JP7249835B2 - Apparatus and method for sensing conditions in hydraulic control system, and hydraulic control system - Google Patents
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Description
本発明は、油圧制御システムを構成するサーボ弁やアクチュエータ等の要素の動作不具合や経時変化等に関する物理的状態を検知する状態検知装置、状態検知装置を備えた油圧制御システム、および状態検知方法に関する。
BACKGROUND OF THE
油圧アクチュエータ等を備えた油圧機構が、油圧機構の位置、速度、あるいは荷重を制御する制御装置と共に、種々の対象物に荷重を印加する用途等に利用されている。制御装置は、位置や速度等の目標値に対する偏差に応じてサーボ弁に開度指令を与える。
こうした油圧機構および制御装置を含む油圧制御システムは、例えば建造物等に荷重を加えた際の位置や速度等の応答に基づいて建造物等の健全性を評価する用途にも利用されている。
Hydraulic mechanisms including hydraulic actuators and the like are used for applications such as applying loads to various objects together with control devices for controlling the position, speed, or load of the hydraulic mechanisms. The control device gives an opening command to the servo valve according to the deviation from the target values such as position and speed.
Hydraulic control systems including such hydraulic mechanisms and control devices are also used to evaluate the soundness of structures, etc., based on responses such as position and speed when loads are applied to the structures, for example.
特許文献１では、作業機を制御する位置フィードバック制御系における偏差と偏差の微分値とから、作業機の動作中に亘り位相面軌道を求め、予め設定した位相面上の禁止領域に軌道が入ったことを確認することによって異常の検出を行っている。特許文献１によれば、フィードバックループの断線等によって生じる制御系の異常を適確に検出することができるとされている。
In
油圧制御システムのサーボ弁やピストン・シリンダ等には、異物の混入等に起因する動作不良や、摩耗等による経時的な特性変化等を想定することができる。そういった異常を検知するため、例えば、シリンダ速度応答等の物理量の時間的変化に対して閾値を適用したとすれば、正常な状態を逸脱してはいても時間軸上の物理量変化が僅かであるうちは、異常として把握できないため、異常の予兆を検知して異常の発生を未然に防ぐことが難しい。特許文献１に記載された異常検出の方法も、位相面軌道に閾値としての禁止領域を適用しており、閾値を用いる考え方に属する。
In servo valves, pistons, cylinders, etc. of hydraulic control systems, it is possible to assume malfunctions due to contamination by foreign matter, and changes in characteristics over time due to wear and the like. In order to detect such abnormalities, for example, if a threshold value is applied to temporal changes in physical quantities such as cylinder speed response, even if it deviates from the normal state, physical quantity changes on the time axis are slight. Since we cannot recognize it as an anomaly, it is difficult to detect signs of an anomaly and prevent an anomaly from occurring. The anomaly detection method described in
以上より、本発明は、油圧制御システムにおける異常の予兆を容易に検知可能な装置や方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method that can easily detect signs of abnormality in a hydraulic control system.
本発明は、油圧機構を制御する油圧制御システムにおける状態を検知する装置であって、油圧制御システムの実測された物理的状態量の応答データが、２つの物理的状態量からなる位相面データに変換されることで、実測位相面データを取得する実測位相面データ取得部と、実測位相面データを用いて物理パラメータを取得する物理パラメータ取得部と、を備えることを特徴とする。 The present invention is a device for detecting a state in a hydraulic control system that controls a hydraulic mechanism, wherein response data of measured physical state quantities of the hydraulic control system are converted into phase plane data consisting of two physical state quantities. It is characterized by comprising an actually measured phase plane data acquiring unit that acquires actually measured phase plane data by conversion, and a physical parameter acquiring unit that acquires a physical parameter using the actually measured phase plane data.
本発明の状態検知装置は、実測位相面データから、実測位相面データの形状の特徴に基づいて、油圧制御システムに想定される物理的状態量の変化のケースを特定するケース特定部を備えることが好ましい。 The state detection device of the present invention comprises a case identification unit that identifies a case of change in physical state quantity assumed in the hydraulic control system from the measured phase plane data, based on the feature of the shape of the actually measured phase plane data. is preferred.
本発明の状態検知装置において、ケース特定部は、油圧制御システムに発生しうる異常の予兆を与えた解析を経てケース毎に得られた解析位相面データの形状の特徴とケースとの対応関係と、実測位相面データの形状の特徴とに基づいて、ケースを特定することが好ましい。 In the state detection device of the present invention, the case identification unit determines the correspondence relationship between the characteristics of the shape of the analysis phase plane data obtained for each case through analysis that gives a sign of an abnormality that may occur in the hydraulic control system and the case. , and the shape features of the measured phase plane data.
本発明の状態検知装置において、物理パラメータ取得部は、実測位相面データの形状の変化に基づいて、油圧制御システムにおける物理的状態量の変化の度合を算出することが好ましい。 In the state detection device of the present invention, it is preferable that the physical parameter acquisition section calculates the degree of change in the physical state quantity in the hydraulic control system based on the change in the shape of the actually measured phase plane data.
本発明の状態検知装置において、物理パラメータ取得部は、実測位相面データにおける特徴点から物理パラメータを取得することが好ましい。 In the state detection device of the present invention, it is preferable that the physical parameter acquisition unit acquires the physical parameter from the feature points in the actually measured phase plane data.
本発明の状態検知装置において、位相面データに係る２つの物理的状態量は、油圧制御システムを構成するサーボ弁の弁開度またはサーボ弁に与えられる弁開度指令、および、油圧機構の速度応答であることが好ましい。 In the state detection device of the present invention, the two physical state quantities related to the phase plane data are the valve opening of the servo valves constituting the hydraulic control system or the valve opening command given to the servo valves, and the speed of the hydraulic mechanism. A response is preferred.
本発明の状態検知装置において、位相面データに係る２つの物理的状態量は、油圧機構の速度、および、油圧機構による荷重応答であることが好ましい。 In the state detection device of the present invention, the two physical state quantities related to the phase plane data are preferably the velocity of the hydraulic mechanism and the load response by the hydraulic mechanism.
本発明の油圧制御システムは、上述の状態検知装置と、油圧機構と、を含むことを特徴とする。 A hydraulic control system according to the present invention includes the above-described state detection device and a hydraulic mechanism.
また、本発明は、油圧機構を制御する油圧制御システムにおける状態を検知する方法であって、油圧制御システムの実測された物理的状態量の応答データから、２つの物理的状態量からなる位相面データに変換することで、実測位相面データを取得するステップと、実測位相面データを用いて物理パラメータを取得する物理パラメータ取得ステップと、を備えることを特徴とする。 The present invention also provides a method for detecting a state in a hydraulic control system that controls a hydraulic mechanism, wherein a phase plane consisting of two physical state quantities is obtained from response data of measured physical state quantities of the hydraulic control system. It is characterized by comprising a step of acquiring actually measured phase plane data by converting it into data, and a physical parameter acquiring step of acquiring a physical parameter using the actually measured phase plane data.
