JPH04149604A - 油圧駆動機械の自動制御装置 - Google Patents
油圧駆動機械の自動制御装置Info
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- JPH04149604A JPH04149604A JP27094190A JP27094190A JPH04149604A JP H04149604 A JPH04149604 A JP H04149604A JP 27094190 A JP27094190 A JP 27094190A JP 27094190 A JP27094190 A JP 27094190A JP H04149604 A JPH04149604 A JP H04149604A
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Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、油圧ショベルの直線掘削制御や、クレーンの
水平引込み制御等に適用され、油圧駆動部の非線形を補
償する手段を備えた油圧駆動機械の自動制御装置に関す
るものである。
水平引込み制御等に適用され、油圧駆動部の非線形を補
償する手段を備えた油圧駆動機械の自動制御装置に関す
るものである。
一般に、クレーンやショベル等の油圧駆動機械では、そ
の可動部位を作動させるためのアクチュエータ(油圧シ
リンダ)の非線形性、特にその不感帯を補うことが重要
な課題となる。
の可動部位を作動させるためのアクチュエータ(油圧シ
リンダ)の非線形性、特にその不感帯を補うことが重要
な課題となる。
すなわち、上記アクチュエータは、厳密には出力に比例
した速度で作動するのではなく、作動開始時を例にとる
と、一定値以上の信号を受けるまでは全く作動しない特
性を持っている。このような不感帯領域は、特に油圧駆
動機械のアクチュエータ(すなわち油圧駆動部)に顕著
に現われるものであり、これを無視して高精度の油圧駆
動制御を進めることは事実上困難とされている。
した速度で作動するのではなく、作動開始時を例にとる
と、一定値以上の信号を受けるまでは全く作動しない特
性を持っている。このような不感帯領域は、特に油圧駆
動機械のアクチュエータ(すなわち油圧駆動部)に顕著
に現われるものであり、これを無視して高精度の油圧駆
動制御を進めることは事実上困難とされている。
そこで従来は、上記のような油圧駆動部の不感帯を補償
するための一定の不感帯補償値を予め設定しておき、こ
の不感帯補償値によって実際の制御量を補正する制御が
行われている。
するための一定の不感帯補償値を予め設定しておき、こ
の不感帯補償値によって実際の制御量を補正する制御が
行われている。
上記油圧駆動部の不感帯特性は必ずしも一定でなく、一
般には個々にばらつきがある。従って、上記のように一
定の不感帯補償値で不感帯補償を行う場合、個々の油圧
駆動部の特性を考慮した補正を行うことができず、より
精度の高い制御の実現が望まれる。
般には個々にばらつきがある。従って、上記のように一
定の不感帯補償値で不感帯補償を行う場合、個々の油圧
駆動部の特性を考慮した補正を行うことができず、より
精度の高い制御の実現が望まれる。
このように油圧機器部の特性にばらつきがありながら、
制御精度を高く維持するためには、上記特性に応じて不
感帯補償を微調整する必要がある。
制御精度を高く維持するためには、上記特性に応じて不
感帯補償を微調整する必要がある。
ところが、このような不感帯補償値の調整を機械の1台
1台について製造段階で行っていたのでは、膨大な時間
と手間を要するとともに、制御装置の量産化の妨げとな
り、低コスト化の多きな妨げとなる。また、上記のよう
なばらつきを抑えるために、単なる電磁比例減圧弁に代
えてマイナーワイドバックシステムを備えたサーボ弁を
用いたり、各所にセンサを設けてマイナーフィードバッ
クルブを構成したりしても、これによるコスト高は免れ
得ない。
1台について製造段階で行っていたのでは、膨大な時間
と手間を要するとともに、制御装置の量産化の妨げとな
り、低コスト化の多きな妨げとなる。また、上記のよう
なばらつきを抑えるために、単なる電磁比例減圧弁に代
えてマイナーワイドバックシステムを備えたサーボ弁を
用いたり、各所にセンサを設けてマイナーフィードバッ
クルブを構成したりしても、これによるコスト高は免れ
得ない。
また、上記油圧駆動部の動特性の非線形は、上記のよう
な不感帯のみに起因するものではなく、例えば油圧駆動
部への出力に対する実際の作動速度の特性(傾き)も、
上記非線形を引起こす大きな要因となっている。
な不感帯のみに起因するものではなく、例えば油圧駆動
部への出力に対する実際の作動速度の特性(傾き)も、
上記非線形を引起こす大きな要因となっている。
本発明は、このような享情に鑑み、油圧駆動部の特性の
ばらつきに応じた非線形補償の調整を自動的に行うこと
により、低コストの構造で制御精度の向上を図ることが
できる油圧駆動機械の自動制御装置を提供することを目
的とする。
ばらつきに応じた非線形補償の調整を自動的に行うこと
により、低コストの構造で制御精度の向上を図ることが
できる油圧駆動機械の自動制御装置を提供することを目
的とする。
本発明は、油圧駆動部の駆動量を検出する検出手段と、
この検出手段の検出信号が入力され、これに基づいて上
記油圧駆動部の駆動制御を行う制御手段とを備え、この
制御手段に、上記油圧駆動部の非線形性を補償する非線
形補償手段が設けられた油圧駆動機械の自動制御装置に
おいて、上記制御手段のモートを通常制御モードと補正
ゲイン設定モードとに切換えるモード切換手段と、上記
補正ゲイン設定モードにおいて互いに出力値の異なる複
数種の信号の出力で油圧駆動部を実際に作動させる信号
出力手段と、この油圧駆動部の作動速度を検出する速度
検出手段と、この検出された速度と上記出力値との関係
および予め設定された上記出力値に対する作動速度の特
性値から補正ゲインを演算する補正ゲイン演算手段と、
この演算された補正ゲインを記憶する補正ゲイン記憶手
段とを備えるとともに、上記通常制御モードにおいて上
記補正ゲイン記憶手段に記憶された補正ゲインを取込ん
だ非線形補償を行うように上記非線形補償手段を構成し
たものである(請求項1)。
この検出手段の検出信号が入力され、これに基づいて上
記油圧駆動部の駆動制御を行う制御手段とを備え、この
制御手段に、上記油圧駆動部の非線形性を補償する非線
形補償手段が設けられた油圧駆動機械の自動制御装置に
おいて、上記制御手段のモートを通常制御モードと補正
ゲイン設定モードとに切換えるモード切換手段と、上記
補正ゲイン設定モードにおいて互いに出力値の異なる複
数種の信号の出力で油圧駆動部を実際に作動させる信号
出力手段と、この油圧駆動部の作動速度を検出する速度
検出手段と、この検出された速度と上記出力値との関係
および予め設定された上記出力値に対する作動速度の特
性値から補正ゲインを演算する補正ゲイン演算手段と、
この演算された補正ゲインを記憶する補正ゲイン記憶手
段とを備えるとともに、上記通常制御モードにおいて上
記補正ゲイン記憶手段に記憶された補正ゲインを取込ん
だ非線形補償を行うように上記非線形補償手段を構成し
たものである(請求項1)。
また本発明は、上記制御手段に、上記油圧駆動部の不感
帯による非線形性を補償する不感帯補償手段が設けられ
た油圧駆動機械の自動制御装置において、上記制御手段
のモードを通常制御モードと不感帯補償値調整モードと
に切換えるモード切換手段と、上記不感帯補償値設定モ
ードにおいて出力値を変化させながら油圧駆動部の制御
信号を出力する信号出力手段と、上記出力値と実際の油
圧駆動部の駆動量との関係から不感帯補償の調整に関す
る値を演算する不感帯補償調整演算手段と、この演算さ
れた不感帯補償に関する値を記憶する不感帯補償記憶手
段とを備えるとともに、この不感帯補償記憶手段により
記憶された値を取込んだ不感帯補償値で上記通常制御モ
ードにおいて実際の不感帯補償を行うように上記不感帯
補償手段を構成したものである(請求項2)。
帯による非線形性を補償する不感帯補償手段が設けられ
た油圧駆動機械の自動制御装置において、上記制御手段
のモードを通常制御モードと不感帯補償値調整モードと
に切換えるモード切換手段と、上記不感帯補償値設定モ
ードにおいて出力値を変化させながら油圧駆動部の制御
信号を出力する信号出力手段と、上記出力値と実際の油
圧駆動部の駆動量との関係から不感帯補償の調整に関す
る値を演算する不感帯補償調整演算手段と、この演算さ
れた不感帯補償に関する値を記憶する不感帯補償記憶手
段とを備えるとともに、この不感帯補償記憶手段により
記憶された値を取込んだ不感帯補償値で上記通常制御モ
ードにおいて実際の不感帯補償を行うように上記不感帯
補償手段を構成したものである(請求項2)。
請求項1記載の装置では、まず、制御手段のモードを補
正ゲイン設定モードに切換え、このモトにおいて信号出
力により油圧駆動機械の可動部位を実際に作動させた時
の速度を検出することにより、この出力−速度の特性値
と予め設定された標準的な出力−速度の特性値とから補
正ゲインが演算され、記憶される。そして、この補正ゲ
インを加味した制御か通常制御モードで行われることに
より、油圧駆動部の特性のばらつきを考慮した制御が実
現されることとなる。
正ゲイン設定モードに切換え、このモトにおいて信号出
力により油圧駆動機械の可動部位を実際に作動させた時
の速度を検出することにより、この出力−速度の特性値
と予め設定された標準的な出力−速度の特性値とから補
正ゲインが演算され、記憶される。そして、この補正ゲ
インを加味した制御か通常制御モードで行われることに
より、油圧駆動部の特性のばらつきを考慮した制御が実
現されることとなる。
請求項2記載の装置では、まず、制御手段のモードを不
感帯補償値調整モードに切換え、このモードにおいて出
力値と実際の油圧駆動部の駆動量との関係を求めること
により、この関係から不感帯補償値の調整に関する値が
演算され、記憶される。そして、この値から得られる不
感帯補償値を加味した制御が通常制御モードで行われる
ことにより、油圧駆動部の不感帯特性のばらつきを考慮
した制御が実現されることとなる。
感帯補償値調整モードに切換え、このモードにおいて出
