 | 1980-09-17 | Toshiba Mach Co Ltd | Speed control system for injection plunger in injection molding machine |
JPS59200880A (en) * | 1983-04-28 | 1984-11-14 | Tokyo Keiki Co Ltd | Digital valve remote controller |
-
1986
- 1986-09-22 JP JP22417886A patent/JPS6383404A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102287239A (en) * | 2010-05-21 | 2011-12-21 | 通用电气公司 | Systems, methods, and apparatus for providing high efficiency servo actuator and excitation drivers |
CN102322302A (en) * | 2010-05-21 | 2012-01-18 | 通用电气公司 | Method and system with the H bridge control bilateral servo actuator that the control of lagging behind is arranged |
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