JP3045960B2 - 油圧式サーボ制御装置 - Google Patents
油圧式サーボ制御装置Info
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Description
った流量特性を有する複数の油圧サーボ弁を用いた油圧
式サーボ制御装置に関するものである。
サーボ制御方法はあらゆる箇所で流量制御等を行うため
に利用されている。その一例として、例えば、図5の概
略模式図に示すような吹出式風洞試験装置における圧縮
空気の圧力制御に用いられている。以下、この吹出式風
洞試験装置を例に説明する。
は、圧縮空気を蓄える貯気槽Aと、この貯気槽Aの空気
を調圧して集合胴B内の圧力を所定圧力に保つ調圧弁V
と、集合胴B内の圧縮空気を所定の速度で噴出する可変
ノズルCと、この可変ノズルCから噴出された圧縮空気
で被試験体Dの測定試験を行う測定部Eと、測定後の圧
縮空気を膨張させる拡散筒Fと、その圧縮空気を大気放
出する消音塔Gとから構成されており、試験時には貯気
槽Aに蓄えた圧縮空気を集合胴B内で一定圧にしながら
測定部E内へ吹き出し、被試験体Dが規定のマッハ数で
測定試験を行うものである。
数)は、集合胴B内の圧縮空気圧力と可変ノズルCの形
状および測定部E以降の形状によって決まるため、測定
部E以降の形状形成とともに、貯気槽Aと集合胴Bとの
間に設けた調圧弁Vを油圧サーボ弁を用いた油圧式サー
ボ制御で開度調節することにより、集合胴B内の圧縮空
気圧力を規定圧力で保つようにしている。
は、起動時には集合胴圧力を短時間で規定圧力(又は以
上)まで上昇させ、規定圧力(又は以上)に達した後
は、一旦調圧弁Vを閉方向に動かし、その後、貯気槽A
内の圧力低下に伴い調圧弁Vを開方向へ動かすように集
合胴B内の圧力制御を行っている。このように制御する
ことにより、集合胴B内を規定圧力に保持する時間を長
くし、測定試験の時間をできる限り長くするようにして
いる。
特開昭53−70282号公報記載の発明があるが、こ
の発明は、パイロットサーボ弁によって複数の主サーボ
弁を選択的、又は同時に作動させることにより、広範囲
な油量を制御しようとするものであり、構造が複雑にな
るとともに、この出願に係る発明のように大流量の迅速
な制御から小流量の細かな制御までを連続的にサーボ制
御できるものではない。
出式風洞試験装置においては、前述のように起動時に集
合胴B内の圧力を一気に規定圧力(又は以上)まで上昇
させるために調圧弁Vを急速に開く大制御流量によるサ
ーボ制御が必要であるとともに、規定圧力となった後の
圧力制御時には貯気槽A内の圧力降下に応じて集合胴B
内を所定圧力で保持するために調圧弁Vを微速で制御す
るような小制御流量によるサーボ制御が必要となる。
行えるように、定格流量が大きく、且つ、小流量域での
流量特性の良い1台のサーボ弁を選択して行っている
が、大流量を取り扱うことと小流量域での制御性の良さ
とは相反するものであり、サーボ弁1台によって上記し
たような制御速度が大きく異なる大流量から小流量まで
の広範囲にわたる連続した制御は非常に困難である。
流量のサーボ弁のみを使用した場合、起動時と圧力制御
時の流量差が大きいので、圧力制御時における微小流量
時の制御精度が悪くなる傾向にある。
スプールエッジ部)に磨耗等を生じて中立点におけるリ
ーク量が相対的に多くなったり、中立点シフト等で流量
特性に悪影響を及ぼし易くなってしまう。
するために、この出願に係る発明は、所定のオーバーラ
ップ域を設けた流量特性の大容量サーボ弁とゼロラップ
の流量特性の小容量サーボ弁とを組合せた回路を共通の
制御信号によって制御することにより、大容量サーボ弁
のオーバーラップ域では小容量サーボ弁の流量特性で制
御し、オーバーラップ域を越えると大容量サーボ弁の流
量特性が加えられた流量特性で制御するようにしてい
る。これにより、大流量による迅速な制御と小流量によ
る細かな制御とを連続した流量特性によって広範囲かつ
連続的に行うことができる。
所定のオーバーラップ域を設けた流量特性を有する大制
御流量の大容量サーボ弁と、ゼロラップの流量特性を有
する小制御流量の小容量サーボ弁とを設け、該小容量サ
ーボ弁の流量特性を前記大容量サーボ弁のオーバーラッ
プ域を含む中立点の流量特性に組合せるとともに、該大
容量サーボ弁のオーバーラップ域における最大制御信号
と小容量サーボ弁の最大制御信号とをほぼ一致させ、前
記調圧弁によって制御する調圧装置からのフィードバッ
ク信号と、制御装置からの設定信号との偏差信号をサー
ボアンプに入力し、該サーボアンプの合成流量特性が連