力値と実際の油圧駆動部の駆動量との関係を求めること
により、この関係から不感帯補償値の調整に関する値が
演算され、記憶される。そして、この値から得られる不
感帯補償値を加味した制御が通常制御モードで行われる
ことにより、油圧駆動部の不感帯特性のばらつきを考慮
した制御が実現されることとなる。
本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第3図は、本発明の自動制御装置を備えた油圧駆動機械
の一例として油圧ショベルを示したものであり、この図
は法面掘削作業中の状態を示している。上記油圧ショベ
ル本体の旋回体1には俯仰可能にブーム(可動部位)2
が枢着され、このブム2の先端にアーム(可動部位)3
が、このアーム3の先端にパケット(可動部位)4か各
々回動可能に枢着されている。ブーム2、アーム3、お
よびパケット4の駆動は、それぞれブームシリンダ(油
圧駆動部)5、アームシリンダ(油圧駆動部)6、パケ
ットシリンダ(油圧駆動部)7の伸縮作動により行われ
る。
の一例として油圧ショベルを示したものであり、この図
は法面掘削作業中の状態を示している。上記油圧ショベ
ル本体の旋回体1には俯仰可能にブーム(可動部位)2
が枢着され、このブム2の先端にアーム(可動部位)3
が、このアーム3の先端にパケット(可動部位)4か各
々回動可能に枢着されている。ブーム2、アーム3、お
よびパケット4の駆動は、それぞれブームシリンダ(油
圧駆動部)5、アームシリンダ(油圧駆動部)6、パケ
ットシリンダ(油圧駆動部)7の伸縮作動により行われ
る。
上記各枢着点またはその近傍には、第1図に示すような
各種検出器、すなわち、ブーム1の対地角度θlを検出
するブーム角度検出器(検出手段)8、ブーム2に対す
るアーム3の角度α2を検出するアーム角変検出器(検
出手段)9、パケット4の対地角度を検出するパケット
角度検出器(検出手段)10が配設されている。
各種検出器、すなわち、ブーム1の対地角度θlを検出
するブーム角度検出器(検出手段)8、ブーム2に対す
るアーム3の角度α2を検出するアーム角変検出器(検
出手段)9、パケット4の対地角度を検出するパケット
角度検出器(検出手段)10が配設されている。
旋回体1の運転室内にはアーム3を手動制御するための
アームレバー(図示せず)が設けられ、その操作速度は
、アーム上げ、下げ両方向についてリモコン弁のパイロ
ット圧からアームレバーパイロット圧検出器11.12
より検出されるようになっている。
アームレバー(図示せず)が設けられ、その操作速度は
、アーム上げ、下げ両方向についてリモコン弁のパイロ
ット圧からアームレバーパイロット圧検出器11.12
より検出されるようになっている。
さらに、上記運転室内には、掘削角度設定スイッチ13
、自動・手動切換スイッチ14、およびPIDスイッチ
等からなるモード切換スイッチ(モード切換手段)15
が設けられている。掘削角度設定スイッチ13は、第3
図に示されるような法面Gの傾斜角度βを目標掘削角度
として設定するものである。また、パケット4が掘削開
始地点に所定の姿勢で置かれた状態で自動・手動切換ス
イッチ14が自動側にセットされることにより、このと
きのアーム先端Bの法面に対する高さ位置およびパケッ
ト対地角度がそれぞれ目標値y bo。
、自動・手動切換スイッチ14、およびPIDスイッチ
等からなるモード切換スイッチ(モード切換手段)15
が設けられている。掘削角度設定スイッチ13は、第3
図に示されるような法面Gの傾斜角度βを目標掘削角度
として設定するものである。また、パケット4が掘削開
始地点に所定の姿勢で置かれた状態で自動・手動切換ス
イッチ14が自動側にセットされることにより、このと
きのアーム先端Bの法面に対する高さ位置およびパケッ
ト対地角度がそれぞれ目標値y bo。
θ30として設定されるようになっている。
なお、第3図において、α3はアーム3に対するパケッ
ト角度、II はアーム基端Oからブーム先端Aまでの
距離、12はブーム先端Aからアーム先端Bまでの距離
(アーム長さ)を示す。また、Xは水平座標軸、yは垂
直座標軸で、法面掘削の場合、この座標軸X、Yに対し
掘削角度β分だけ回転した座標軸x’、y’ に基つい
てアーム先端8泣置の座標計算が行われる。
ト角度、II はアーム基端Oからブーム先端Aまでの
距離、12はブーム先端Aからアーム先端Bまでの距離
(アーム長さ)を示す。また、Xは水平座標軸、yは垂
直座標軸で、法面掘削の場合、この座標軸X、Yに対し
掘削角度β分だけ回転した座標軸x’、y’ に基つい
てアーム先端8泣置の座標計算が行われる。
上記各検出器8〜12の検出信号、各種スイッチ13〜
15のスイッチ信号はコントローラ16に入力される。
15のスイッチ信号はコントローラ16に入力される。
このコントローラ16は、上記アムレバーの操作に基づ
き制御信号を出力し、アームシリンダ油圧制置部17、
ブームシリンダ油圧制御部18、およびパケットシリン
ダ油圧制御部19を通じてアームシリンダ6、ブームシ
リンダ5およびパケットシリンダ7の駆動制御を行うこ
の実施例では、アーム3のみがアームレバーの操作で手
動運転されるとともに、このアーム3の回動に伴い、ア
ーム先端Bの法面Gに対する対地高さ位置yb’ およ
びパケット対地角度θ3をそれぞれ上記目標値に保ちつ
つ掘削を行うようなブーム2およびパケット4の駆動制
御が自動的に行われるようになっており、上記コントロ
ーラ(制御手段)16は、パケット4を第3図矢印方向
に直線移動させるために必要なブーム2(ブームシリン
ダ5)およびパケット4(パケットシリンダ7)の制御
量を演算し、これを出力する。
き制御信号を出力し、アームシリンダ油圧制置部17、
ブームシリンダ油圧制御部18、およびパケットシリン
ダ油圧制御部19を通じてアームシリンダ6、ブームシ
リンダ5およびパケットシリンダ7の駆動制御を行うこ
の実施例では、アーム3のみがアームレバーの操作で手
動運転されるとともに、このアーム3の回動に伴い、ア
ーム先端Bの法面Gに対する対地高さ位置yb’ およ
びパケット対地角度θ3をそれぞれ上記目標値に保ちつ
つ掘削を行うようなブーム2およびパケット4の駆動制
御が自動的に行われるようになっており、上記コントロ
ーラ(制御手段)16は、パケット4を第3図矢印方向
に直線移動させるために必要なブーム2(ブームシリン
ダ5)およびパケット4(パケットシリンダ7)の制御
量を演算し、これを出力する。
このコントローラ16は、第2図に示されるように、デ
ィジタル演算部20、A/D変換器21、RAM22、
ROM23、EEPROM24、およびD/A変換器2
5を備え、上記各種検出信号および指令信号(スイッチ
信号)はA/D変換器21を通じてディジタル演算部2
0に入力される。
ィジタル演算部20、A/D変換器21、RAM22、
ROM23、EEPROM24、およびD/A変換器2
5を備え、上記各種検出信号および指令信号(スイッチ
信号)はA/D変換器21を通じてディジタル演算部2
0に入力される。
このディジタル演算部20からD /’ A変換器25
を通じて出力された電圧は、電圧電流変換器26で変換
された後、電磁比例減圧弁27によって油圧に変換され
、これにより各シリンダ5〜7の作動速度制御が実行さ
れる。
を通じて出力された電圧は、電圧電流変換器26で変換
された後、電磁比例減圧弁27によって油圧に変換され
、これにより各シリンダ5〜7の作動速度制御が実行さ
れる。
このコントローラ16は、上記モード切換スイッチ15
の操作によって、通常制御モードと調整モードとに切換
えられるとともに、調整モードは次の順序で各モードに
切換えられるようになっている。
の操作によって、通常制御モードと調整モードとに切換
えられるとともに、調整モードは次の順序で各モードに
切換えられるようになっている。
(1)位置検出器8〜10のオフセット値贋整モード
(2)シリンダ5〜7のアクチュエータ不感帯補償値調
整モード (3)各シリンダ5〜7のアクチュエータ補正ゲイン設
定モード (4)ブームフィードフォワードゲイン調整モード (5)パケットフィードフォワードゲイン調整モード (6)ブームフィードバックゲイン調整モード(7)パ
ケットフィードバックゲイン調整モー1次に、これらの
各モードにおいて行われる制御内容を以下に詳述する。
整モード (3)各シリンダ5〜7のアクチュエータ補正ゲイン設
定モード (4)ブームフィードフォワードゲイン調整モード (5)パケットフィードフォワードゲイン調整モード (6)ブームフィードバックゲイン調整モード(7)パ
ケットフィードバックゲイン調整モー1次に、これらの
各モードにおいて行われる制御内容を以下に詳述する。
※ 通常制御モード
このモードは、後に詳述する各調整モードにより各制@
要素の微調整が予め行われた状態で実際の法面掘削作業
を行うためのモードである。
要素の微調整が予め行われた状態で実際の法面掘削作業
を行うためのモードである。
第4図は、このモードに切換えられた時のコントローラ
16の制御内容を示すブロック線図である。このコント
ローラ16は、アーム制御ブロック16a、ブーム制御
ブロック16b1およびパケット制御プロ・・ツク16
cに大別される。
16の制御内容を示すブロック線図である。このコント
ローラ16は、アーム制御ブロック16a、ブーム制御
ブロック16b1およびパケット制御プロ・・ツク16
cに大別される。
(1) アーム制御ブロック16a
このブロック16aでは、まず、アームレバーパイロッ
ト圧検出器11(12)からのアームレバー信号に演算
手段28によって所定のゲインが乗算されて基本制御量
u21が出力される。これにアームリンク補正手段29
による補正が加えられて1次補正制御量u22が出力さ
れ、さらに非線形補償手段30により補正された2次補
正制御量u2がアームシリンダ6の制御量として出力さ
れる。
ト圧検出器11(12)からのアームレバー信号に演算
手段28によって所定のゲインが乗算されて基本制御量
u21が出力される。これにアームリンク補正手段29
による補正が加えられて1次補正制御量u22が出力さ
れ、さらに非線形補償手段30により補正された2次補
正制御量u2がアームシリンダ6の制御量として出力さ
れる。
上記アームリンク補正手段29は、実際のアームシリン