本発明の状態検知方法は、実測位相面データから、実測位相面データの形状の特徴に基づいて、油圧制御システムに想定される物理的状態量の変化のケースを特定するケース特定ステップを備えることが好ましい。 The state detection method of the present invention comprises a case identification step of identifying a change case of a physical state quantity assumed in the hydraulic control system from the measured phase plane data based on the feature of the shape of the actually measured phase plane data. is preferred.
本発明の状態検知方法は、油圧制御システムに発生しうる異常の予兆を与えた解析を経てケース毎に解析位相面データを取得するステップを備え、ケース特定ステップでは、解析位相面データの形状の特徴とケースとの対応関係と、実測位相面データの形状の特徴とに基づいて、ケースを特定することが好ましい。 The state detection method of the present invention comprises a step of obtaining analysis phase plane data for each case through analysis that gives a sign of an abnormality that may occur in the hydraulic control system, and in the case identification step, the shape of the analysis phase plane data is It is preferable to identify the case based on the correspondence between the feature and the case and the feature of the shape of the measured phase plane data.
本発明の状態検知方法において、ケースには、油圧制御システムを構成するサーボ弁の不感帯の変化、サーボ弁の基準位置に対するオフセットの発生、サーボ弁の流量特性の変化、および、油圧機構の摺動部の摩擦の変化のうちの少なくとも１つが該当することが好ましい。 In the state detection method of the present invention, the cases include changes in the dead zones of the servo valves that make up the hydraulic control system, occurrence of offsets of the servo valves with respect to the reference position, changes in the flow characteristics of the servo valves, and sliding of the hydraulic mechanism. Preferably, at least one of the changes in friction of the parts is relevant.
本発明の状態検知方法において、物理パラメータ取得ステップでは、実測位相面データの形状の変化に基づいて、油圧制御システムにおける物理的状態量の変化の度合を算出することが好ましい。 In the state detection method of the present invention, preferably, in the physical parameter obtaining step, the degree of change in the physical state quantity in the hydraulic control system is calculated based on the change in the shape of the actually measured phase plane data.
本発明の状態検知方法において、物理パラメータ取得ステップでは、実測位相面データにおける特徴点から物理パラメータを取得することが好ましい。 In the state detection method of the present invention, the physical parameter acquisition step preferably acquires the physical parameter from the feature points in the measured phase plane data.
本発明の状態検知方法において、油圧制御システムは、位置および速度のうち少なくとも位置を制御する位置制御系を備え、位相面データの位相面をなす２つの物理的状態量は、油圧制御システムを構成するサーボ弁の弁開度またはサーボ弁に与えられる弁開度指令、および、油圧機構の速度応答であることが好ましい。 In the state detection method of the present invention, the hydraulic control system includes a position control system that controls at least the position of position and speed, and the two physical state quantities forming the phase plane of the phase plane data constitute the hydraulic control system. It is preferable that they are the valve opening of the servo valve or the valve opening command given to the servo valve, and the speed response of the hydraulic mechanism.
本発明の状態検知方法において、油圧制御システムは、荷重を制御する荷重制御系を備え、位相面データの位相面をなす２つの物理的状態量は、油圧機構の速度、および、油圧機構による荷重応答であることが好ましい。 In the state detection method of the present invention, the hydraulic control system includes a load control system for controlling the load, and the two physical state quantities forming the phase plane of the phase plane data are the speed of the hydraulic mechanism and the load applied by the hydraulic mechanism. A response is preferred.
本発明によれば、具体的には後述するように、実測位相面データの形状の特徴に基づいて、物理的な状態変化のケースの特定および状態変化の度合を含め、異常の予兆を検知することができる。 According to the present invention, as will be specifically described later, signs of abnormality are detected, including identification of cases of physical state change and the degree of state change, based on the characteristics of the shape of actually measured phase plane data. be able to.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
（油圧制御システムの構成）
図１に示す油圧制御システム１は、油圧機構４を含み、油圧機構４を制御するフィードバック位置制御系をなしている。この油圧制御システム１は、例えば、油圧機構４により荷重が印加される図示しない建造物等の健全性の測定、評価が可能である。
油圧制御システム１は、制御部２と、サーボ弁３と、油圧機構４と、位置センサ５とを備えている。
なお、油圧制御システム１は、位置および速度のフィードバック制御系であってもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[First embodiment]
(Configuration of hydraulic control system)
A
A
The
油圧機構４は、ピストンおよびシリンダ等を含む油圧アクチュエータ４１と、油圧アクチュエータ４１に結合した制御対象４２とを含んでいる。
制御部２は、位置センサ５により検出された制御対象４２の位置と、目標値との偏差に応じた弁開度指令をサーボ弁３に与える。弁開度指令に応じて動作するサーボ弁３の開度に応じて作動油の流量や流れの向き等が調整されることで油圧機構４が動作する。
The
The
（状態検知装置の構成）
状態検知装置２０は、油圧制御システム１を構成する要素の物理的状態を検知する。状態検知装置２０は、後述するように、位相面の軌道の形状から、油圧制御システム１に発生した状態変化のケースを特定するとともに状態変化の度合を直接的に検知することを実現する。
状態検知装置２０は、演算部および記憶部を備えて情報処理が可能なコンピュータ装置から構成することができる。状態検知装置２０が、制御部２の一部に組み込まれていてもよい。
(Configuration of state detection device)
The
The
状態検知装置２０は、図２に示すように、解析位相面データ取得部２１と、実測位相面データ取得部２２と、ケース特定部２３と、特徴点抽出部２４と、物理パラメータ取得部２５とを備えている。
解析位相面データ取得部２１、実測位相面データ取得部２２、ケース特定部２３、特徴点抽出部２４、および物理パラメータ取得部２５は、コンピュータ装置により実行可能なプログラムのモジュールとして構成することができる。
As shown in FIG. 2, the
The analysis phase plane