続特性となる制御信号によって前記大容量サーボ弁と小
容量サーボ弁とを制御して両サーボ弁の合成流量特性に
よって大流量から小流量までの制御流量を連続的に制御
している。このように、オーバーラップ域を設けた大容
量サーボ弁の中立点でゼロラップの流量特性を有する小
容量サーボ弁を組合せて使用することにより、大容量サ
ーボ弁のオーバーラップ域で小容量サーボ弁の小制御流
量による流量特性によって細かな制御ができ、このオー
バーラップ域を越えると小容量サーボ弁の流量と大容量
サーボ弁の流量との合成流量によって迅速な制御を行う
ことができる。
の端部を境にして小容量サーボ弁のみの流量特性と、こ
の流量特性に大容量サーボ弁の流量特性を加えた合成流
量特性にすることができる。
ンプが連続特性となる合成流量特性の制御信号を出力し
て大容量サーボ弁と小容量サーボ弁とを連続的に制御す
ることができる。
性となる制御信号によって大容量サーボ弁と小容量サー
ボ弁とを制御するので、小容量サーボ弁による調圧弁の
細かな駆動や、小容量サーボ弁と大容量サーボ弁とによ
る調圧弁の迅速な駆動ができる。
で制御できる油圧式サーボ制御装置によって吹出式風洞
試験装置の調圧弁を制御すれば、短時間での迅速な圧力
上昇や所定時間内での細かな圧力維持ができる。
に基づいて説明する。図1はこの出願に係る発明を適用
した吹出式風洞試験装置の要部を示す計装図であり、図
2(a) は大容量サーボ弁の要部拡大断面図、同図(b) は
小容量サーボ弁の要部拡大断面図である。図3(a) は大
容量サーボ弁の流量特性を示す線図で、同図(b) は小容
量サーボ弁の流量特性を示す線図であり、図4はこれら
大容量サーボ弁と小容量サーボ弁とを組合せた合成流量
特性を示す線図である。
Aの配管aが遮断弁bを介して調圧弁Vに接続されてお
り、この調圧弁Vの後部には集合胴Bが一体的に形成さ
れている。この調圧弁Vによって貯気槽Aから供給され
る圧縮空気dの流量を調節することによって集合胴B内
の圧力調節が行われる。この調圧弁Vは、円筒形のプラ
グ1をプラグ外筒2に沿って軸心方向に移動させること
により圧縮空気の流量調整を行うものである。
設けられた油圧シリンダ3によって行われており、油圧
シリンダ3へ供給する制御油は油圧式サーボ制御装置M
によって制御されている。
流量の大容量サーボ弁4と、小制御流量の小容量サーボ
弁5とが並列に設けられ、これらサーボ弁4,5の出口
側4a,5aが配管6,7によって油圧シリンダ3に連
結され、入口側4b,5bが配管8,9によって油圧ポ
ンプ10とタンク11とに連結されている。
弁5とはそれぞれのサーボアンプ12,13によって別
々に制御されている。これらのサーボアンプ12,13
へ入力される信号は、図示しない制御装置からの設定信
号pと集合胴B内の圧力検出器14からのフィードバッ
ク信号qとの偏差信号rが入力される。両サーボアンプ
12,13へ入力される偏差信号rは同一である。
た偏差信号rに応じて所定の制御信号s1 を大容量サー
ボ弁4に出力し、小流量側サーボアンプ13では、入力
された偏差信号rに応じて所定の制御信号s2 を小容量
サーボ弁5に出力している。これらサーボアンプ12,
13の制御出力信号はサーボ弁4,5の組合せに応じて
それぞれ最適値に設定されている。
示すように、中立点から所定の範囲ではリーク油以外の
油を吐出しないようにスプール4cとブッシング4dと
の間に所定のオーバーラップ量tが設けられている。こ
のスプール4cの端部がオーバーラップ量tを越えると
ポート4eが連通して制御油が流れることとなる。した
がって、この大容量サーボ弁4の流量特性は図3(a) に
示すように、中立点の前後所定範囲のオーバーラップ域
nでは入力電流i1 が変化しても制御流量Q1はほぼゼ
ロで、このオーバーラップ域nを越えると入力電流i1
に応じた所定の制御流量Q1 を吐出する流量特性を持っ
ている。この大容量サーボ弁4によれば、最大電流i1m
axにおいて大制御流量の最大流量Q1maxを吐出すること
ができる。この大容量サーボ弁4におけるオーバーラッ
プ域n以外の直線の傾きは上記サーボアンプ12の調整
によって最適値に設定することができる。
示すように、中立点でスプール5cがブッシング5dの
ポート5eを切換える、いわゆるゼロラップに形成され
ている。したがって、この小容量サーボ弁5の流量特性
は、図3(b) に示すように、中立点を境にして入力電流
i2 にほぼ比例した制御流量Q2 を吐出する特性を持っ
ている。この小容量サーボ弁5によれば、最大電流i2m
axにおいて小制御流量の最大流量Q2maxを吐出すること
ができる。この実施例では入力電流i2 にほぼ正比例し