ダ6の伸縮速度とアーム3の回動角速度とが厳密には比
例関係にないことを考慮し、これらの関係がシリンダ全
ストロークを通じて比例関係に保たれるように所定の補
正を加えるものである。
ダ6の伸縮速度とアーム3の回動角速度とが厳密には比
例関係にないことを考慮し、これらの関係がシリンダ全
ストロークを通じて比例関係に保たれるように所定の補
正を加えるものである。
非線形補償手段30は、前記第2図に示される電磁比例
減圧弁27の不感帯や、切換弁のスプールストロークと
開度との非線形性等に起因して、電磁比例減圧弁への出
力電流値とアームシリンダ6の伸縮速度との間に非線形
性が生じるのを考慮し、これを補正して線形性を保つも
のであり、後に詳述するアームアクチュエータ補正ゲイ
ン記憶手段31a1およびアームアクチュエータ不感帯
補償微調整値記憶手段(不感帯補償調整記憶手段)31
bにより各々記憶された補正ゲインおよび不感帯補償微
調整値を取込んだ演算を行う。
減圧弁27の不感帯や、切換弁のスプールストロークと
開度との非線形性等に起因して、電磁比例減圧弁への出
力電流値とアームシリンダ6の伸縮速度との間に非線形
性が生じるのを考慮し、これを補正して線形性を保つも
のであり、後に詳述するアームアクチュエータ補正ゲイ
ン記憶手段31a1およびアームアクチュエータ不感帯
補償微調整値記憶手段(不感帯補償調整記憶手段)31
bにより各々記憶された補正ゲインおよび不感帯補償微
調整値を取込んだ演算を行う。
このような構成により、アームレバー操作の指令速度に
従ってアーム3が一定角速度で手動制御される。
従ってアーム3が一定角速度で手動制御される。
(b) ブーム制御ブロック16b
このブロック16bは、上記アーム3の回動中、アーム
先端Bの対地高さを一定に保つようにブーム2の俯仰制
御を行うものである。このブーム制御ブロック16bに
は、ブーム角度、アーム角度側検出器8.9による検出
信号(角度信号)が入力され、これら角度信号と、アー
ム制御ブロック16aの基本制御量u2+とに基づいて
、ブームシリンダフィードフォワード演算手段32によ
り、アーム先端Bの法面Gに対する高さ位置を一定の目
標値yboに追従させるためのブームシリンダフィード
フォワード制御量u11か演算される。
先端Bの対地高さを一定に保つようにブーム2の俯仰制
御を行うものである。このブーム制御ブロック16bに
は、ブーム角度、アーム角度側検出器8.9による検出
信号(角度信号)が入力され、これら角度信号と、アー
ム制御ブロック16aの基本制御量u2+とに基づいて
、ブームシリンダフィードフォワード演算手段32によ
り、アーム先端Bの法面Gに対する高さ位置を一定の目
標値yboに追従させるためのブームシリンダフィード
フォワード制御量u11か演算される。
この演算内容について説明する。ここでは、説明を単純
化するために、上記第3図における法面Gの傾斜角βが
0の場合、すなわち水平面の直線掘削作業を行う場合に
ついて説明する。この場合、座標系x、yと座標系x′
、 y# は一致するので、座標系x、yで話を進袷
る。このとき、ブーム先端Bの対地高さ位置ybは次式
で表される。
化するために、上記第3図における法面Gの傾斜角βが
0の場合、すなわち水平面の直線掘削作業を行う場合に
ついて説明する。この場合、座標系x、yと座標系x′
、 y# は一致するので、座標系x、yで話を進袷
る。このとき、ブーム先端Bの対地高さ位置ybは次式
で表される。
yb=Il+ioθl+A’2 1nn(θl−α2)
これより、アーム先端速度ybは、 7b=lll・isθ1+ 12 、COI (θ1−α2))θ1−1 ’l
cos (θl −a2 ) a2となる。ここでθ1
はブーム角速度、α2はアーム角速度である。ybが一
定であればyb =。
これより、アーム先端速度ybは、 7b=lll・isθ1+ 12 、COI (θ1−α2))θ1−1 ’l
cos (θl −a2 ) a2となる。ここでθ1
はブーム角速度、α2はアーム角速度である。ybが一
定であればyb =。
となるので、
1 2−cos(θ1−a2)
θ1−
α21 l ・ cosθ l +1
:”cot(θ i −a2)が得られ、この式を用
いて、第2図のブームシリンダフィードフォワード制御
量ullは、Kll (/ 2 cos (θ1−α
2))u 11 :u 21 11co+θ1+l 2 cos(θ1−α2 )で
与えられる。なお、K目はフィードフォワードゲインで
あり、このフィードフォワードゲインKl+には、予め
設定されたブームフィードフォワードゲイン標準値Kf
4oにブームフィードフォワードゲイン微調整値記憶手
段33で記憶された微調整値ΔK11を加えたものが用
いられ、このフィードフォワードゲイン微調整値ΔKl
lは後述のフィードフォワードゲイン調整モードで設定
されたものが用いられる。
α21 l ・ cosθ l +1
:”cot(θ i −a2)が得られ、この式を用
いて、第2図のブームシリンダフィードフォワード制御
量ullは、Kll (/ 2 cos (θ1−α
2))u 11 :u 21 11co+θ1+l 2 cos(θ1−α2 )で
与えられる。なお、K目はフィードフォワードゲインで
あり、このフィードフォワードゲインKl+には、予め
設定されたブームフィードフォワードゲイン標準値Kf
4oにブームフィードフォワードゲイン微調整値記憶手
段33で記憶された微調整値ΔK11を加えたものが用
いられ、このフィードフォワードゲイン微調整値ΔKl
lは後述のフィードフォワードゲイン調整モードで設定
されたものが用いられる。
一方、座標演算手段34では、ブーム角度信号およびア
ーム角度信号に基づいて実際のアーム先端Bの高さ位置
y’bが座標計算で求められ、この演算値ybと、アー
ム先端高さ位置の目標値yb。
ーム角度信号に基づいて実際のアーム先端Bの高さ位置
y’bが座標計算で求められ、この演算値ybと、アー
ム先端高さ位置の目標値yb。
との偏差Δybから、比例積分手段(フィードバック演
算手段)35によってフィードバック制御量u12が演
算される。
算手段)35によってフィードバック制御量u12が演
算される。
この比例積分手段35は、比例ゲインKpおよび積分ゲ
インに1からなるフィードバックゲインを有しており、
上記フィードバック制御量u12は次式に基づいて演算
される。
インに1からなるフィードバックゲインを有しており、
上記フィードバック制御量u12は次式に基づいて演算
される。
u12=Kp ’Δyb+Ki ・Σ(Δyb)ここ
で、Σ(Δyb)は制御開始から現時点までに一定の制
御周期毎に求められた制御偏差Δybの総和(積算値)
である。上記比例ゲインKpおよび積分ゲインKi に
は、これらの標準値K po。
で、Σ(Δyb)は制御開始から現時点までに一定の制
御周期毎に求められた制御偏差Δybの総和(積算値)
である。上記比例ゲインKpおよび積分ゲインKi に
は、これらの標準値K po。
Kioにブームフィードバックゲイン微調整値36で記
憶された微調整値ΔKp、 Δに1を加えた値が用いら
れ、これらの微調整値ΔKp、Δに1は後述のブームフ
ィードバック調整モードで設定されたものが用いられる
。
憶された微調整値ΔKp、 Δに1を加えた値が用いら
れ、これらの微調整値ΔKp、Δに1は後述のブームフ
ィードバック調整モードで設定されたものが用いられる
。
このフィードバック制御量u12と、前記フィードフォ
ワード制御量ullとの加算によりブームシリンダ基本
制御量u13が求められ、これにブームリンク補正手段
37による補正(1次補正制御量u14)、ブーム姿勢
補正手段38による補正(2次補正制御量ui5)、非
線形補償手段39による補正が加えられて、最終的にブ
ームシリンダ制御出力u1が求ぬられる。
ワード制御量ullとの加算によりブームシリンダ基本
制御量u13が求められ、これにブームリンク補正手段
37による補正(1次補正制御量u14)、ブーム姿勢
補正手段38による補正(2次補正制御量ui5)、非
線形補償手段39による補正が加えられて、最終的にブ
ームシリンダ制御出力u1が求ぬられる。
ブームリンク補正手段37は、前記アーム制御プロ・ツ
ク16aにおけるアームリンク補正手段29と同様、ブ
ームシリンダ5の伸縮速度とブーム2の回動角速度5と
の比例関係を保つための補正を行う。非線形補償手段3
9は、上記非線形補償手段30と同様にブームシリンダ
油圧制御t&18への出力電流値とブームシリンダ速度
との線形性を補償するものであり、ブームアクチュエー
タ補正ゲイン記憶手段40aおよびブームアクチュエー
タ不感帯補償微調整値記憶手段(不感帯補償調整記憶手
段)40bに記憶された補正ゲインに8および微調整値
ΔWを取込んだ演算を行う。これらの値も、後述のア・
クチュエータ補正ゲイン調整モトお、よびアクチュエー
タ不感帯補償価値調整モトで設定されたものが用いられ
る。
ク16aにおけるアームリンク補正手段29と同様、ブ
ームシリンダ5の伸縮速度とブーム2の回動角速度5と
の比例関係を保つための補正を行う。非線形補償手段3
9は、上記非線形補償手段30と同様にブームシリンダ
油圧制御t&18への出力電流値とブームシリンダ速度
との線形性を補償するものであり、ブームアクチュエー
タ補正ゲイン記憶手段40aおよびブームアクチュエー
タ不感帯補償微調整値記憶手段(不感帯補償調整記憶手
段)40bに記憶された補正ゲインに8および微調整値
ΔWを取込んだ演算を行う。これらの値も、後述のア・
クチュエータ補正ゲイン調整モトお、よびアクチュエー
タ不感帯補償価値調整モトで設定されたものが用いられ
る。
ブーム姿勢補正手段38は、ブーム角度θ1によってブ
ーム2の慣性モーメントが変化し、これによってブーム
シリンダ圧が変化してシリンダ速度か変化することを考
慮し、ブーム角度に応じて補正ゲインを乗じることによ
り、ブーム角速魔を一定に保つ補正を行なう。
ーム2の慣性モーメントが変化し、これによってブーム
シリンダ圧が変化してシリンダ速度か変化することを考
慮し、ブーム角度に応じて補正ゲインを乗じることによ
り、ブーム角速魔を一定に保つ補正を行なう。
以上のような構成により、アーム先端Bか対地高さを一
定に保った状態で掘削面Gに沿って直線移動するように
、ブーム2の俯仰制御が行われる。
定に保った状態で掘削面Gに沿って直線移動するように
