JPH01170388A - Motor driven servo driving device - Google Patents
Motor driven servo driving deviceInfo
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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、装置の信頼性を確保するため、駆動系を２重
系とした電動サーボ駆動装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an electric servo drive device having a dual drive system in order to ensure reliability of the device.
（従来の技術）
航空機の動翼、水力発電用水車に供給される水量を調整
するためのガイドベーンなどの被作体を操作するための
サーボ駆動装置では、信頼性を確保するため、従来から
２重系にすることが一般に行われている。ところで、従
来の手法は、同じ操作力をもった主副２系統のサーボ駆
動装置又は主系統のほかにや＼操作力の小さい副系統の
サーボ駆動装置を具備し、主系統に異常が発生したとき
、主系統の動作を停止させて、副系統を動作させるもの
が多い。ところが、こうした２重系では、平常は１系統
が完全に遊んでしまうので、不経済である。更に、重量
増加を極力抑えたい装置、例えば航空機その他の移動体
にあっては、重量上の損失がばか゛にならない。(Prior Art) In order to ensure reliability, servo drive devices for operating objects such as aircraft moving blades and guide vanes for adjusting the amount of water supplied to hydroelectric turbines have traditionally been A dual system is generally used. By the way, conventional methods include two main and sub-system servo drive devices with the same operating force, or a sub-system servo drive device with a smaller operating force in addition to the main system, so that it is possible to avoid problems when an abnormality occurs in the main system. In many cases, the main system is stopped and the sub system is activated. However, in such a dual system, one system is normally completely idle, which is uneconomical. Furthermore, in devices where it is desirable to suppress weight increase as much as possible, such as aircraft or other moving bodies, the loss in weight is significant.
一方、この柚のサーボ駆動装置は、従来、油圧駆動によ
るものが主用されているが、小型軽量化、低価格化及び
オイルレスによる整備性の向上が図れるという観点から
電動化が図られている。On the other hand, this Yuzu's servo drive device has conventionally been mainly driven by hydraulic power, but electric power has been developed from the viewpoint of making it smaller, lighter, cheaper, and easier to maintain due to oil-free operation. There is.
（解決しようとする問題点）
本発明は、フェールセーフのため２重系とした電動サー
ボ駆動装置を、平常は２系統を動作させ、いずれかの系
の異常時にはいずれか他方の系だけを作動させることに
よって、いずれかの系の異常に対応するとともに平常は
遊びがなく、安定した動作のできる、信頼性の高い電動
サーボ駆動装置にしようとするものである。(Problems to be Solved) The present invention has a dual-system electric servo drive system for fail-safe purposes. Normally, two systems operate, but when an abnormality occurs in either system, only the other system operates. By doing so, the aim is to create a highly reliable electric servo drive device that can respond to abnormalities in any system, and that can operate stably without any play under normal conditions.
（問題点を解決するための手段）
第１図及び第２図に示すとおシ、***作体を操作するだ
めの電動サーボ駆動装置は、基本的に電動サーボモータ
（以下サーボモータという）、位置センサ、位置センサ
の出力を入力する位置補償回路、位相補償回路からの電
流指令信号を入力し、サーボモータへの出力を発生する
パワーアンプからなっており、速度補償が必要なときは
、サーボモータ駆動軸に結合される速度センサと速度セ
ンサの出力を入力する速度補償回路が位置補償回路の次
段に付加される。そして、２重系の電動サーボ駆動装置
は、これらの構成品からなる２系統の駆動系から構成さ
れる。(Means for solving the problem) As shown in Figures 1 and 2, the electric servo drive device used to operate the operated object is basically an electric servo motor (hereinafter referred to as a servo motor), a position It consists of a sensor, a position compensation circuit that inputs the output of the position sensor, and a power amplifier that inputs the current command signal from the phase compensation circuit and generates an output to the servo motor.When speed compensation is required, the servo motor A speed sensor coupled to the drive shaft and a speed compensation circuit inputting the output of the speed sensor are added at the next stage of the position compensation circuit. The dual-system electric servo drive device is composed of two drive systems made up of these components.
ところで、この発明は、平常、二つの駆動系でもって被
操作体を操作し、いずれかの駆動系に異常が発生したと
きは他の一方で操作しようとするものであるから、再駆
動系に入力する位置指令信号は、同一のものであり、再
駆動系のサーボモータの駆動軸は、同一駆動軸として構
成される。By the way, in this invention, the operated object is normally operated using two drive systems, and when an abnormality occurs in one of the drive systems, the other drive system is operated. The input position command signals are the same, and the drive shafts of the servo motors of the re-drive system are configured as the same drive shaft.