解析位相面データ取得部２１は、油圧制御システム１に対応する数式モデルＭ１（図４）の解析を経て、油圧制御システム１の解析位相面データＤａを取得する。
実測位相面データ取得部２２は、油圧制御システム１を実際に動作させた際の応答データから実測位相面データＤｂを取得する。
The analysis phase plane
The measured phase plane
ケース特定部２３は、実測位相面データＤｂの形状の特徴に基づいて、油圧制御システム１に想定される物理的状態量の変化のケースを特定する。
特徴点抽出部２４は、演算により実測位相面データＤｂから特徴点を抽出する。
物理パラメータ取得部２５は、実測位相面データＤｂの特徴点から物理パラメータＰｐを取得する。
The
The feature
The physical
本実施形態に限らず、状態検知装置２０が、油圧制御システム１とは別の装置として構成されていてもよい。その場合は、既存の油圧制御システムに、状態検知装置２０を容易に導入することができる。
Not limited to this embodiment, the
（油圧制御システムの異常）
油圧制御システム１において、経年変化や異物の混入等により、油圧制御システム１を構成する要素であるサーボ弁３や油圧アクチュエータ４１等に異常が発生しうる。
例えば、サーボ弁３では、異物の噛み込み等に起因するスプール弁の動作阻害、経年変化による摩耗や正負の方向における偏り等が発生しうる。
また、油圧アクチュエータ４１のピストンおよびシリンダでは、摺動部の摩擦の増加や減少、摺動部の摩耗による２室間の油漏れ等が発生しうる。
(Abnormal hydraulic control system)
In the
For example, in the
Further, in the piston and cylinder of the
油圧制御システム１に発生しうる異常に関しては、例えば、下記の４種類（４ケース）の物理的な状態変化（特性変化）を想定することができる。
ケース１：サーボ弁３の不感帯の変化
ケース２：サーボ弁３の基準位置に対するオフセットの発生
ケース３：油圧機構４の摺動部のクーロン摩擦の増加または減少
ケース４：サーボ弁３の流量特性の変化
なお、ケース４は、サーボ弁３を構成するスプール弁への異物の噛み込み等により発生しうる。
As for the abnormality that can occur in the
Case 1: Change in the dead band of the
油圧制御システム１における異常の発生により、構造物の健全性測定、あるいは製造物の出荷前検査、機械の調整等に油圧制御システム１を使用できなくなることは避けたい。
そこで、状態検知装置２０は、油圧制御システム１の要素の物理的な状態が正常な状態を逸脱したとしても、状態の変化が僅かであるため使用上は許容される間に、将来異常を発生させる兆候、つまり、異常の予兆を検知する。そのために、状態検知装置２０は、異常の予兆としての僅かな状態変化を与えた油圧制御システム１の解析（シミュレーション）を実施し、かつ、位相面表現により僅かな状態変化を位相面データの形状の相違として顕在化させる。
It is desirable to avoid the occurrence of an abnormality in the
Therefore, even if the physical state of the elements of the
（解析の実施）
図３および図４を参照し、異常の予兆の検知に用いる位相面データを取得するための解析について説明する。
解析の事前準備として、油圧制御システム１について、例えば図４に示すような数式モデルＭ１を設定する（図３のステップＳ１１）。
次いで、数式モデルＭ１を使用して解析を実施することにより、状態変化のケース毎に解析位相面データＤａを取得する（解析位相面データ取得ステップＳ１２）。
(Implementation of analysis)
3 and 4, analysis for acquiring phase plane data used for detection of signs of abnormality will be described.
As a preliminary preparation for the analysis, for the
Next, by performing an analysis using the mathematical model M1, the analytic phase plane data Da is acquired for each state change case (analysis phase plane data acquisition step S12).
解析の条件としては、例えば正弦波の波形をなす可変の位置指令を目標値として制御部２に与え、かつ、上述したケース１～４の状態変化を油圧制御システム１に与えるものとする。位置指令の周波数としては、制御系に慣性力が殆ど作用しない低い周波数を選定するものとする。
図４には、サーボ弁３の不感帯変化（ケース１（Ｃ１））、オフセット（ケース２（Ｃ２））、および流量特性変化（ケース４（Ｃ４））と、油圧機構４における非線形摩擦（ケース３（Ｃ３））とを想定して、解析に含める物理量を模式的に示している。
As analysis conditions, for example, a variable position command having a sinusoidal waveform is given to the
FIG. 4 shows changes in the dead zone of the servo valve 3 (Case 1 (C1)), offsets (Case 2 (C2)), flow rate characteristic changes (Case 4 (C4)), and nonlinear friction in the hydraulic mechanism 4 (Case 3 (C3)), the physical quantities to be included in the analysis are schematically shown.
解析の実施により、ケース毎の解析位相面データＤａに加えて、油圧制御システム１に予兆を含めて異常が発生していない正常な状態に対応する位相面データＤａ０も取得することが好ましい。該当のケースによっては、ケース毎の位相面データの形状の相違を判断するために正常状態の位相面データＤａ０との比較が必要になる場合がある。また、後述するように、正常な状態の位相面データＤａ０と実測位相面データＤｂとを比較することで、正常な状態からの状態変化の度合を検知することができる。
By performing the analysis, it is preferable to acquire phase plane data Da0 corresponding to a normal state in which no abnormality including a sign has occurred in the
そのため、本実施形態の解析位相面データ取得ステップＳ１２では、解析位相面データ取得部２１により、正常な状態（ケース０）と上記のケース１～４とを含めたケース毎に解析を実施して、解析に基づく物理的状態量の応答データを位相面データに変換することで、解析位相面データＤａ，Ｄａ０を取得する。
このとき、解析位相面データ取得部２１は、解析の実施により得られた時系列の位置や速度等の応答データから２つの変数を選んで位相面データに変換する。これをケース毎に繰り返すことで、ケース毎の解析位相面データＤａ，Ｄａ０を取得する。
Therefore, in the analysis phase plane data acquisition step S12 of the present embodiment, the analysis phase plane
At this time, the analysis phase plane
（位相面データの形状の特徴）
以下、図５～図９を参照し、解析の実施により取得される位相面データの形状の特徴について説明する。
図５および図６に、解析位相面データＤａ（Ｄａ１～Ｄａ４），Ｄａ０の一例を示す。ここでは、位相面をなす２つの変数は、サーボ弁３に与えられる弁開度指令と、油圧機構４の速度応答であるものとする。なお、弁開度指令の代わりに、サーボ弁３から検知される弁開度であってもよい。速度応答は、制御対象４２から制御部２にフィードバックされる位置の微分値である。状態検知装置２０には、制御部２から、少なくとも弁開度指令および速度が入力される。
(Characteristics of shape of phase plane data)
The features of the shape of the phase plane data obtained by performing the analysis will be described below with reference to FIGS. 5 to 9. FIG.
5 and 6 show an example of the analysis phase plane data Da (Da1 to Da4) and Da0. Here, the two variables forming the phase plane are the valve opening command given to the
図５および図６には、解析位相面データ取得ステップＳ１２により取得されたケース毎の解析位相面データＤａ（Ｄａ１～Ｄａ４），Ｄａ０を重畳して示している。
正常な状態（ケース０）に対応する位相面データＤａ０は、弁開度指令が０Ｖのとき速度応答も０ｍｍ／ｓであり、位相面上に線形の軌道を描く。位相面データＤａ０は、弁開度指令および速度応答のそれぞれの正負両側に亘り対称である。なお、厳密には、正常な状態であっても、弁開度指令「０」の近傍に速度応答が０であるサーボ弁３の不感帯が存在する。
各ケース１～４の位相面データＤａ１～Ｄａ４の軌道は、Ｄａ０の軌道とは異なり、かつ互いに相違している。これらの位相面データＤａ１～Ｄａ４は、軌道が互いに相違するだけでなく、軌道のそれぞれの形状に、解析の誤差やノイズに埋没しない明らかな特徴がある。このため、機械特性の変化を形状の変化として把握することができる。
5 and 6 show the analytic phase plane data Da (Da1 to Da4) and Da0 for each case acquired in the analytic phase plane data acquisition step S12 in a superimposed manner.