、ブーム2の俯仰制御が行われる。
(c) パケット制御ブロック16eこのブロック1
6Cは、上記アーム3の回動中、バケ、ソト4の対地角
変θ3を一定に保つようにパケット4の回動制御を行う
ものである。このパケット制御ブロック16eでは、パ
ケット角度検出器10によるパケット角度θ3の検出値
と、パケット角度の目標値θ30との偏差Δθ3から比
例積分手段41によってフィードバック制御量u32が
求められる。この比例積分手段41も、フィードバック
ゲインとして比例ゲインKpおよび積分ゲインに1を有
しており、次式によってフィードバック制御量u32を
算出する。
6Cは、上記アーム3の回動中、バケ、ソト4の対地角
変θ3を一定に保つようにパケット4の回動制御を行う
ものである。このパケット制御ブロック16eでは、パ
ケット角度検出器10によるパケット角度θ3の検出値
と、パケット角度の目標値θ30との偏差Δθ3から比
例積分手段41によってフィードバック制御量u32が
求められる。この比例積分手段41も、フィードバック
ゲインとして比例ゲインKpおよび積分ゲインに1を有
しており、次式によってフィードバック制御量u32を
算出する。
ui2=Kp ・Δθ3+Ki ・Σ(Δθ3)こ
れらグ)比例ゲインKpおよび積分ゲインに1にも、予
め設定された標準値K po、 K loにバケ・7
トフイートベ・ツクゲイン微調整値記憶手段42で記
憶された微調整値ΔKp、 ΔK[を加えた値が用い
られる。
れらグ)比例ゲインKpおよび積分ゲインに1にも、予
め設定された標準値K po、 K loにバケ・7
トフイートベ・ツクゲイン微調整値記憶手段42で記
憶された微調整値ΔKp、 ΔK[を加えた値が用い
られる。
一方、アーム制御ブロック16aの基本制御量u21と
、ブーム制御ブロック16bの基本制御量u13とがパ
ケットフィードフォワード演算手段29に取込まれ、両
制御量u2+、 u13に基づいて、パケット角度θ
3を目標値θ30に追従させるためのパケットシリンダ
フィードフォワード制御量u31が演算される。
、ブーム制御ブロック16bの基本制御量u13とがパ
ケットフィードフォワード演算手段29に取込まれ、両
制御量u2+、 u13に基づいて、パケット角度θ
3を目標値θ30に追従させるためのパケットシリンダ
フィードフォワード制御量u31が演算される。
具体的な演算内容を説明する。まず、パケット角度θ3
は次式で表わされる。
は次式で表わされる。
θ3=θl−α2−α3
、°、 υ3=θl −1012−a3θ3冨0とす
ると Δ3−υ1−&2 これに基づき u 3i= K ff (u N −u 21)が得ら
れ、この式からパケットフィードフナワード制御量u3
+が算出される。このモードにおけるフィードフォワー
ドゲインKffも、予め設定された標醜値K ! i
0にパケットフィードフォワードゲイン微調整値記憶手
段44で記憶されたゲイン微調整値ΔKl+を加えた値
か用いられ、この微調整値ΔKNには後述のパケットフ
ィー ドフォワードゲイン調整モードで設定された値が
用いられる。
ると Δ3−υ1−&2 これに基づき u 3i= K ff (u N −u 21)が得ら
れ、この式からパケットフィードフナワード制御量u3
+が算出される。このモードにおけるフィードフォワー
ドゲインKffも、予め設定された標醜値K ! i
0にパケットフィードフォワードゲイン微調整値記憶手
段44で記憶されたゲイン微調整値ΔKl+を加えた値
か用いられ、この微調整値ΔKNには後述のパケットフ
ィー ドフォワードゲイン調整モードで設定された値が
用いられる。
上記フィードバック制御量u32およびフィードフォワ
ード制御量u31は互いに加算され、これによって基本
パケット制御量u33が求められる。そして、これにパ
ケットリンク補正手段46による補正(1次補正制御量
u34)、および非線形補償手段46による補正を加え
ることによりパケットシリンダ制御出力u3が求められ
る。
ード制御量u31は互いに加算され、これによって基本
パケット制御量u33が求められる。そして、これにパ
ケットリンク補正手段46による補正(1次補正制御量
u34)、および非線形補償手段46による補正を加え
ることによりパケットシリンダ制御出力u3が求められ
る。
この非線形補償手段46も、パケットアクチュエータ補
正ゲイン記憶手段47aで記憶されたアクチュエータ補
正ゲインおよびパケットアクチュエータ不感帯補償微調
整値記憶手段(不感帯補償調整記憶手段)43bで記憶
された微調整値ΔWに基づく演算を行う。
正ゲイン記憶手段47aで記憶されたアクチュエータ補
正ゲインおよびパケットアクチュエータ不感帯補償微調
整値記憶手段(不感帯補償調整記憶手段)43bで記憶
された微調整値ΔWに基づく演算を行う。
以上により、パケット4の対地角度θ3を一定(目標値
)に保つ制御が実行され、この制御と、ブーム制御ブロ
ック16bによるアーム先IBの直線移動制御とが組合
わされて実際の法面掘削作業が実現される。
)に保つ制御が実行され、この制御と、ブーム制御ブロ
ック16bによるアーム先IBの直線移動制御とが組合
わされて実際の法面掘削作業が実現される。
なお、各フィードフォワード演算手段32,43および
比例制御手段35.41で設定されているゲイン標準値
Klfo 、 Kpo、 Kioは前記第2図のROM
23に格納されているのに対し2、ゲイン微調整値ΔK
fl、 ΔK po、 ΔKioはEEPROM24
に格納されており、必要に応じて書き換え可能となって
いる。
比例制御手段35.41で設定されているゲイン標準値
Klfo 、 Kpo、 Kioは前記第2図のROM
23に格納されているのに対し2、ゲイン微調整値ΔK
fl、 ΔK po、 ΔKioはEEPROM24
に格納されており、必要に応じて書き換え可能となって
いる。
次に、この通常制御モードにおいて各非線形補償手段3
0.39.46で行われる演算内容を第5図および東6
図を参照しながら説明する。
0.39.46で行われる演算内容を第5図および東6
図を参照しながら説明する。
第6図は、各シリンダに代表されるアクチュエータ類の
定常速度特性、すなわちアクチュエータに入力される制
御信号に対する作動速度(出力)の特性の一例を示した
ものであるが、この図から分かるように、上記特性の非
線形性は、アクチュエータの不感帯A Fに起因する要
素と、それ以外の要素とに分けられる。
定常速度特性、すなわちアクチュエータに入力される制
御信号に対する作動速度(出力)の特性の一例を示した
ものであるが、この図から分かるように、上記特性の非
線形性は、アクチュエータの不感帯A Fに起因する要
素と、それ以外の要素とに分けられる。
第5図に示される不感帯性非線形補償手段48は、上記
要素のうち、不感帯A Fに起因する要素以外の要素の
非線形性を補償するものであり、上記特性が例えば策6
図に示すような曲線R1で表される場合、この曲線を表
す関数の逆関数(曲線R2で表示)を入力値に乗じるこ
とにより、制御量の線形化を行う。
要素のうち、不感帯A Fに起因する要素以外の要素の
非線形性を補償するものであり、上記特性が例えば策6
図に示すような曲線R1で表される場合、この曲線を表
す関数の逆関数(曲線R2で表示)を入力値に乗じるこ
とにより、制御量の線形化を行う。
この不惑帯性非線形補償手段48の出力値には、アクチ
ュエータ補正ゲイン乗算器49により、アクチュエータ
補正ゲイン記憶手段で記憶されたアクチュエータ補正ゲ
インに!が乗じられる。このアクチュエータ補正ゲイン
Kaは、アクチュエータの出力−作動速度の特性にばら
つきがあることを考慮して設定されるものであり、後述
のアクチュエータ補正ゲイン調整モードによって演算さ
れ、設定される。
ュエータ補正ゲイン乗算器49により、アクチュエータ
補正ゲイン記憶手段で記憶されたアクチュエータ補正ゲ
インに!が乗じられる。このアクチュエータ補正ゲイン
Kaは、アクチュエータの出力−作動速度の特性にばら
つきがあることを考慮して設定されるものであり、後述
のアクチュエータ補正ゲイン調整モードによって演算さ
れ、設定される。
一方、この非線形補償手段30 (39,46)で予め
設定されている不感帯補償標準値WOには、アクチュエ
ータ不感帯補償微調整値記憶手段31b (41b、4
7b)で記憶された不感帯補償微調整値ΔWが加算器5
0で加算されて調整ずみの不感帯補償値Wが算出されて
おり、この不感帯補償値Wが不感帯補償値加算器(不感
帯補償手段)51で上記アクチュエータ補正ゲイン乗算
器49の出力値に加算されることにより、最終的な出力
値が演算される。上記アクチュエータ不感帯補償微調整
値ΔWOは、アクチュエータや制御弁によって不感帯に
ばらつきが生じることを考慮し、不感帯補償標準値wO
を基準とした過不足量で表わされるものであり、後述の
アクチュエータ不感帯補償値調整モードにおいて設定さ
れる。
設定されている不感帯補償標準値WOには、アクチュエ
ータ不感帯補償微調整値記憶手段31b (41b、4
7b)で記憶された不感帯補償微調整値ΔWが加算器5
0で加算されて調整ずみの不感帯補償値Wが算出されて
おり、この不感帯補償値Wが不感帯補償値加算器(不感
帯補償手段)51で上記アクチュエータ補正ゲイン乗算
器49の出力値に加算されることにより、最終的な出力
値が演算される。上記アクチュエータ不感帯補償微調整
値ΔWOは、アクチュエータや制御弁によって不感帯に
ばらつきが生じることを考慮し、不感帯補償標準値wO
を基準とした過不足量で表わされるものであり、後述の
アクチュエータ不感帯補償値調整モードにおいて設定さ
れる。
(1)位置検出器オフセット値調整モード上記通常制御
を実行する前に、各制御要素の調整が行われるが、この
調整モードとしてまず位置検出器オフセット値調整モー
ドに切換えられる。
を実行する前に、各制御要素の調整が行われるが、この
調整モードとしてまず位置検出器オフセット値調整モー
ドに切換えられる。
このモードは、各種検出器の特性や取付状態にばらつき
があることに鑑み、その調整を行うためのものである。
があることに鑑み、その調整を行うためのものである。
具体的には、各可動部位を可動範囲終端位置等のように
明確に位置決めのできるところで静止させ、この時の検
出信号からオフセットを求めて記憶する動作が実行され