そして、再駆動系には、位置フィードバック系の異常を
検出するため、それぞれ異常検出回路が設けられる。ま
た、再駆動系には、二つの入力をもった平均演算回路が
それぞれ設けられ、その一つの入力にはその駆動系の電
流指令信号が接続され、もう一つの入力には、他の駆動
系の電流指令信号又はその駆動系の電流指令信号が選択
的に接続される。ここで、これらの電流指令信号は、乗
ぜられる係数によって電流値を示すこともあれば、トル
ク値を示すこともあるが、電流指令であることに変りは
ない。また、位置補償ループのみをもった駆動系では、
位置補償回路の出力であり、速度補償〃−プを付加した
駆動系では、速度補償回路の出力でもある。そして、こ
れらの平均演算回路の出力は、それぞれの駆動系のパワ
ーアンプに入力する。これらの選択的な接続は、異常検
出回路の出力によって行われるよう構成される。異常検
出回路はまた、その駆動系に異常があることを検出した
とき、その出力でもってその駆動系のパワーアンプとサ
ーボモータとの接続を開放するように接続されている。Each of the redrive systems is provided with an abnormality detection circuit in order to detect an abnormality in the position feedback system. In addition, each re-drive system is provided with an average calculation circuit having two inputs, one input of which is connected to the current command signal of that drive system, and the other input connected to the current command signal of the other drive system. or the current command signal of its drive system is selectively connected. Here, these current command signals may indicate a current value or a torque value depending on the coefficient by which they are multiplied, but they are still current commands. In addition, in a drive system with only a position compensation loop,
This is the output of the position compensation circuit, and in a drive system with a speed compensation loop added, it is also the output of the speed compensation circuit. The outputs of these averaging circuits are input to the power amplifiers of the respective drive systems. These selective connections are configured to be made by the output of the anomaly detection circuit. The abnormality detection circuit is also connected to disconnect the power amplifier and servo motor of the drive system using its output when detecting an abnormality in the drive system.
（作用）
一般に、同構成の二つの駆動系を使用したとしても、そ
の特性は完全に同一ではない。このため、二つの駆動系
を一つの***作体に作用させるとき、二つの駆動系に同
一の指令値を与へたのでは、いずれかの駆動系の応答が
異るため、いずれかの駆動系のサーボモータに負荷が片
寄ることが、多分に予想される。(Operation) Generally, even if two drive systems with the same configuration are used, their characteristics are not completely the same. Therefore, when two drive systems act on one operated object, if the same command value is given to the two drive systems, the response of one of the drive systems will be different. It is likely that the load will be biased towards the servo motors in the system.
そこで、パワーアンプへ入力する電流指令信号は、それ
ぞれの駆動系のものを、それぞれ平均演算回路に入力し
て平均演算し、これをそれぞれの駆動系のパワーアンプ
に入力することによって、それぞれの駆動系のパワーア
ンプ及びサーボモータの負担を均一にする。Therefore, the current command signal input to the power amplifier is calculated by inputting the current command signal of each drive system to an average calculation circuit and calculating the average, and inputting this to the power amplifier of each drive system. To even out the load on the power amplifier and servo motor of the system.
そして、いずれかの駆動系の位置フィードバック系に異
常があった場合は、その駆動系の異常検出回路の出力に
よって、異常のない他の駆動系の平均演算回路への二つ
の入力をいずれも、その異常のない駆動系の電流指令信
号だけにするとともに、異常のあった駆動系のパワーア
ンプからその系のサーボモータへの入力を開放すること
によって、正常な駆動系のみで***作体を操作する。If there is an abnormality in the position feedback system of one of the drive systems, the output of the abnormality detection circuit of that drive system is used to control both of the two inputs to the average calculation circuit of the other drive system that has no abnormality. By using only the current command signal of the drive system that has no abnormality, and by opening the input from the power amplifier of the drive system with the abnormality to the servo motor of that system, the operated object can be operated only with the normal drive system. do.