The phase plane data Da0 corresponding to the normal state (case 0) has a velocity response of 0 mm/s when the valve opening command is 0 V, and draws a linear trajectory on the phase plane. The phase plane data Da0 is symmetrical across both positive and negative sides of the valve opening command and speed response. Strictly speaking, even in a normal state, there is a dead zone of the
The trajectories of the phase plane data Da1-Da4 in each of Cases 1-4 are different from the trajectory of Da0 and different from each other. These phase plane data Da1 to Da4 not only have mutually different trajectories, but also have distinct features in the shape of each trajectory that are not submerged in analysis errors and noise. Therefore, changes in mechanical properties can be grasped as changes in shape.
異常の予兆に相当する僅かな状態変化を与えた油圧制御システム１の解析の結果を、仮に、時間軸上の変化により表すとする。その場合は、例えば図１４（ａ）および（ｂ）に、正常状態のデータと、状態変化のケース毎のデータとを重畳して示すように、各データの波形の形状がいずれも正弦波状であって、値の差も僅かであるため、時間軸上に表された各データの形状に特徴を見出せない。そのため、図１４（ａ）または（ｂ）に示す応答データから、何らかの異常が存在することは仮に検知できたとしても、状態変化のケースを特定することは困難であり、ケース毎に状態変化の度合を把握することも困難である。
It is assumed that the analysis result of the
本実施形態における位相面データＤａ１～Ｄａ４のそれぞれの形状の特徴によれば、状態変化のケースを容易に特定でき、ケース毎の状態変化の度合も容易に把握することができる。 According to the characteristics of the shape of each of the phase plane data Da1 to Da4 in the present embodiment, it is possible to easily identify cases of state change and to easily grasp the degree of state change for each case.
図５および図６を参照し、位相面データＤａ１～Ｄａ４のそれぞれの形状の特徴を説明する。例えば、ケース１の異常の予兆（サーボ弁３の不感帯の変化）を与えた解析に基づく位相面データＤａ１は、図６に示すように、弁開度指令「０」の正負両側の所定範囲Ｒ１に亘り速度応答がほぼ「０」で一定であるため、範囲Ｒ１に亘り平坦な形状を位相面に描く。この位相面データＤａ１は、範囲Ｒ１の両端で傾きが変化している。
Features of the shape of each of the phase plane data Da1 to Da4 will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. For example, as shown in FIG. 6, the phase plane data Da1 based on the analysis that gave a sign of abnormality (change in the dead zone of the servo valve 3) of
また、ケース２の異常の予兆（サーボ弁３のオフセットの発生）を与えた解析に基づく位相面データＤａ２は、正常な状態の位相面データＤａ０に対して弁開度指令の－側でかつ速度応答の＋側に、軌道の全体としてシフトしており、線形の軌道を位相面に描く。この位相面データＤａ２は、正常状態の位相面データＤａ０とは交差しない。 In addition, the phase plane data Da2 based on the analysis that gave a sign of abnormality in case 2 (occurrence of offset of the servo valve 3) is on the negative side of the valve opening command and the speed The trajectory as a whole is shifted to the positive side of the response, and a linear trajectory is drawn on the phase plane. This phase plane data Da2 does not intersect with the phase plane data Da0 in the normal state.
ケース３の異常の予兆（油圧機構４の摺動部の摩擦の変化）を与えた解析に基づく位相面データＤａ３は、弁開度指令「０」の正負両側の所定範囲Ｒ３に亘り、正常状態の位相面データＤａ０に対して傾きが小さい。範囲Ｒ３は、上述した位相面データＤａ１の範囲Ｒ１よりも広く、範囲Ｒ３の両端で傾きが変化している。図５および図６に示す例では、範囲Ｒ３の両側における傾きが、正常状態の位相面データＤａ０と同等であるが、これに限らず、油圧機構４における摩耗の状態によっては、範囲Ｒ３の両側における傾きが互いに相違する場合もある。
The phase plane data Da3 based on the analysis that gave a sign of abnormality (change in friction of the sliding portion of the hydraulic mechanism 4) of
そして、ケース４の異常の予兆（サーボ弁３の流量特性の変化）を与えた解析に基づく位相面データＤａ４は、弁開度指令の「０」近傍を境界に、傾きが変化しており、正負の方向に非対称である。位相面データＤａ４の傾きは、弁開度指令の－側では、正常状態の位相面データＤａ０の傾きよりも小さいが、弁開度指令の＋側では、正常状態の位相面データＤａ０の傾きよりも大きい。 The phase plane data Da4 based on the analysis that gave the sign of abnormality of case 4 (change in the flow rate characteristic of the servo valve 3) changes in inclination with the vicinity of the valve opening command "0" as the boundary, It is asymmetrical in the positive and negative directions. The slope of the phase plane data Da4 is smaller than the slope of the phase plane data Da0 in the normal state on the minus side of the valve opening command, but is smaller than the slope of the phase plane data Da0 in the normal state on the + side of the valve opening command. is also big.
ケース１～４の位相面データＤａ１～Ｄａ４のそれぞれの軌道は、所定の傾きが与えられた範囲の幅や傾きの変化に対応した形状、あるいは、正常状態の位相面データＤａ０に対してシフトした形状に、固有の特徴を有している。そのため、形状の特徴に基づいて容易に、位相面データＤａ１～Ｄａ４を区別してケースを特定することができる。
Each trajectory of the phase plane data Da1 to Da4 in
ケース１～４のうち２以上が複合的に生じたとしても、解析位相面データの軌道の形状には、各ケース１～４に固有の特徴が維持される。
図７（ａ）～（ｃ）および図８（ａ）～（ｄ）は、ケース１～４のうち２以上が、下記の表１に記載されているように複合的に生じた場合の解析位相面データの一例を示している。
Even if two or more of Cases 1-4 occur in combination, the shape of the trajectory of the analytical phase plane data maintains the characteristics unique to each of Cases 1-4.
Figures 7(a)-(c) and Figures 8(a)-(d) are analyzes when two or more of Cases 1-4 occur in combination as described in Table 1 below. An example of phase plane data is shown.