る。
明確に位置決めのできるところで静止させ、この時の検
出信号からオフセットを求めて記憶する動作が実行され
る。
(2)アクチュエータ不感帯補償値調整モード検出器の
微調整が行われた後は、その微調整された状態で次の不
感帯補償値調整モードに切換えられる。このモードは、
各シリンダ5〜7のアクチュエータ類の不感帯にばらつ
きがあることを考慮し、その補償値の微調整値を演算し
、記憶するためのモードである。
微調整が行われた後は、その微調整された状態で次の不
感帯補償値調整モードに切換えられる。このモードは、
各シリンダ5〜7のアクチュエータ類の不感帯にばらつ
きがあることを考慮し、その補償値の微調整値を演算し
、記憶するためのモードである。
このモードでのコントローラ16の機能構成を第7図に
示す。なお、この構成は、ブームシリンダ5、アームシ
リンダ6、パケットシリンダ7の各アクチュエータの調
整モードについて共通であるため、1枚の図面でまとめ
て説明することとする。
示す。なお、この構成は、ブームシリンダ5、アームシ
リンダ6、パケットシリンダ7の各アクチュエータの調
整モードについて共通であるため、1枚の図面でまとめ
て説明することとする。
図において初期位置記憶手段52は、調整動作を始める
際の各アクチュエータ(ここではシリンダ5〜7)の位
置(初期位置)を記憶するものである。変位置演算手段
53は、現在のアクチュエータ位ff1i上上記初期位
置との差、すなわち各アクチユエータの変位量を演算す
るものである。出力信号記憶手段54は、信号出力手段
55から出力される各アクチュエータの駆動信号を一定
の周期で順次記憶するとともに、変位量演算手段53に
よh6算された変位量が所定の値(後述する)となった
時点で、この時の出力信号をアクチュエータ不感帯補償
微調整値演算手段56に出力するものである。信号出力
手段55は、変位量演算手段53により演算される変位
量に(して各アクチュエータの駆動信号を出力するもの
である。
際の各アクチュエータ(ここではシリンダ5〜7)の位
置(初期位置)を記憶するものである。変位置演算手段
53は、現在のアクチュエータ位ff1i上上記初期位
置との差、すなわち各アクチユエータの変位量を演算す
るものである。出力信号記憶手段54は、信号出力手段
55から出力される各アクチュエータの駆動信号を一定
の周期で順次記憶するとともに、変位量演算手段53に
よh6算された変位量が所定の値(後述する)となった
時点で、この時の出力信号をアクチュエータ不感帯補償
微調整値演算手段56に出力するものである。信号出力
手段55は、変位量演算手段53により演算される変位
量に(して各アクチュエータの駆動信号を出力するもの
である。
アクチュエータ不感帯補償微調整値演算手段(不感帯補
償調整演算手段)56は、上記出力信号記憶手段54か
ら出力された出力信号に基づきアクチュエータの不感帯
補償値Wを算出するとともに、この不感帯補償値Wと、
予め設定された不感帯補償標準値WOとの差をアクチュ
エータ不感帯補償微調整値ΔWとして設定し、アクチュ
エータ不感帯補償微調整値記憶手段31b(41b。
償調整演算手段)56は、上記出力信号記憶手段54か
ら出力された出力信号に基づきアクチュエータの不感帯
補償値Wを算出するとともに、この不感帯補償値Wと、
予め設定された不感帯補償標準値WOとの差をアクチュ
エータ不感帯補償微調整値ΔWとして設定し、アクチュ
エータ不感帯補償微調整値記憶手段31b(41b。
47b)に記憶させるものである。この微調整値ΔWは
、ハード的にはEEPROM24に記憶され、必要に応
して書き換え可能となっている。
、ハード的にはEEPROM24に記憶され、必要に応
して書き換え可能となっている。
次に、このモートで実際に行われる微調整値ΔWの設定
動作を説明する。この実施例では、第12図に示される
ように、アクチュエータへの出力と作動速度との間にヒ
ステリシスがあることを考慮し、同図に示される2つの
不感帯補償値wl。
動作を説明する。この実施例では、第12図に示される
ように、アクチュエータへの出力と作動速度との間にヒ
ステリシスがあることを考慮し、同図に示される2つの
不感帯補償値wl。
w2を求める動作か行われる。
まず、同図の不感帯補償値W1に対応する微調整値Δw
iを設定する動作(第1の調1整動作)を第8図のフロ
ーチャートに示す。
iを設定する動作(第1の調1整動作)を第8図のフロ
ーチャートに示す。
調整に先立ち、初期化、すなわち前記信号出力手段55
の出力値o−cheekを初期値0に設定するとともに
、現在のアクチュエータ位置を初期位置x−ini と
して記憶する(ステップ81)。
の出力値o−cheekを初期値0に設定するとともに
、現在のアクチュエータ位置を初期位置x−ini と
して記憶する(ステップ81)。
次に、上記出力値υ−cbeekに予め設定された一定
値Δu−ch!+kを加えた値が新しい値o−ch!c
kとして設定され(ステップS2)、この値o−che
ckを実際の出力値としてアクチュエータに制御信号が
出力される(ステップS3) このステップS2.S3が繰返し続行されることにより
(ステップS4でNO) 、’119図の上段に示され
るように、時間に比例して出力値が増大するが、この出
力アクチュエータの不感帯領域にある間はアクチュエー
タ位置は変化しない。その後、さらに上記出力値が増大
し、アクチュエータ位置が変化してその現在の位置と初
期位置x−inとの差(すなわち変位量)が予め設定さ
れた量Δx1以上となった時点(ステップS4でYES
第9図の点Pl)で、この時の値*−Ch++kが不感
帯補償値として設定されるとともに、この値u−+h:
ckから予め設定された不感帯補償値wloを差し引い
た値か算出され、この値が第1のアクチュエータ不感帯
補償微調整値ΔW1としてアクチュエータ不感帯補償微
調整値記憶手段31b(41b、 47 b)に記憶
される(ステップS5)。
値Δu−ch!+kを加えた値が新しい値o−ch!c
kとして設定され(ステップS2)、この値o−che
ckを実際の出力値としてアクチュエータに制御信号が
出力される(ステップS3) このステップS2.S3が繰返し続行されることにより
(ステップS4でNO) 、’119図の上段に示され
るように、時間に比例して出力値が増大するが、この出
力アクチュエータの不感帯領域にある間はアクチュエー
タ位置は変化しない。その後、さらに上記出力値が増大
し、アクチュエータ位置が変化してその現在の位置と初
期位置x−inとの差(すなわち変位量)が予め設定さ
れた量Δx1以上となった時点(ステップS4でYES
第9図の点Pl)で、この時の値*−Ch++kが不感
帯補償値として設定されるとともに、この値u−+h:
ckから予め設定された不感帯補償値wloを差し引い
た値か算出され、この値が第1のアクチュエータ不感帯
補償微調整値ΔW1としてアクチュエータ不感帯補償微
調整値記憶手段31b(41b、 47 b)に記憶
される(ステップS5)。
そして、アクチュエータへの出力信号が0に戻されて第
1の調整動作が終了する。
1の調整動作が終了する。
次に、第10BCのフローチャートに示されるような第
2の調整動作、すなわち第2の不感帯補償微調整値ΔW
2を設定する動作が開始される。
2の調整動作、すなわち第2の不感帯補償微調整値ΔW
2を設定する動作が開始される。
ここで、ステップ31〜S3までの動作は上記と同様で
あり、出力値1i−Ch+ckは時間とともに増大する
が、変位量が予め設定された値Δx2以上となった時点
(ステップS7でYES、第11図の点P2)で、この
時のアクチュエータ位置がx−oldとして記憶される
(ステップ38)。上記値Δx2は、アクチュエータが
動き出して安定した状態になったと判断されるような値
が設定される。
あり、出力値1i−Ch+ckは時間とともに増大する
が、変位量が予め設定された値Δx2以上となった時点
(ステップS7でYES、第11図の点P2)で、この
時のアクチュエータ位置がx−oldとして記憶される
(ステップ38)。上記値Δx2は、アクチュエータが
動き出して安定した状態になったと判断されるような値
が設定される。
この時点を過ぎると、今度は現在の出力値u−chec
kから一定値Δローcheckを差し引いた値が新しい
出力値o−checkとして設定され(ステップS9)
、この新しい値を実際の出力値としてアクチュエータに
信号が出力される(ステップ510)。
kから一定値Δローcheckを差し引いた値が新しい
出力値o−checkとして設定され(ステップS9)
、この新しい値を実際の出力値としてアクチュエータに
信号が出力される(ステップ510)。
そして、上記のステップ88〜SIOの動作が繰返し続
行されることにより(ステップSllでNo)、記憶値
x−o1dが順次更新される一方、8力値a−chec
kは時間とともに減少し、アクチュエータの作動速度が
減少していくか、記憶値x−o1d (すなわち前回
のアクチュエータ位置)と現在の位置との差か一致ある
いは逆行した時点(ステップSllでYES、第11図
の点P3)、すなわちアクチュエータがほぼ停止し、た
時点で、この時の出力値口〜checkが第2のアクチ
ュエータ不感帯補償値w2上して設定され、この値から
予め設定された第2のアクチュエータ不感帯補償標準値
W20を差し引いた値が第2のアクチュエータ不感帯補
償微調整値ΔW2としてアクチュエータ不感帯補償微調
整値記憶手段31b (41b、47b)に記憶される
(ステップ512)。
行されることにより(ステップSllでNo)、記憶値
x−o1dが順次更新される一方、8力値a−chec
kは時間とともに減少し、アクチュエータの作動速度が
減少していくか、記憶値x−o1d (すなわち前回
のアクチュエータ位置)と現在の位置との差か一致ある
いは逆行した時点(ステップSllでYES、第11図
の点P3)、すなわちアクチュエータがほぼ停止し、た
時点で、この時の出力値口〜checkが第2のアクチ
ュエータ不感帯補償値w2上して設定され、この値から
予め設定された第2のアクチュエータ不感帯補償標準値
W20を差し引いた値が第2のアクチュエータ不感帯補
償微調整値ΔW2としてアクチュエータ不感帯補償微調
整値記憶手段31b (41b、47b)に記憶される