た制御流量Q2 を吐出する特性を例示している。この小
容量サーボ弁5における流量特性は、中立点にオーバー
ラップ域がなく入力電流i2 に応じた制御流量Q2 を吐
出するものであればよい。入力電流i2 と制御流量Q2
とによる直線の傾きは、上記サーボアンプ13の調整に
よって最適値に設定することができる。
サーボ弁5との流量特性を組合せた合成流量特性は、図
4に示すように、大容量サーボ弁4のオーバーラップ域
nでは、小容量サーボ弁5による流量特性によって入力
電流i0 にほぼ比例した制御流量Q0 を吐出する小制御
流量での制御を行い、このオーバーラップ域nを越える
と、最大電流i0maxにおける最大流量Q0maxまで、大容
量サーボ弁4の流量特性に小容量サーボ弁5の流量を加
算した大制御流量によって制御を行う合成流量特性とな
る。
装置Mによれば、図1に示す吹出式風洞試験装置におけ
る調圧弁Vを以下のように制御して集合胴B内の圧力を
制御する。
れた圧縮空気dは、配管aから遮断弁bを介して調圧弁
Vへと導かれるが、起動時には集合胴B内が大気圧のた
め、圧力検出器14からのフィードバック信号qは設定
信号pよりも大幅に低く、大きな偏差信号rが両サーボ
アンプ12,13へと入力される。これらのサーボアン
プ12,13からは、制御信号s1,s2 を大容量サーボ
弁4と小容量サーボ弁5へ出力するが、偏差信号rが大
きい場合には迅速に集合胴B内の圧力を高める必要があ
るため、合成流量特性のオーバーラップ域nを越えた位
置での大制御流量によって油圧シリンダ3を迅速に駆動
しようとする。そのため、両サーボ弁4,5の合成流量
によって油圧シリンダ3を迅速に駆動してプラグ1を大
きく開放させる。これにより、プラグ1のシール部1a
隙間から大量の圧縮空気dが調圧弁Vを介して集合胴B
内へと供給されて短時間(例えば、2〜3秒)で集合胴
B内を規定圧力(又は以上)にすることができる。
器14で検出されてフィードバック信号qとして設定信
号pと比較され、その偏差信号rはサーボアンプ12,
13へと入力される。したがって、集合胴B内の圧力が
上昇するに伴ってサーボアンプ12,13から両サーボ
弁4,5へ出力する制御信号s1,s2 、すなわち図4に
示す入力電流i0 は小さくなって制御流量Q0 が減少す
る。そして、集合胴B内が規定圧力に近づくに伴って油
圧シリンダ3が調圧弁Vのプラグ1を閉鎖方向へ移動さ
せる。
ノズルC(図5参照)へ吐出された分を補充する圧力制
御となり、圧力検出器14からのフィードバック信号q
と設定信号pとの偏差信号rに応じて両サーボアンプ1
2,13から大容量サーボ弁4および小容量サーボ弁5
へ制御信号s1,s2 が出力される。
pとの偏差信号rは小さいので、大容量サーボ弁4へ出
力される制御信号、すなわち入力電流i0 は小さく、図
4に示すオーバーラップ域nの範囲内となる。したがっ
て、大容量サーボ弁4のスプール4c(図2(a))が移動
したとしても、このオーバーラップ域nの範囲では制御
油を吐出することがないので、小容量サーボ弁5へ入力
された入力電流i0 に応じた制御油のみによって油圧シ
リンダ3が駆動制御されることとなる。つまり、圧力制
御時には、小容量サーボ弁5のみの流量特性による小制
御流量の細かな制御を行うことができる。
プラグ1を迅速に移動させて集合胴B内を一気に高圧に
する場合には大容量サーボ弁4と小容量サーボ弁5とを
フルストロークさせた大制御流量によって制御し、圧力
制御時のようにプラグ1を細かく移動させて集合胴B内
の圧力を常に一定圧にする場合には小容量サーボ弁5の
みによる小制御流量によって制御するので、大制御流量
による制御から小制御流量による制御までを流量特性の
異なるサーボ弁を組合せた合成流量特性によって連続し
て制御することができる。
と小容量サーボ弁5とを各1個設けた2個のサーボ弁構
成を説明したが、この出願に係る発明は、例えば、大容
量と小容量に加えて中容量のサーボ弁を組合せてもよ
く、さらに3個以上のサーボ弁を組合せた場合でも適用
することが可能であり、サーボ弁の個数は上記実施例に
限定されるものではない。
置を例に説明したが、この出願に係る発明は、大流量か
ら小流量までの広範囲の制御流量を連続的に制御する油
圧式サーボ制御を行うものであれば適用することがで
き、上記例に限定されるものではない。
うな形態で実施され、以下に記載するような効果を奏す
る。
合せた合成流量特性によって流量制御するため、大流量
から小流量まで広範囲の連続した流量特性の改善ができ
るので、小流量の細かな制御による圧力制御精度の向上
および大流量による迅速な起動が可能となる。