（実施例）
航空機の舵面を操作するための電動サーボアクチュエー
タでの、速度補償を含んだ一実施例について第３図及び
第４図を用いて説明する。(Embodiment) An embodiment of an electric servo actuator for operating the control surface of an aircraft, including speed compensation, will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
第１駆動系Ｉの第１サーボモータｌａ、第１タコメータ
ジエネレータ（以下、第１タコジエネ）２ａ、第ルゾ〃
パ３ａ及び第２駆動系翼の第２サーボモータ１ｂ、第２
タコメータジエネレータ（以下、第２タコジエネ）２ｂ
、第２レゾルバ３ｂは、同一の駆動軸４に結合されてい
る。第４図は、レゾルバやタコジェネの図示を省略した
ものであり、駆動軸４の回転によってローラースクリュ
ウ４ａを伸縮させるものを図示している。The first servo motor la of the first drive system I, the first tachometer generator (hereinafter referred to as the first tachometer generator) 2a, and the first tachometer generator
The second servo motor 1b of the motor 3a and the second drive system blade, the second
Tachometer generator (hereinafter referred to as second tachometer generator) 2b
, the second resolver 3b is coupled to the same drive shaft 4. FIG. 4 omits illustrations of the resolver and the tachogenerator, and only shows the roller screw 4a that expands and contracts by the rotation of the drive shaft 4.
第２レゾルバ３ｂからの位置フィードバック信号Ｐｆは
、加え合わせ点８ａで、位置指令信号Ｐと加え合わされ
、第１位置アンプ６ａに入力する。The position feedback signal Pf from the second resolver 3b is added to the position command signal P at a summing point 8a, and is input to the first position amplifier 6a.
次に、第１タコジエネ２ａからの速度フ、イードパック
信号は、加え合わせ点７ａで、第１位置アンプ６ａの出
力と加え合わされ、第１速度アンプ８ａに入力する。第
１速度アンプ８ａの出力は、第１平均演算回路９ａの一
つの入力、第１スイッチ１０ｍの？Ｊ’点及び第２スイ
ツチ１０ｂのＮＣ接点に接続され、第１スイツチ１ｏａ
ｉ出力は、第１平均演算回路９ａのもう一つの入力に入
力する。Next, the speed/ead pack signal from the first tachodynamic unit 2a is added to the output of the first position amplifier 6a at a summing point 7a, and is input to the first speed amplifier 8a. The output of the first speed amplifier 8a is one input of the first average calculation circuit 9a, and the output of the first switch 10m? J' point and the NC contact of the second switch 10b, and the first switch 1oa
The i output is input to another input of the first average calculation circuit 9a.
更に、第１平均演算回路９ａの出力は、第１パワーアン
プ１１ａの入力に接続され、第１パワーアンプ１１Ｍの
出力は、第１コンタクタ１２１ＯＮＣ接点を介して第１
サーボモータ１ｍに入力する。Furthermore, the output of the first average calculation circuit 9a is connected to the input of the first power amplifier 11a, and the output of the first power amplifier 11M is connected to the first
Input to servo motor 1m.
また、位置指令信号Ｐは、第１フィードバック予想回路
１３＆に入力し、第１フィードバック予想回路１３ｍの
出力Ｐ’ ｆは、加え合わせ点１４Ｂで、第２レゾルバ
３ｂからの位置フィードバック信号Ｐｆと加え合わせら
れ、第１比較回路１５ｍに入力する。ここで、第１ツイ
ードパツク予想回路１３８は、この駆動系の位置制御系
を一次遅れ系とみなして、位置指令信号の値から、この
駆動系における位置フィードバック量Ｐ’ ｆ、を推定
するものであり、第１比較回路１５８は、ＰｆとＰ’ｆ
の差を基準値と比較する。こうして、第１異常検出回路
１６＆が形成され、第１比較回路１５ｍの出力は、第２
スイツチ１０ｂ及び第１コンタクタ１２ａの制御入力に
接続される。Further, the position command signal P is input to the first feedback prediction circuit 13&, and the output P'f of the first feedback prediction circuit 13m is added to the position feedback signal Pf from the second resolver 3b at the addition point 14B. and is input to the first comparison circuit 15m. Here, the first tweed pack prediction circuit 138 regards the position control system of this drive system as a first-order lag system, and estimates the position feedback amount P' f in this drive system from the value of the position command signal. Yes, the first comparison circuit 158 compares Pf and P'f
Compare the difference with the reference value. In this way, the first abnormality detection circuit 16& is formed, and the output of the first comparison circuit 15m is
It is connected to the control input of the switch 10b and the first contactor 12a.
以上の通シ、第１駆動系Ｉが形成され、第２駆動系員も
同様に形成される。Through the above process, the first drive system I is formed, and the second drive system members are similarly formed.