例えば、図７（ａ）は、複合ケース５として、サーボ弁３の不感帯の変化（ケース１）と、サーボ弁３のオフセットの発生（ケース２）とを同時に与えた油圧制御システム１の解析の実施を経て得られた位相面データＤａ５に相当する。正常な状態（ケース０）の位相面データＤａ０（点線）も併せて示している。
図７（ａ）に示す位相面データＤａ５には、ケース１に対応する上述した形状の特徴と、ケース２に対応する上述した形状の特徴とが表れている。つまり、位相面データＤａ５は、図６に示す解析位相面データＤａ１と同様に、弁開度指令「０」の正負両側の所定範囲に亘り速度応答がほぼ「０」で一定であり、かつ、位相面データＤａ２と同様に、軌道の全体が、位相面データＤａ０に対して弁開度指令の－側および速度応答の＋側にシフトしている。
For example, FIG. 7A shows, as a combined
In the phase plane data Da5 shown in FIG. 7A, the above-described shape feature corresponding to
また、図７（ｂ）に示す複合ケース６としての位相面データＤａ６も、ケース１およびケース３に対応して、弁開度指令「０」の正負両側の所定範囲に亘り速度応答がほぼ「０」で一定であり、かつ、一定である範囲よりも広い範囲に亘り、その範囲の両側の傾きと比べて傾きが小さい。
In addition, the phase plane data Da6 as
さらに、図７（ｃ）に示す複合ケース７としての位相面データＤａ７も、ケース１およびケース４に対応して、弁開度指令「０」の正負両側の所定範囲に亘り速度応答がほぼ「０」で一定であり、かつ、当該範囲の両側における傾きが相違している。
Further, in phase plane data Da7 as
その他の複合ケース８～１０（図８（ａ）～（ｃ））も同様である。また、上記表１への記載および位相面データの図示を省略するが、ケース１～４の３つが複合的に生じたとしても、同様である。
The same applies to other composite cases 8 to 10 (FIGS. 8(a) to (c)). Also, although the description in Table 1 and the illustration of the phase plane data are omitted, the same is true even if the three
複合ケース１１として図８（ｄ）に示すように、全ケース１～４が複合的に生じた場合も同様である。
つまり、図８（ｄ）に示す位相面データＤａ１１は、弁開度指令「０」の正負両側の所定範囲に亘り速度応答がほぼ「０」で一定であり、かつ、一定である範囲よりも広い範囲に亘り、当該範囲の両側の傾きと比べて傾きが小さく、かつ、その広い範囲の両側における傾きが相違しており、かつ、軌道の全体が、位相面データＤａ０に対して弁開度指令の－側でかつ速度応答の＋側にシフトしている。
The same is true when all
That is, the phase plane data Da11 shown in FIG. 8(d) has a velocity response that is substantially constant at "0" over a predetermined range on both the positive and negative sides of the valve opening degree command "0", and is higher than the constant range. Over a wide range, the inclination is smaller than the inclination on both sides of the range, the inclination on both sides of the wide range is different, and the entire trajectory is the valve opening degree with respect to the phase plane data Da0 It is shifted to the - side of the command and the + side of the speed response.
以上より、油圧制御システム１に、ケース１～４のいずれか単一のケースが生じた場合のみならず、ケース１～４の２以上が同時に生じたとしても、解析の実施を経て得られた位相面データにおいて、各ケースに固有の形状の特徴が表れる。
From the above, not only when one of
図９に一例を示すように、位相面において各ケースの形状の相違が表れた範囲の値の演算処理等により、位相面データの軌道上の特徴点（ｐＡ，ｐＢ等）を抽出することができる。これらの特徴点は、位相面データの形状の特徴を示している。これらの特徴点を上述したケース毎の形状の特徴にあてはめたり、特徴点の差分を用いたりすることで、位相面データに該当するケースを特定することができ、かつ、状態変化の度合を求めることもできる。 As an example is shown in FIG. 9, it is possible to extract characteristic points (pA, pB, etc.) on the trajectory of the phase plane data by arithmetic processing of values in the range where the shape difference of each case appears on the phase plane. can. These feature points indicate the features of the shape of the phase plane data. By applying these feature points to the feature of the shape for each case described above, or using the difference of the feature points, it is possible to identify the case corresponding to the phase plane data, and to obtain the degree of state change. can also
図９を参照し、全ケース１～４の状態変化が同時に生じた際の実測位相面データＤｂにおける特徴点から、ケース１～４毎に、状態変化量を算出可能であることを説明する。
ここで、Ｘ軸が弁開度指令であり、Ｙ軸が速度応答であり、実測位相面データＤｂをｙ＝Ｔ（ｘ）と表す。
位相面データＤｂの正負に亘る所定区間において、弁開度指令の両端の値（最大値および最小値）をそれぞれＡｘ，Ｆｘとする。Ａｘと、Ａｘに対応する速度応答Ａｙとから、特徴点ｐＡが定まる。また、Ａｙと、Ａｙに対応する速度応答Ｆｙとから、特徴点ｐＦが定まる。
With reference to FIG. 9, it will be described that the amount of state change can be calculated for each of
Here, the X-axis is the valve opening command, the Y-axis is the speed response, and the actually measured phase plane data Db is expressed as y=T(x).
Let Ax and Fx be the values (maximum value and minimum value) at both ends of the valve opening command in a predetermined interval of the positive and negative phase plane data Db. A feature point pA is determined from Ax and the velocity response Ay corresponding to Ax. A feature point pF is determined from Ay and the velocity response Fy corresponding to Ay.
ｙ＝Ｔ（ｘ）を微分し、階段状に、急峻に値が変化するＸ座標をＢｘ～Ｅｘとする。Ｂｘ～Ｅｘにそれぞれ対応するＹ座標であるＢｙ～ＥｙをＴ（ｘ）より求めると、特徴点ｐＢ～ｐＥが定まる。
以上により特徴点ｐＡ～ｐＦが抽出される。これらの特徴点ｐＡ～ｐＦを用いて、演算処理により、例えば、位相面軌道の全体が正常状態に対してシフトしている場合にはサーボ弁３のオフセットが発生しているとか、ｐＡにおける傾きとｐＦにおける傾きとが異なる場合にはサーボ弁３の流量特性が変化しているとか、範囲Ｒ３の内側と外側との傾きが異なる場合には油圧機構４における摩擦特性が変化しているとか、正常状態の不感帯を超える幅の所定範囲Ｒ１に亘り速度応答が一定である場合には、不感帯が変化しているといったように、位相面データの形状の変化と物理的状態の変化とを関連付けることができる。
By differentiating y=T(x), the X coordinate whose value changes steeply in a stepwise manner is defined as Bx to Ex. Characteristic points pB to pE are determined by obtaining Y coordinates By to Ey corresponding to Bx to Ex, respectively, from T(x).
Feature points pA to pF are extracted as described above. Using these characteristic points pA to pF, arithmetic processing can be performed to determine, for example, if the entire phase plane trajectory is shifted with respect to the normal state, the offset of the
抽出された特徴点ｐＡ～ｐＦから、下記の表２に示すように、特徴点ｐＡ～ｐＦのうちの隣り合う２点間の区間について、状態変化量に相当する物理パラメータＰｐを算出することができる。なお、表２のNo.3の直線ｐＢ－ｐＣの傾きおよびNo.4の直線ｐＤ－ｐＥの傾きは、位相面データＤｂにおける範囲Ｒ３の外側に関する。また、No.5の直線ｐＢ－ｐＣのＸ成分およびNo.6の直線ｐＤ－ｐＥのＸ成分は、位相面データＤｂにおける範囲Ｒ３の内側に関する。 From the extracted feature points pA to pF, as shown in Table 2 below, it is possible to calculate a physical parameter Pp corresponding to the state change amount for a section between two adjacent points among the feature points pA to pF. can. The slope of the straight line pB-pC of No. 3 in Table 2 and the slope of the straight line pD-pE of No. 4 relate to the outside of the range R3 in the phase plane data Db. Also, the X component of the straight line pB-pC of No. 5 and the X component of the straight line pD-pE of No. 6 relate to the inside of the range R3 in the phase plane data Db.