(ステップ512)。
このようにして設定、記憶されたアクチュエータ不感帯
微調整値ΔWl、 ΔW2が、前記通常制御モードに
おいて不感帯補償標準値waに加えられることにより、
個々のアクチュエータの不感帯特性を考慮した適切な制
御か実行されることとなる。
微調整値ΔWl、 ΔW2が、前記通常制御モードに
おいて不感帯補償標準値waに加えられることにより、
個々のアクチュエータの不感帯特性を考慮した適切な制
御か実行されることとなる。
なお、上記2つの微調整値ΔWl、 ΔW2の使い分け
、換言すれば2つの不感帯補償値W1 (=WO讐−Δ
wl )、W2 (=W(1+ΔW2)の使い分けに
ついては、機械の特性に応して適宜法めればよい。例え
ば、両者の平均値を不感帯補償値Wとして常時用いるよ
うにしてもよいし、第13図に示されるように、制御開
始時は第1の不感帯補償値w1を用い、その後策2の不
感帯補償値W2まで漸次的に減少させるようにしてもよ
い。また、速度が増加傾向にある場合は第1−の不感帯
補償値w1を用い、減少傾向にある場合には第2の不感
帯補償値W2を用いるような制御を行ってもよい。
、換言すれば2つの不感帯補償値W1 (=WO讐−Δ
wl )、W2 (=W(1+ΔW2)の使い分けに
ついては、機械の特性に応して適宜法めればよい。例え
ば、両者の平均値を不感帯補償値Wとして常時用いるよ
うにしてもよいし、第13図に示されるように、制御開
始時は第1の不感帯補償値w1を用い、その後策2の不
感帯補償値W2まで漸次的に減少させるようにしてもよ
い。また、速度が増加傾向にある場合は第1−の不感帯
補償値w1を用い、減少傾向にある場合には第2の不感
帯補償値W2を用いるような制御を行ってもよい。
(3)アクチュエータ補正ゲイン設定モードこのモード
は、アクチュエータの出力に対する実際の作動速度の特
性にばらつきがあることに鑑み、これを補正するための
アクチュエータ補正ゲインKaを設定するためのもので
あり、上記補正ゲインKaには、上記出力−速度特性の
傾きの標準値aoと個体値aとの比a o / aが設
定される。
は、アクチュエータの出力に対する実際の作動速度の特
性にばらつきがあることに鑑み、これを補正するための
アクチュエータ補正ゲインKaを設定するためのもので
あり、上記補正ゲインKaには、上記出力−速度特性の
傾きの標準値aoと個体値aとの比a o / aが設
定される。
笑14図は、この補正ゲインKaを設定するための機能
構成を示したものである。ここでも、ブムシリンダ5、
アームシリンダ6、パケットシリンダ7の各アクチュエ
ータについての補正ゲイン設定に要する構成は共通であ
るため、この第14図のみで各モードをまとめて説明す
ることとする。
構成を示したものである。ここでも、ブムシリンダ5、
アームシリンダ6、パケットシリンダ7の各アクチュエ
ータについての補正ゲイン設定に要する構成は共通であ
るため、この第14図のみで各モードをまとめて説明す
ることとする。
ここでは、アクチュエータに一定の信号を出力し、実際
に可動部位(この実施例ではブーム2、アーム3、パケ
ット4)を動かしてこの時の回動速度を求め、この速度
から上記補正ゲインKaを求める動作が行われる。
に可動部位(この実施例ではブーム2、アーム3、パケ
ット4)を動かしてこの時の回動速度を求め、この速度
から上記補正ゲインKaを求める動作が行われる。
図において、角度範囲設定手段57は、アクチュエータ
の作動により上記可動部位を動かす範囲、およびこの範
囲内において実際に時間計測を行う時間計測範囲を設定
するものである。例えば、上記可動部位の回動限界角度
が第15図に示される角度θ21.θ1である場合、角
度範囲設定手段57は、可動部位を実際に動かす範囲と
して上記の可動範囲よりも狭い範囲である同図の角度θ
b1〜θbこの範囲を設定し、さらに、この回動範囲中
、時間を計測する範囲として同図の角度θc1〜θC2
の範囲を設定する。
の作動により上記可動部位を動かす範囲、およびこの範
囲内において実際に時間計測を行う時間計測範囲を設定
するものである。例えば、上記可動部位の回動限界角度
が第15図に示される角度θ21.θ1である場合、角
度範囲設定手段57は、可動部位を実際に動かす範囲と
して上記の可動範囲よりも狭い範囲である同図の角度θ
b1〜θbこの範囲を設定し、さらに、この回動範囲中
、時間を計測する範囲として同図の角度θc1〜θC2
の範囲を設定する。
一定出力信号発生手段(信号出力手段)58は、上記設
定回動範囲θbl〜θ112の範囲で可動部位を何度も
往復させるように、アクチュエータに適宜信号を出力す
るとともに、回動の回を重ねるごとに出力信号のレベル
を一定値ずつ上げるように構成されている。すなわち、
アクチュエータには回動回数に比例したレベルの信号が
出力されることになる。
定回動範囲θbl〜θ112の範囲で可動部位を何度も
往復させるように、アクチュエータに適宜信号を出力す
るとともに、回動の回を重ねるごとに出力信号のレベル
を一定値ずつ上げるように構成されている。すなわち、
アクチュエータには回動回数に比例したレベルの信号が
出力されることになる。
時間計測手段(速度検出手段)59は、上記可動部位が
回動する際、この回動部位が上記角度範囲設定手段57
で設定された時間計測範囲θC1〜θc2を通過するの
に要する時間を計測するものである。また、速度記憶手
段60は、上記時間計測範囲で時間計測手段59により
計測された時間と、同範囲の角度幅(θc2−θcl)
とから各回動時の回動速度を演算し、この速度をアクチ
ュエータの出力値との組合わせデータとして記憶するも
のである。
回動する際、この回動部位が上記角度範囲設定手段57
で設定された時間計測範囲θC1〜θc2を通過するの
に要する時間を計測するものである。また、速度記憶手
段60は、上記時間計測範囲で時間計測手段59により
計測された時間と、同範囲の角度幅(θc2−θcl)
とから各回動時の回動速度を演算し、この速度をアクチ
ュエータの出力値との組合わせデータとして記憶するも
のである。
アクチュエータ補正ゲイン演算手段62は、上記速度記
憶手段61で記憶された各速度に基づき補正’f イ>
K aを演算するものであり、この演算は、予め設定
されている不感帯補償標準値W0とAii記不感帯補償
微調整値記憶手段31b(41b。
憶手段61で記憶された各速度に基づき補正’f イ>
K aを演算するものであり、この演算は、予め設定
されている不感帯補償標準値W0とAii記不感帯補償
微調整値記憶手段31b(41b。
47b)で記憶された微調整値ΔWとの和である不感帯
補償値Wを考慮して行われる。
補償値Wを考慮して行われる。
具体的に、上記速度記憶手段61で記憶された出力−速
度に関するデータを上記不感帯補償値Wを差引いてグラ
フにプロットすると第16図のようになる41図におい
て、直線L1は標準的な出力速度特性を示し、その傾き
である特性標準値aOは予めコントローラ16に記憶さ
れている。
度に関するデータを上記不感帯補償値Wを差引いてグラ
フにプロットすると第16図のようになる41図におい
て、直線L1は標準的な出力速度特性を示し、その傾き
である特性標準値aOは予めコントローラ16に記憶さ
れている。
これに対し、直線L2は上記プロットされた点から得ら
れるものであり、この傾きが特性の個体値aとなる。
れるものであり、この傾きが特性の個体値aとなる。
アクチュエータ補正ゲイン演算手段62は、上記特性標
漁値aOと個体値aとの比ad/’aをアクチュエータ
補正ゲインに3として設定し、アク千ユエータ補正ゲイ
ン記憶手段31a(41a。
漁値aOと個体値aとの比ad/’aをアクチュエータ
補正ゲインに3として設定し、アク千ユエータ補正ゲイ
ン記憶手段31a(41a。
47a)に記憶させる。従って、この記憶されたアクチ
ュエータ補正ゲインに2を用いた制御が上記通常制御モ
ードで実行されることにより、各アクチュエータの出力
−速度特性のばらつきを考慮した制御が実現されること
になる。
ュエータ補正ゲインに2を用いた制御が上記通常制御モ
ードで実行されることにより、各アクチュエータの出力
−速度特性のばらつきを考慮した制御が実現されること
になる。
なお、この補正ゲインKa もハード的にはEEPRO
M24に格納され、必要に応じて嘗き換えが可能となっ
ている。
M24に格納され、必要に応じて嘗き換えが可能となっ
ている。
(4)ブームフィードフォワードゲイン調整モード
(5)パケットフィードフォワードゲイン調整モード
これらのモードは、機械の固体差に応じた適正なフィー
ドフォワード制御か実行されるように、現実の掘削動作
と同等の試行動作を行うことによって、各フィードフォ
ワードゲインの微買整値を設定するモードである。
ドフォワード制御か実行されるように、現実の掘削動作
と同等の試行動作を行うことによって、各フィードフォ
ワードゲインの微買整値を設定するモードである。
第17図は、ブームフィードフォワードゲイン調整モー
ドにおけるコントローラ16の機能構成を示したもので
ある。前記第4図吉の比較から明らかなように、ここで
は比例積分手段35によるブーム2のフィードバック制
御は行われず、実際のアーム左端高さyb と目標値y
boとの差(制御偏1)Δybは一定の制御同期毎に偏
差記憶手段631こJ己憧される。
ドにおけるコントローラ16の機能構成を示したもので
ある。前記第4図吉の比較から明らかなように、ここで
は比例積分手段35によるブーム2のフィードバック制
御は行われず、実際のアーム左端高さyb と目標値y
boとの差(制御偏1)Δybは一定の制御同期毎に偏
差記憶手段631こJ己憧される。
同図に示されるブームフィードフすワードゲイン微調整
値演算手段64は、1回の試行掘削動作で記憶された偏
差の[算値Σ(Δyb’)からワイド7中ワードゲイ〉
の修正量を順次求め、この修正量の毎回の積算値で修正
したゲインに基づきブームシリ〉ダフィードフォワード
演算手段32に試行掘削動作のフィードフォワード制御
を行わせるとともに、上記偏差の積算値Σ(Δyb)が
許容範囲内に収まった時点での修正量の積算値をブーム
フィードフォワードゲイン微調整値ΔFdlとして設定
し、前記ブームフィードフォワードゲイン微諷整値記憶
手段33に記憶させるものである。っ 同様に、第18図は、パケットフイードフオワトゲイン