従って、両駆動系が正常に動作している場合、両駆動系
の電流指令信号をそれぞれ平均して、第１パワーアンプ
１１ｍ及び第２パワーアンプ１１ｂに与えるので、第１
サーボモータ１ａ及び第２サーボモータ１ｂの負担は、
バランスしたものになる。Therefore, when both drive systems are operating normally, the current command signals of both drive systems are averaged and given to the first power amplifier 11m and the second power amplifier 11b.
The burden on the servo motor 1a and the second servo motor 1b is
It will be balanced.
また、いずれかの駆動系の位置フィードバック系に異常
が起きた場合、異常のある駆動′系の電流指令信号が、
正常な駆動系に入ることはなく、正常な駆動系の電流指
令信号の平均値で電流指令が与えられるので、その電流
指令値は大きく変化しない。更に、異常が発生した駆動
系のパワーアンプとサーボモータ間の接続が開放される
ので、異常の起きた駆動系のサーボモータが、正常な駆
動系のサーボモータにとって負担になることはなく、異
常な駆動系は完全に切離された状態で稼動できる。In addition, if an abnormality occurs in the position feedback system of any drive system, the current command signal of the abnormal drive system will be
Since the current does not enter the normal drive system and the current command is given as the average value of the current command signals of the normal drive system, the current command value does not change significantly. Furthermore, since the connection between the power amplifier and servo motor of the drive system where the abnormality has occurred is released, the servo motor of the drive system where the abnormality has occurred will not be a burden on the normal servo motors of the drive system, and the abnormality will be resolved. The drive system can be operated completely disconnected.
他の実施例として、速度補償ループのない場合、すなわ
ち、第１及び第２のタコジェネ並びに第１及び第２の速
度アンプを具備しない電動サーボ駆動装置にも実施でき
るばかシでなく、位置センサとして、ポテンショメータ
やエンコーダなど池のセンサを使用することができ、速
度センサもタコジヱネに限るものではない。電流指令信
号を切替えるスイッチは、リードリレーやアナログスイ
ッチが使われるが、他の種類のものでもよい。また、第
１フィードバック予想回路と第２フイードバツク予悲回
路を共通にして異常検出回路を形成することができ、他
の構成の異常検出回路とすることもできる。更にまた。As another example, it can be implemented in the case where there is no speed compensation loop, that is, in an electric servo drive without the first and second tachogenerators and the first and second speed amplifiers, and as a position sensor. , a sensor such as a potentiometer or an encoder can be used, and the speed sensor is not limited to a tachometer. A reed relay or an analog switch is used as the switch for switching the current command signal, but other types may be used. Further, the abnormality detection circuit can be formed by using the first feedback prediction circuit and the second feedback prediction circuit in common, and it is also possible to form an abnormality detection circuit with other configurations. Yet again.
リニアアクチュエータだけでなく、ロータリアクチュエ
ータへも適用でき、航空機の舵面操作用に限らず、信頼
性が求められるうえ、軽量小型化、低格化、メンテナン
スフリーが求められる他の用途の電動サーボ駆動装置に
実施できる。It can be applied not only to linear actuators but also to rotary actuators, and electric servo drives are used not only for aircraft control surface operations, but also for other applications that require reliability, lightweight, compact, low-profile, and maintenance-free. Can be implemented on equipment.
（効果）
以上の通り、本発明によれば、平常は２系統の駆動系を
バランスさせて作動し、いずれかの駆動系に異常が起き
たときには、他の正常な駆動系を作動するようにした、
平常時に遊休がなく、安定した動作ができる信頼性の高
い、２重系の電動サーボ駆動装置を提供できる。(Effects) As described above, according to the present invention, the two drive systems normally operate in a balanced manner, and when an abnormality occurs in one of the drive systems, the other normal drive system is activated. did,
It is possible to provide a highly reliable dual-system electric servo drive device that has no idle time during normal times and can operate stably.
図面は、本発明の構成及び実施例を示すものであって、
第１図及び第２図はブロック図、第３図は概略回路図、
第４図は概略断面図である。
図面において、Ｉは第１駆動系、匪は第■駆動系、１ａ
、１ｂはサーボモータ、３ａ、３ｂは位置センサ（レゾ
μバ）、４は駆動軸、９ｍ、９ｂは平均演算回路、１ｅ
＆、１６ｂは異常検出回路である。The drawings show the configuration and embodiments of the present invention,
Figures 1 and 2 are block diagrams, Figure 3 is a schematic circuit diagram,
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view. In the drawings, I is the first drive system, I is the ■ drive system, and 1a
, 1b is a servo motor, 3a, 3b are position sensors (resolver μ bars), 4 is a drive shaft, 9m, 9b is an average calculation circuit, 1e
&, 16b is an abnormality detection circuit.