上記の表２に示すように、位相面データの軌道上の各区間の傾きや距離である物理パラメータＰｐはそれぞれ、例えば、ケース１にあたる不感帯の変化であったり（No.7）、ケース３にあたる摩擦特性の変化であったり（No.3～6）、ケース４にあたる流量特性の変化であったり（No.1,2）というように、状態変化量を表している。こうした物理パラメータＰｐと、正常状態の位相面データＤａ０とから、正常状態からの各ケースの状態変化の度合を算出することができる。表２より、サーボ弁３の流量特性や油圧機構４の摩擦特性については、正負両方の変化を算出することができる。
なお、ケース２にあたるサーボ弁３のオフセットについても、正常状態の位相面データＤａ０に対する位相面データＤｂの軌道全体のＸ成分シフト量を求めることで、状態変化の度合を算出することができる。
As shown in Table 2 above, the physical parameter Pp, which is the slope and distance of each section on the trajectory of the phase plane data, is, for example, a change in the dead zone corresponding to Case 1 (No. 7), and corresponding to
Regarding the offset of the
位相面データＤｂから抽出される特徴点の数は、発生したケース１～４に応じて、また、複合したケース数に応じて異なる。ケース２が単独で生じている場合は、特徴点ｐＡおよびｐＦのみが抽出される。
ケース１～４の任意の２以上が複合的に生じたとしても、特徴点により位相面データＤｂから各ケースの状態変化に対応する区間を設定し、各区間の傾きや距離である物理パラメータＰｐと、正常状態の位相面データＤａ０とを用いて、正常状態からの状態変化の度合を算出することができる。
The number of feature points extracted from the phase plane data Db differs depending on the generated
Even if any two or more of
以上によれば、正常状態と異常状態の位相面データを解析により予め解いて、位相面データの形状の特徴と状態変化のケースとが関連付けられるとともに、位相面データの形状の変化と状態変化とが関連付けられることにより、油圧制御システム１に発生した状態変化のケースとその状態変化量とを求めることができる。
According to the above, the phase plane data of the normal state and the abnormal state are solved in advance by analysis, and the feature of the shape of the phase plane data and the case of the state change are associated, and the change of the shape of the phase plane data and the state change are solved. By associating with , it is possible to obtain the case of the state change that has occurred in the
（異常の予兆検知）
油圧制御システム１の異常の予兆を検知する際には、解析時と同様の例えば正弦波の位置指令を与えて実際に油圧制御システム１を動作させ、弁開度指令および速度応答からなる実測位相面データＤｂを取得する（図３の実測位相面データ取得ステップＳ２１）。速度応答および弁開度指令は、油圧制御システム１を動作させて実測された物理的状態量に相当する。これらの時系列のデータを位相面に変換する。
(Abnormal sign detection)
When detecting a sign of an abnormality in the
異常の予兆を含め、油圧制御システム１に異常が発生していない初期状態において、正常な状態の位相面データＤｂ０を取得しておくことにより、実機の正常状態の位相面データＤｂ０を状態検知に用いることができる。
In the initial state in which no abnormality has occurred in the
実測位相面データＤｂが得られたならば、ケース特定部２３により状態変化のケースを特定することができる（ケース特定ステップＳ２２）。このとき、ケース特定部２３は、解析を経てケース毎に得られた解析位相面データの形状の特徴と各ケースとの対応関係と、実測位相面データＤｂの形状の特徴とに基づいて、ケース１～４のうち、発生している１以上のケースを特定することができる。
When the measured phase plane data Db is obtained, the case of state change can be identified by the case identification unit 23 (case identification step S22). At this time, the
さらに、特徴点抽出部２４により実測位相面データＤｂにおける特徴点を抽出し（特徴点抽出ステップＳ２３）、例えば上述した手法により特徴点を用いて物理パラメータＰｐ（表２）を取得する（物理パラメータ取得ステップＳ２４）。
Furthermore, the feature
上述したように、状態検知装置２０は、特徴点抽出部２４により抽出された特徴点を用いて、弁開度指令「０」を含む所定範囲Ｒ１内で速度応答が一定であるとか、位相面軌道の全体が正常状態に対してシフトしているとか、範囲Ｒ３の内側と外側との傾きが異なるといった、ケース毎の形状の特徴を見出し、油圧制御システム１に発生した状態変化の１以上のケースを特定することができる。
状態検知装置２０は、特定したケースに対応する要素の交換を促す警告を表示するように構成されていてもよい。その際に、物理パラメータＰｐに閾値を適用し、物理パラメータＰｐが閾値を超えた場合にのみ、対応する要素の交換を促す警告を表示することもできる。
As described above, the
The
以上で説明したように、本実施形態の油圧制御システム１の状態検知装置２０によれば、位相面データの形状の特徴に基づいて、状態変化のケースの特定および状態変化の度合を含め、異常の予兆を検知することができる。
異常に至る前の予兆段階で状態変化を検知することができ、しかも、状態変化のケースが特定されることで、状態変化の原因となっている要素が把握できるため、油圧制御システム１の使用を継続しながら、当該要素（サーボ弁３や油圧アクチュエータ４１等）の交換品の入手、修理作業の予定を組む等の対応を油圧制御システム１の使用が継続可能な間に取ることができる。油圧制御システム１の使用を継続することができるため、構造物の健全性評価等のサービスも継続して行うことができる。
As described above, according to the
The
本実施形態の状態検知装置２０は、数式モデルＭ１を使用して解析を実施し、解析位相面データＤａ１～Ｄａ４を取得する解析位相面データ取得部２１を備えているが、解析の実施および解析位相面データＤａ１～Ｄａ４の取得は、別の装置により行うこととしてもよい。その場合でも、別の装置により取得された位相面データＤａ０，Ｄａ１～Ｄａ４を用いて、位相面データの形状の変化と物理状態の変化とを関連付けるとよい。
形状の変化と物理状態の変化とを関連付けたならば、次の異常検知の実施時には解析および解析位相面データ取得の手順を省き、実測位相面データの取得（図３のステップＳ２１）から、異常検知の手順を開始することができる。
The
Once the change in the shape and the change in the physical state are associated, when the next abnormality detection is performed, the procedure for analysis and analysis phase surface data acquisition is omitted, and the measurement phase surface data acquisition (step S21 in FIG. 3) to the abnormality detection A detection procedure can be initiated.