を行わないので、サーボ弁内部(特にスプールエッジ
部)の磨耗等による経年変化で流量特性が変わることを
抑制することが可能となる。
れば、短時間での集合胴内の圧力上昇と所定時間の圧力
維持が容易にできるので、精度のよい風洞試験が可能と
なるとともに所定の計測時間を確保することが可能とな
る。
装置の要部を示す計装図である。
り、(b) は小容量サーボ弁の要部拡大断面図である。
あり、(b) は小容量サーボ弁の流量特性を示す線図であ
る。
合成流量特性を示す線図である。
る吹出式風洞試験装置の概略模式図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 起動時には集合胴圧力を短時間で規定圧
力まで上昇させ、この圧力に達した後は、一旦調圧弁を
閉方向に動かし、その後、貯気槽内の圧力低下に伴い調
圧弁を開方向へ動かすように集合胴内の圧力制御を行う
吹出式風洞試験装置の集合胴内に設けた調圧弁の制御装
置において、 中立点に所定のオーバーラップ域を設けた流量特性を有
する大制御流量の大容量サーボ弁と、ゼロラップの流量
特性を有する小制御流量の小容量サーボ弁とを設け、該
小容量サーボ弁の流量特性を前記大容量サーボ弁のオー
バーラップ域を含む中立点の流量特性に組合せるととも
に、該大容量サーボ弁のオーバーラップ域における最大
制御信号と小容量サーボ弁の最大制御信号とをほぼ一致
させ、前記調圧弁によって制御する調圧装置からのフィ
ードバック信号と、制御装置からの設定信号との偏差信
号をサーボアンプに入力し、該サーボアンプの合成流量
特性が連続特性となる制御信号によって前記大容量サー
ボ弁と小容量サーボ弁とを制御して両サーボ弁の合成流
量特性によって大流量から小流量までの制御流量を連続
的に制御したことを特徴とする油圧式サーボ制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8104858A JP3045960B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 油圧式サーボ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8104858A JP3045960B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 油圧式サーボ制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09291905A JPH09291905A (ja) | 1997-11-11 |
JP3045960B2 true JP3045960B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=14391967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8104858A Expired - Fee Related JP3045960B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 油圧式サーボ制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3045960B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4663856B2 (ja) * | 1999-12-03 | 2011-04-06 | 株式会社アマダ | 液圧シリンダの駆動方法および装置 |
JP4772984B2 (ja) * | 2001-05-23 | 2011-09-14 | 株式会社オプトン | 曲げ加工用素材供給装置 |
-
1996
- 1996-04-25 JP JP8104858A patent/JP3045960B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
(財)日本規格協会編,「JIS工業用語大辞典」,第3版,(財)日本規格協会,1991年11月20日,p.201 |
野見山紘一,"油圧電磁比例制御弁のコントローラ",油空圧技術,日本工業出版,1994年6年5月1日,第33巻,第5号,pp.37−43 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09291905A (ja) | 1997-11-11 |
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