調整モード1こおけるコン・トローラ16の機能構成を
示したものである。ここでも、比例積分手段41による
バケフト4のフィードバック制御は行われず、実際のパ
ケット対地角度θ3と目標値θ30との差(制御偏差)
Δθ3は一定の制御周期毎に偏差記憶手段65に記憶さ
れる。
値演算手段64は、1回の試行掘削動作で記憶された偏
差の[算値Σ(Δyb’)からワイド7中ワードゲイ〉
の修正量を順次求め、この修正量の毎回の積算値で修正
したゲインに基づきブームシリ〉ダフィードフォワード
演算手段32に試行掘削動作のフィードフォワード制御
を行わせるとともに、上記偏差の積算値Σ(Δyb)が
許容範囲内に収まった時点での修正量の積算値をブーム
フィードフォワードゲイン微調整値ΔFdlとして設定
し、前記ブームフィードフォワードゲイン微諷整値記憶
手段33に記憶させるものである。っ 同様に、第18図は、パケットフイードフオワトゲイン
調整モード1こおけるコン・トローラ16の機能構成を
示したものである。ここでも、比例積分手段41による
バケフト4のフィードバック制御は行われず、実際のパ
ケット対地角度θ3と目標値θ30との差(制御偏差)
Δθ3は一定の制御周期毎に偏差記憶手段65に記憶さ
れる。
同図に示されるパケットフィードフォワードゲイン微調
整値演算手段66も、前記ブームフィードフォワードゲ
イン微調整値演算手段64と同様、1回の試行掘削動作
で記憶された偏差の積算値Σ(Δθ3)からフィードフ
ォワードゲインの修正量を順次求め、この修正量の毎回
の積算値で修正したゲインに基づきパケットシリンダフ
ィードフォワード演算手段43に試行掘削動作のフィー
ドフォワード制御を行わせるとともに、上記偏差の積算
値Σ(Δyb)が許容範囲内に収まった時点での修正量
の積算値をブームフィードフォワードゲイン微調整値Δ
Kliとして設定し、前記ブームフィードフォワードゲ
イン微調整値記憶手段44に記憶させるものである。
整値演算手段66も、前記ブームフィードフォワードゲ
イン微調整値演算手段64と同様、1回の試行掘削動作
で記憶された偏差の積算値Σ(Δθ3)からフィードフ
ォワードゲインの修正量を順次求め、この修正量の毎回
の積算値で修正したゲインに基づきパケットシリンダフ
ィードフォワード演算手段43に試行掘削動作のフィー
ドフォワード制御を行わせるとともに、上記偏差の積算
値Σ(Δyb)が許容範囲内に収まった時点での修正量
の積算値をブームフィードフォワードゲイン微調整値Δ
Kliとして設定し、前記ブームフィードフォワードゲ
イン微調整値記憶手段44に記憶させるものである。
両フィードフォワードゲイン微調整値演算手段64.6
6の機能構成を第19図に示す。なお、ここではブーム
フィードフすワードゲインおよびパケットフィードフォ
ワードゲインの双方の調整モードについて共通して説明
するので、両モードにおける制御偏差Δyb、 Δθ
3は共通してΔhで表わすこととする。
6の機能構成を第19図に示す。なお、ここではブーム
フィードフすワードゲインおよびパケットフィードフォ
ワードゲインの双方の調整モードについて共通して説明
するので、両モードにおける制御偏差Δyb、 Δθ
3は共通してΔhで表わすこととする。
上記第19図において、修正量演算手段68は1回の試
行掘削動作で偏差記憶手段63(65)に記憶された偏
差Δhの積算値Σ(Δh)に基づき、これに対応するフ
ィードフォワードゲインの修正量Fi1(Σ(Δh))
を演算するものであるこの実施例では、偏差の積算値Σ
(Δh)とフィードフォワードゲイン修正量Ff1(Σ
(Δh)とに第20図に示されるような関係が与えら
れている。すなわち、偏差の積算値Σ(Δh)が正の許
容値Va (>0)以上または負の許容値−■3(く
O)以下である領域においてのみ、これに応じたフィー
ドフォワードゲイン修正量 Fi+(Σ(Δh))が設定されることになる。
行掘削動作で偏差記憶手段63(65)に記憶された偏
差Δhの積算値Σ(Δh)に基づき、これに対応するフ
ィードフォワードゲインの修正量Fi1(Σ(Δh))
を演算するものであるこの実施例では、偏差の積算値Σ
(Δh)とフィードフォワードゲイン修正量Ff1(Σ
(Δh)とに第20図に示されるような関係が与えら
れている。すなわち、偏差の積算値Σ(Δh)が正の許
容値Va (>0)以上または負の許容値−■3(く
O)以下である領域においてのみ、これに応じたフィー
ドフォワードゲイン修正量 Fi+(Σ(Δh))が設定されることになる。
積算値記憶手段69は、1回の試行掘削動作の度に修正
量演算手段66で演算される修正量Fl+(Σ(Δh)
)の積算値を順次記憶し、この積算値を仮のフィードフ
ォワードゲイン微調整値とし、てフィードフォワード演
算手段32(43)に与え、これに基ついて試行掘削動
作中のフィードフォワード制御を行わせるものである。
量演算手段66で演算される修正量Fl+(Σ(Δh)
)の積算値を順次記憶し、この積算値を仮のフィードフ
ォワードゲイン微調整値とし、てフィードフォワード演
算手段32(43)に与え、これに基ついて試行掘削動
作中のフィードフォワード制御を行わせるものである。
許容判定手段70は、】回の試行掘削動作が終わる度に
、その偏差の積算値Σ(Δh)か許容範囲内、すなわち
第20図において(−■2≦0≦Va)の範囲内にある
か否かを判定するものである。微調整値設定手段7】は
、この許容判定手段70により偏差の積算値Σ(Δh)
か許容範囲内にあると判定された場合に、その時点での
修正量の積算値をフィードフォワードゲイン微調整値Δ
Kllとして設定し、フィードフォワードゲイン微調整
値記憶手段33.44に記憶させるものである。
、その偏差の積算値Σ(Δh)か許容範囲内、すなわち
第20図において(−■2≦0≦Va)の範囲内にある
か否かを判定するものである。微調整値設定手段7】は
、この許容判定手段70により偏差の積算値Σ(Δh)
か許容範囲内にあると判定された場合に、その時点での
修正量の積算値をフィードフォワードゲイン微調整値Δ
Kllとして設定し、フィードフォワードゲイン微調整
値記憶手段33.44に記憶させるものである。
次に、このモードにおいて実際に行われる微調整値の設
定動作を第21図のフローチャートを参照Cながら説明
する。
定動作を第21図のフローチャートを参照Cながら説明
する。
まず、フィードフすワードゲインの調整に先立ち、フィ
ードバックゲインをOにし (ステップS2+)、フィ
ードバック制御か働かないようにする。一方、フィード
フナワードゲイン微調整値Δに1[を0に設定するとと
もに、フィードフォワドゲイシKliを予め設定されて
いるゲイン標醜値K11oに設定し、これによってフィ
ードフォワードゲインKl+の初期化を行う(ステップ
522)。
ードバックゲインをOにし (ステップS2+)、フィ
ードバック制御か働かないようにする。一方、フィード
フナワードゲイン微調整値Δに1[を0に設定するとと
もに、フィードフォワドゲイシKliを予め設定されて
いるゲイン標醜値K11oに設定し、これによってフィ
ードフォワードゲインKl+の初期化を行う(ステップ
522)。
次に、実際の掘削動作と同等の試行掘削動作を行いなが
ら、この動作中に一定の制御周期毎に偏差Δhを割出し
て順次記憶しくステップ523)、さらに、その積算値
Σ(Δh)を算出する(ステップ524)。
ら、この動作中に一定の制御周期毎に偏差Δhを割出し
て順次記憶しくステップ523)、さらに、その積算値
Σ(Δh)を算出する(ステップ524)。
この偏差の積算値Σ(Δh)が前記許容範囲(−v1〜
Vi)内にない場合には(ステップS 25. S
26のいずれか一方でNo)、この積算値Σ(Δh)に
対応する修正量Fff(Σ(Δh))を求め、これを仮
のフィードフォワードゲイン微調整値ΔKNに加えたも
のを新たなフィードフォワードゲイン微調整値ΔKNと
して更新設定するとともに、この仮のフィードフォワー
ドゲイン微調整値Δに++をゲイン標準値K ffoに
加えた値を仮のフィードフォワードゲインKitとして
設定しくステップS47’)、このゲインKNに基づい
て次の試行掘削動作を行わせる。
Vi)内にない場合には(ステップS 25. S
26のいずれか一方でNo)、この積算値Σ(Δh)に
対応する修正量Fff(Σ(Δh))を求め、これを仮
のフィードフォワードゲイン微調整値ΔKNに加えたも
のを新たなフィードフォワードゲイン微調整値ΔKNと
して更新設定するとともに、この仮のフィードフォワー
ドゲイン微調整値Δに++をゲイン標準値K ffoに
加えた値を仮のフィードフォワードゲインKitとして
設定しくステップS47’)、このゲインKNに基づい
て次の試行掘削動作を行わせる。
このような動作が繰返されることにより、仮のフィード
フォワードゲイン微調整値ΔK11には修正量F11(
Σ(Δh))が順次積算されていき、フィードフォワー
ドゲインKllは修正されていく。
フォワードゲイン微調整値ΔK11には修正量F11(
Σ(Δh))が順次積算されていき、フィードフォワー
ドゲインKllは修正されていく。
そして、上記偏差の積算値Σ(Δh))が許容範囲内に
収まった時点(ステップS25.S26でYES)で、
この時の積算値である仮の微調整値ΔKllが正式なフ
ィードフォワードゲイン微調整値として設定され、記憶
される(ステップ528)。
収まった時点(ステップS25.S26でYES)で、
この時の積算値である仮の微調整値ΔKllが正式なフ
ィードフォワードゲイン微調整値として設定され、記憶
される(ステップ528)。
このようにして設定、記憶されたフィードフォワードゲ
イン微調整値ΔKNを標準値K11oに加えた値がフィ
ードフォワードゲインKllとして前記通常制御モード
で用いられることにより、その機械の特性に適したフィ
ードフォワード制御が実現されることになる。
イン微調整値ΔKNを標準値K11oに加えた値がフィ
ードフォワードゲインKllとして前記通常制御モード
で用いられることにより、その機械の特性に適したフィ
ードフォワード制御が実現されることになる。
なお、上記各制御偏差には重みづけが可能である。例え
ば、機械の立上がりの状態を重視したい場合には、第2
2図(a)に示すように、初期せ態では初期値Cvsか
ら定常値Cvoまで徐々に減値し、この状態以降は定常