また、本実施形態の状態検知装置２０および状態検知方法において、特徴点の抽出および物理パラメータＰｐの取得は必須ではない。例えば、公知の画像処理により、正常状態の位相面データＤａ０と、実測位相面データＤｂとの形状の差分処理等を行うことで得られた物理パラメータに基づいて、状態変化のケースおよび状態変化量を求めることもできる。
In the
〔第２実施形態〕
次に、図１０～図１３を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。
以下、第１実施形態と相違する事項を中心に説明する。第１実施形態と同様の構成要素には同じ符合を付している。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 13. FIG.
The following description focuses on matters that differ from the first embodiment. The same symbols are attached to the same components as in the first embodiment.
図１０および図１１に示す油圧制御システム６は、制御部２と、サーボ弁３と、油圧機構４と、荷重・位置センサ７とを備えており、油圧機構４により荷重が印加される構造物等（図示しない）と共に荷重制御系をなしている。
The
第２実施形態の制御部２は、荷重・位置センサ７により検出された制御対象４２の荷重と、目標値との偏差に応じた弁開度指令をサーボ弁３に与える。
状態検知装置３０には、制御部２から、位置、位置の微分値である速度、速度の微分値である加速度、および反力が入力される。
The
The
ここで、運動方程式を、
速度と荷重応答との位相面に示される軌道から、荷重応答の全体における各力の成分の寄与度を把握することについて説明する。
図１２（ａ）は、速度と慣性力Ｆｉとの位相面データを示している。図１２（ｂ）は、速度とクーロン摩擦力Ｆｃとの位相面データを示している。図１２（ｃ）は、速度と粘性力Ｆｖとの位相面データを示している。
図１３は、図１２（ａ）～（ｃ）の位相面データを合成した位相面データを示している。図１３に示す合成位相面データには、図１２（ａ）～（ｃ）に示す位相面データのそれぞれの形状の特徴が反映されている。図１３の縦軸は、荷重・位置センサ７により検出される荷重の検出値（荷重応答）に相当する。
Understanding the contribution of each force component to the overall load response from the trajectory shown in the phase plane of the velocity and load response will now be described.
FIG. 12(a) shows the phase plane data of velocity and inertial force Fi. FIG. 12(b) shows the phase plane data of the velocity and the Coulomb frictional force Fc. FIG. 12(c) shows the phase plane data of velocity and viscous force Fv.
FIG. 13 shows phase plane data obtained by synthesizing the phase plane data of FIGS. 12(a) to (c). The combined phase plane data shown in FIG. 13 reflects the shape features of the phase plane data shown in FIGS. 12(a) to (c). The vertical axis in FIG. 13 corresponds to the load detection value (load response) detected by the load/
図１３に示す合成位相面データにおいて、速度および力の最小値に対応する点ｐＡと、速度および力の最大値に対応する点ｐＢとを結んだ直線の傾きが粘性係数Ｃに相当する。
また、合成位相面データにおいて、速度が「０」の時の力と、交点ｐＣにおける力との差が、クーロン摩擦力Ｆｃに相当する。交点ｐＣは、位相面軌道がＹ軸方向に立ち上がって一定の勾配に安定した時の図示しない接線と縦軸とが交わる点である。
In the composite phase plane data shown in FIG. 13, the viscosity coefficient C corresponds to the slope of the straight line connecting the point pA corresponding to the minimum velocity and force and the point pB corresponding to the maximum velocity and force.
Further, in the synthetic phase plane data, the difference between the force when the velocity is "0" and the force at the intersection point pC corresponds to the Coulomb frictional force Fc. The intersection point pC is the point where a tangent line (not shown) intersects the vertical axis when the phase plane trajectory rises in the Y-axis direction and stabilizes at a constant gradient.
さらに、速度が「０」の時の力の変化が慣性力（Ｍａω２）に相当するため、この値をＹａとおくと、質量Ｍは、Ｙａ／ａω２となる。 Furthermore, since the change in force when the velocity is "0" corresponds to the inertial force (Maω 2 ), if this value is Ya, the mass M becomes Ya/aω 2 .
合成位相面データから、演算処理等により、例えばｐＡ，ｐＢ，ｐＣ，ｐＤ，ｐＥといった特徴点を抽出することができる。これらの特徴点を用いて、粘性係数Ｃ、質量Ｍ、およびクーロン摩擦力Ｆｃのそれぞれの変化を捉えることにより、異常の予兆を知ることができる。 For example, feature points such as pA, pB, pC, pD, and pE can be extracted from the combined phase plane data by arithmetic processing or the like. By using these characteristic points to detect changes in each of the viscosity coefficient C, mass M, and Coulomb friction force Fc, signs of abnormality can be known.
油圧制御システム６の異常の予兆を検知する際にも、例えば正弦波の荷重指令を与えて実際に油圧制御システム６を動作させ、状態検知装置３０に備わる図示しない実測位相面データ取得部により、速度および荷重応答からなる実測位相面データＤｂを取得する。図１３に示す合成位相面データは、この実測位相面データＤｂの一例に相当する。
When detecting a sign of abnormality in the
実測位相面データＤｂが得られたならば、特徴点を抽出し、上述の計算により、物理パラメータとして、質量Ｍ、粘性係数Ｃ、およびクーロン摩擦力Ｆｃを得ることができる。状態検知装置３０は、これらの物理パラメータと、過去に記録された実測位相面データＤｂによる物理パラメータとを比較して差分を得ることで、物理的状態の変化を容易に把握し、物理的状態の変化に基づいて異常の予兆を検知することができる。状態検知装置３０は、状態変化量が閾値を超えた場合に、警告の表示や警告音の発生により、異常の予兆を報知するように構成されていてもよい。
Once the measured phase plane data Db is obtained, the characteristic points are extracted, and the physical parameters, mass M, viscosity coefficient C, and Coulomb friction force Fc, can be obtained by the above calculations. The
油圧制御システム６は、荷重制御系の制御ループと、位置制御系の制御ループとを備えるものであってもよい。かかる油圧制御システムには、状態検知装置２０および状態検知装置３０の両方を採用することができる。
The
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。 In addition to the above, it is possible to select the configurations described in the above embodiments or to change them to other configurations as appropriate without departing from the gist of the present invention.
１，６ 油圧制御システム
２ 制御部
３ サーボ弁
４ 油圧機構
５ 位置センサ
７ 荷重・位置センサ
２０，３０ 状態検知装置
２１ 解析位相面データ取得部
２２ 実測位相面データ取得部
２３ ケース特定部
２４ 特徴点抽出部
２５ 物理パラメータ取得部
４１ 油圧アクチュエータ
４２ 制御対象
Ｄａ，Ｄａ０，Ｄａ１～Ｄａ４ 解析位相面データ
Ｄｂ 実測位相面データ
Ｍ１ 数式モデル
ｐＡ～ｐＦ 特徴点
Ｐｐ 物理パラメータ
Ｒ１，Ｒ３ 範囲
Ｓ１１ 数式モデル設定ステップ
Ｓ１２ 解析位相面データ取得ステップ
Ｓ２１ 実測位相面データ取得ステップ
Ｓ２２ ケース特定ステップ
Ｓ２３ 特徴点抽出ステップ
Ｓ２４ 物理パラメータ取得ステップ
1, 6
Claims (14)
前記油圧制御システムの実測された物理的状態量の応答データが、２つの前記物理的状態量からなる位相面データに変換されることで、実測位相面データを取得する実測位相面データ取得部と、
前記実測位相面データを用いて物理パラメータを取得する物理パラメータ取得部と、を備え、
前記物理パラメータ取得部は、前記実測位相面データから抽出される３つ以上の特徴点を用いて前記物理パラメータを取得可能に構成される、
ことを特徴とする状態検知装置。 A device for sensing a condition in a hydraulic control system that controls a hydraulic mechanism, comprising:
a measured phase plane data acquisition unit that acquires measured phase plane data by converting the response data of the measured physical state quantity of the hydraulic control system into phase plane data composed of two of the physical state quantities; ,
A physical parameter acquisition unit that acquires physical parameters using the measured phase plane data ,
The physical parameter acquisition unit is configured to be able to acquire the physical parameter using three or more feature points extracted from the measured phase plane data.