Claims (2)
動軸に結合された位置センサ、この位置センサの出力を
入力する位置補償回路、この位置補償回路からの電流指
令信号を入力し、前記サーボモータへの出力を発生する
パワーアンプを、それぞれ具備してなる第１駆動系と第
２駆動系からなる２重系の電動サーボ駆動装置において
、 前記第１駆動系と第２駆動系は、同一の位置指令信号を
入力し、前記第１駆動系及び第２駆動系のサーボモータ
の駆動軸は、同一の駆動軸であり、前記第１駆動系の位
置ループの異常を検出する異常検出回路及び前記第２駆
動系の位置ループの異常を検出する異常検出回路とを具
備し、 前記第１駆動系の電流指令信号と前記第２駆動系の異常
検出回路の出力によって選択される前記第２駆動系又は
第１駆動系の電流指令信号とを第１駆動系の平均演算回
路に入力し、 前記第２駆動系の電流指令信号と前記第１駆動系の異常
検出回路の出力によって選択される前記第１駆動系又は
第２駆動系の電流指令信号とを第２駆動系の平均演算回
路に入力し、 前記第１駆動系の平均演算回路の出力はこの第１駆動系
のパワーアンプに入力し、このパワーアンプの出力は、
この第１駆動系の異常検出回路の出力によって選択的に
この第１駆動系のサーボモータに入力し、 前記第２駆動系の平均演算回路の出力は、この第２駆動
系のパワーアンプに入力し、このパワーアンプの出力は
、この第２駆動系の異常検出回路の出力によって選択的
にこの第２駆動系のサーボモータに入力してなる電動サ
ーボ駆動装置。(1) At least a servo motor, a position sensor coupled to the drive shaft of this servo motor, a position compensation circuit that inputs the output of this position sensor, and a current command signal from this position compensation circuit that is input to the servo motor. In a dual-system electric servo drive device consisting of a first drive system and a second drive system, each of which is equipped with a power amplifier that generates an output, the first drive system and the second drive system receive the same position command. The signal is inputted, the drive shafts of the servo motors of the first drive system and the second drive system are the same drive shaft, and an abnormality detection circuit detects an abnormality in the position loop of the first drive system and the second drive system. an abnormality detection circuit that detects an abnormality in the position loop of the drive system, the second drive system or the second drive system being selected by the current command signal of the first drive system and the output of the abnormality detection circuit of the second drive system. A current command signal of the first drive system is input to an average calculation circuit of the first drive system, and the first drive selected by the current command signal of the second drive system and the output of the abnormality detection circuit of the first drive system is inputted to the average calculation circuit of the first drive system. system or the current command signal of the second drive system is inputted to the average calculation circuit of the second drive system, the output of the average calculation circuit of the first drive system is inputted to the power amplifier of this first drive system, and this power The output of the amplifier is
The output of the abnormality detection circuit of the first drive system is selectively input to the servo motor of the first drive system, and the output of the average calculation circuit of the second drive system is input to the power amplifier of the second drive system. The output of the power amplifier is selectively input to the servo motor of the second drive system according to the output of the abnormality detection circuit of the second drive system.
ーボモータの駆動軸に速度センサが結合され、これらの
速度センサの出力を入力する速度補償回路が位置補償回
路の次段に介装されてなる特許請求の範囲第１項記載の
電動サーボ駆動装置。(2) In the first drive system and the second drive system, a speed sensor is coupled to the drive shaft of each servo motor, and a speed compensation circuit that inputs the output of these speed sensors is interposed at the next stage of the position compensation circuit. An electric servo drive device according to claim 1, wherein the electric servo drive device is equipped with:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32886187A JPH01170388A (en) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | Motor driven servo driving device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32886187A JPH01170388A (en) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | Motor driven servo driving device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01170388A true JPH01170388A (en) | 1989-07-05 |
Family
ID=18214914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32886187A Pending JPH01170388A (en) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | Motor driven servo driving device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01170388A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002233188A (en) * | 2001-01-30 | 2002-08-16 | Yukio Saito | Mechanical load antagonistic control device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01169512A (en) * | 1987-12-24 | 1989-07-04 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | Abnormality detecting circuit for electric servo driving device |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP32886187A patent/JPH01170388A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01169512A (en) * | 1987-12-24 | 1989-07-04 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | Abnormality detecting circuit for electric servo driving device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2002233188A (en) * | 2001-01-30 | 2002-08-16 | Yukio Saito | Mechanical load antagonistic control device |
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