A state detection device characterized by:
請求項１に記載の状態検知装置。 a case identification unit that identifies a case of change in physical state quantity assumed in the hydraulic control system from the measured phase plane data based on the shape feature of the measured phase plane data;
The state detection device according to claim 1.
前記油圧制御システムに発生しうる異常の予兆を与えた解析を経て前記ケース毎に得られた解析位相面データの形状の特徴と前記ケースとの対応関係と、前記実測位相面データの形状の特徴とに基づいて、前記ケースを特定する、
請求項２に記載の状態検知装置。 The case identification unit
Correspondence relationship between the characteristic of the shape of the analyzed phase plane data obtained for each of the cases through the analysis giving a sign of abnormality that may occur in the hydraulic control system and the case, and the characteristic of the shape of the measured phase plane data. identifying the case based on
The state detection device according to claim 2.
前記実測位相面データから、前記実測位相面データの形状の変化に基づいて、前記油圧制御システムにおける物理的状態量の変化の度合を算出する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の状態検知装置。 The physical parameter acquisition unit
calculating a degree of change in a physical state quantity in the hydraulic control system from the measured phase plane data, based on a change in shape of the measured phase plane data;
The state detection device according to any one of claims 1 to 3.
前記油圧制御システムを構成するサーボ弁の弁開度または前記サーボ弁に与えられる弁開度指令、および、
前記油圧機構の速度応答である、
請求項１から４のいずれか一項に記載の状態検知装置。 The two physical state quantities related to the phase plane data are
a valve opening degree of a servo valve constituting the hydraulic control system or a valve opening command given to the servo valve; and
is the velocity response of the hydraulic mechanism;
The state detection device according to any one of claims 1 to 4 .
前記油圧機構の速度、および、
前記油圧機構による荷重応答である、
請求項１から４のいずれか一項に記載の状態検知装置。 The two physical state quantities related to the phase plane data are
the speed of the hydraulic mechanism; and
A load response by the hydraulic mechanism,
The state detection device according to any one of claims 1 to 4 .
前記油圧機構と、を含む、
ことを特徴とする油圧制御システム。 A state detection device according to any one of claims 1 to 6 ;
and the hydraulic mechanism;
A hydraulic control system characterized by:
前記油圧制御システムの実測された物理的状態量の応答データから、２つの前記物理的状態量からなる位相面データに変換することで、実測位相面データを取得するステップと、
前記実測位相面データを用いて物理パラメータを取得する物理パラメータ取得ステップと、を備え、
前記物理パラメータ取得ステップでは、
前記実測位相面データから抽出した３つ以上の特徴点を用いて前記物理パラメータを取得する、
ことを特徴とする状態検知方法。 A method for sensing a condition in a hydraulic control system controlling a hydraulic mechanism, comprising:
a step of obtaining measured phase plane data by converting response data of measured physical state quantities of the hydraulic control system into phase plane data composed of two of the physical state quantities;
a physical parameter acquisition step of acquiring a physical parameter using the measured phase plane data ;
In the physical parameter acquisition step,
Obtaining the physical parameter using three or more feature points extracted from the measured phase plane data;
A state detection method characterized by:
請求項８に記載の状態検知方法。 A case identification step of identifying a case of change in physical state quantity assumed in the hydraulic control system from the measured phase plane data based on the shape feature of the measured phase plane data;
The state detection method according to claim 8 .
ケース特定ステップでは、
前記解析位相面データの形状の特徴と前記ケースとの対応関係と、前記実測位相面データの形状の特徴とに基づいて、前記ケースを特定する、
請求項９に記載の状態検知方法。 obtaining analytical phase plane data for each case through analysis that gives a sign of an abnormality that may occur in the hydraulic control system;
In the case identification step,
Identifying the case based on the correspondence relationship between the shape feature of the analysis phase plane data and the case, and the shape feature of the measured phase plane data;
The state detection method according to claim 9 .
前記油圧制御システムを構成するサーボ弁の不感帯の変化、
前記サーボ弁の基準位置に対するオフセットの発生、
前記サーボ弁の流量特性の変化、および、
前記油圧機構の摺動部の摩擦の変化のうちの少なくとも１つが該当する、
請求項１０に記載の状態検知方法。 Said case includes:
changes in dead zones of servo valves that make up the hydraulic control system;
occurrence of an offset with respect to the reference position of the servo valve;
a change in flow characteristics of the servo valve; and
at least one of changes in friction of sliding parts of the hydraulic mechanism;
The state detection method according to claim 10 .
前記実測位相面データの形状の変化に基づいて、前記油圧制御システムにおける物理的状態量の変化の度合を算出する、
請求項８から１１のいずれか一項に記載の状態検知方法。 In the physical parameter acquisition step,
calculating the degree of change in the physical state quantity in the hydraulic control system based on the change in the shape of the measured phase plane data;
The state detection method according to any one of claims 8 to 11 .
位置および速度のうち少なくとも位置を制御する位置制御系を備え、
前記位相面データの位相面をなす２つの物理的状態量は、
前記油圧制御システムを構成するサーボ弁の弁開度または前記サーボ弁に与えられる弁開度指令、および、
前記油圧機構の速度応答である、
請求項８から１２のいずれか一項に記載の状態検知方法。 The hydraulic control system is
A position control system that controls at least position out of position and speed,
The two physical state quantities forming the phase plane of the phase plane data are
a valve opening degree of a servo valve constituting the hydraulic control system or a valve opening command given to the servo valve; and
is the velocity response of the hydraulic mechanism;
The state detection method according to any one of claims 8 to 12 .
荷重を制御する荷重制御系を備え、
前記位相面データの位相面をなす２つの物理的状態量は、
前記油圧機構の速度、および、
前記油圧機構による荷重応答である、
請求項８に記載の状態検知方法。 The hydraulic control system is
Equipped with a load control system that controls the load,
The two physical state quantities forming the phase plane of the phase plane data are
the speed of the hydraulic mechanism; and
A load response by the hydraulic mechanism,
The state detection method according to claim 8 .
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