値Cvoで一定となるような重み係数Cvを導入し、こ
の重み係数Cvと上記定常値CIOとの比を偏差Δhに
乗じるすればよい。この場合、実際の制御偏差の動向が
同図(bに示されるものとすると、重みっけをされた制
御偏差の動向は同図(C)となる。このような重みづけ
を行えば、特に制御開始直後にフィツトするようなゲイ
ンを与えることが可能になる。
ば、機械の立上がりの状態を重視したい場合には、第2
2図(a)に示すように、初期せ態では初期値Cvsか
ら定常値Cvoまで徐々に減値し、この状態以降は定常
値Cvoで一定となるような重み係数Cvを導入し、こ
の重み係数Cvと上記定常値CIOとの比を偏差Δhに
乗じるすればよい。この場合、実際の制御偏差の動向が
同図(bに示されるものとすると、重みっけをされた制
御偏差の動向は同図(C)となる。このような重みづけ
を行えば、特に制御開始直後にフィツトするようなゲイ
ンを与えることが可能になる。
(6)ブームフィードバックゲイン調整モード(7)パ
ケットフィードバックゲイン調整モードこれらのモード
は、上記フィードフォワード制御と同様に、現実の掘削
動作と同等の試行動作によって各フィードバックゲイン
の微調整値を設定するモードである。
ケットフィードバックゲイン調整モードこれらのモード
は、上記フィードフォワード制御と同様に、現実の掘削
動作と同等の試行動作によって各フィードバックゲイン
の微調整値を設定するモードである。
第23図は、ブームフィードバックゲイン調整モードに
おけるコントローラ16の機能構成を示したものである
。ここでも、実際のアーム先端高さybと目標値ybo
との差(制御偏差)Δybが一定の制御周期毎に偏差記
憶手段72に記憶されるようになっている。
おけるコントローラ16の機能構成を示したものである
。ここでも、実際のアーム先端高さybと目標値ybo
との差(制御偏差)Δybが一定の制御周期毎に偏差記
憶手段72に記憶されるようになっている。
ブームフィードバックゲイン微調整値演算手段73は、
上記偏差Δhの振動状!!!(この実施例では振動カウ
ント値)ならびに積算値Σ(Δyb)に基づき、フィー
ドバック比例ゲインおよび積分ゲインの修正量をそれぞ
れ求め、この修正量の毎回の積算値で修正したゲインに
基づき比例積分手段35に試行掘削動作のフィードバッ
ク制御を行わせるとともに、上記偏差の振動状態および
積算値が許容範囲内に収まった時点での修正量をブーム
フィードバックゲイン微調整値ΔKp、Δにとして設定
し、前記ブームフィードバックゲイン微調整値記憶手段
36に記憶させるものである。
上記偏差Δhの振動状!!!(この実施例では振動カウ
ント値)ならびに積算値Σ(Δyb)に基づき、フィー
ドバック比例ゲインおよび積分ゲインの修正量をそれぞ
れ求め、この修正量の毎回の積算値で修正したゲインに
基づき比例積分手段35に試行掘削動作のフィードバッ
ク制御を行わせるとともに、上記偏差の振動状態および
積算値が許容範囲内に収まった時点での修正量をブーム
フィードバックゲイン微調整値ΔKp、Δにとして設定
し、前記ブームフィードバックゲイン微調整値記憶手段
36に記憶させるものである。
同様に、第24図は、パケットフィードバックゲイン調
整モードにおけるコントローラ16の機能構成を示した
ものである。ここでも、実際のパケット対地角度θ3と
目標値θ30との差(制御偏差)Δθ3が一定の制御周
期毎に偏差記憶手段75に記憶され、その振動状態およ
び積算値に基づき、パケットフィードバックゲイン微調
整値演算手段76によりフィードバックゲインの修正量
が順次求められ、この修正量の毎回の積算値で修正した
ゲインに基づき比例積分手段41により試行掘削動作の
フィードバック制御が実行されるとともに、上記偏差の
振動状態および積算値が許容範囲内に収まった時点での
修正量がパケットフィードバックゲイン微調整値ΔKp
、 Δに1として設定され、前記パケットフィードバ
ックゲイン微調整値記憶手段42に記憶される。
整モードにおけるコントローラ16の機能構成を示した
ものである。ここでも、実際のパケット対地角度θ3と
目標値θ30との差(制御偏差)Δθ3が一定の制御周
期毎に偏差記憶手段75に記憶され、その振動状態およ
び積算値に基づき、パケットフィードバックゲイン微調
整値演算手段76によりフィードバックゲインの修正量
が順次求められ、この修正量の毎回の積算値で修正した
ゲインに基づき比例積分手段41により試行掘削動作の
フィードバック制御が実行されるとともに、上記偏差の
振動状態および積算値が許容範囲内に収まった時点での
修正量がパケットフィードバックゲイン微調整値ΔKp
、 Δに1として設定され、前記パケットフィードバ
ックゲイン微調整値記憶手段42に記憶される。
両フィードバックゲイン微調整値演算手段73゜76の
機能構成を第25.26図に示す。なお、このモードは
比例ゲイン調整モード、積分ゲイン調整モードの順で切
換えられるので、前者のモードを第25図に示し、後者
のモードを第26図に示している。
機能構成を第25.26図に示す。なお、このモードは
比例ゲイン調整モード、積分ゲイン調整モードの順で切
換えられるので、前者のモードを第25図に示し、後者
のモードを第26図に示している。
第25図において、振動状態演算手段78は、1回の試
行掘削動作で偏差記憶手段72 (75)に記憶された
偏差Δhの振動状態を演算するものであり、この実施例
では振動カウント値nが演算される。
行掘削動作で偏差記憶手段72 (75)に記憶された
偏差Δhの振動状態を演算するものであり、この実施例
では振動カウント値nが演算される。
この振動カウント値nは、第27図に示されるようにし
て演算される。同図における補助カウント値は、初期値
がOであり、偏差の増減方向が前回と同じであれば1が
加算され、前回と異なれば0にリセットされるものであ
り、3になった時点でリセットされる。フラグは、初期
値が0であり、最初に補助カウント値が3となった時、
これが増加方向であれば1に、減少方向であれば−1に
設定される。以降は、補助カウント値が3でかつ増減方
向が逆転されている場合に符号が反転される。
て演算される。同図における補助カウント値は、初期値
がOであり、偏差の増減方向が前回と同じであれば1が
加算され、前回と異なれば0にリセットされるものであ
り、3になった時点でリセットされる。フラグは、初期
値が0であり、最初に補助カウント値が3となった時、
これが増加方向であれば1に、減少方向であれば−1に
設定される。以降は、補助カウント値が3でかつ増減方
向が逆転されている場合に符号が反転される。
振動カウント値nは、初期値が0であり、上記フラグが
変化する度に1ずつ加算される。
変化する度に1ずつ加算される。
従って、この演算では、偏差の増減方向が巨視的に切換
わった回数がカウントされることになる。
わった回数がカウントされることになる。
なお、振動カウントanは他の手法で設定するようにし
てもよい。例えば、第28e (a)(b)に示される
ように、振動の中心と予想される適当な振動検出オフセ
ット値heの上下に幅δをもつ振動検出幅を設定し、こ
の検出幅の内側から外側に偏差か移行する度に振動カウ
ント値nを加算していくようにしてもよい。この場合、
同図(a)に示されるように偏差の激しい振動がある場
合には餐数の振動カウント値nがカウントされ、同図(
b)に示されるように偏差の振動が極めて緩やかな場合
には振動カウント値nはほとんどカウントされない。
てもよい。例えば、第28e (a)(b)に示される
ように、振動の中心と予想される適当な振動検出オフセ
ット値heの上下に幅δをもつ振動検出幅を設定し、こ
の検出幅の内側から外側に偏差か移行する度に振動カウ
ント値nを加算していくようにしてもよい。この場合、
同図(a)に示されるように偏差の激しい振動がある場
合には餐数の振動カウント値nがカウントされ、同図(
b)に示されるように偏差の振動が極めて緩やかな場合
には振動カウント値nはほとんどカウントされない。
修正量演算手段79は、上記のようにして算出された振
動カウント値nに基づき、これに対応するフィードバッ
ク比例ゲイ〉の修正量Fp (n)を演算するもので
ある。
動カウント値nに基づき、これに対応するフィードバッ
ク比例ゲイ〉の修正量Fp (n)を演算するもので
ある。
この実施例では、振動カウント値nと比例ゲイン修正量
Fp (n)との間に第29図に示されるような関係
が与えられている。すなわち、振動力ウシト値が予め設
定された許容値na (>O)以上である領域におい
てのみ、制御偏差の動向が振動的であるとしてこれに応
した負のフィードバックゲイニ・修正量Fp (n)
が設定されるようになっている。
Fp (n)との間に第29図に示されるような関係
が与えられている。すなわち、振動力ウシト値が予め設
定された許容値na (>O)以上である領域におい
てのみ、制御偏差の動向が振動的であるとしてこれに応
した負のフィードバックゲイニ・修正量Fp (n)
が設定されるようになっている。
積算値記憶手段80は、1回の試行掘削動作の度に修正
量演算手段79で演算される修正量Fp(n)の積算値
を順次記憶し、この積算値を仮のフィードバックゲイン
微調整値として比例積分手段35(41)に与え、これ
に基ついて試行掘削動作中のフィードバック制御を行わ
せるものである。
量演算手段79で演算される修正量Fp(n)の積算値
を順次記憶し、この積算値を仮のフィードバックゲイン
微調整値として比例積分手段35(41)に与え、これ
に基ついて試行掘削動作中のフィードバック制御を行わ
せるものである。
許容判定手段81は、1回の試行掘削動作が終わる度に
、その振動カウント値nが許容範囲内、すなわち許容値
na以下の範囲内にあるか否かを判定するものである。
、その振動カウント値nが許容範囲内、すなわち許容値
na以下の範囲内にあるか否かを判定するものである。
微調整値設定手段82は、この許容判定手段81により
振動力つ〉ト値nが許容範囲内にあると判定された場合
に、その時点での修正量の積算値をフィードバック比例
ゲイン微調整値ΔKpとして設定し、フィードバックゲ
イン微調整値記憶手段36(42)に記憶させるもので
ある。
振動力つ〉ト値nが許容範囲内にあると判定された場合
に、その時点での修正量の積算値をフィードバック比例
ゲイン微調整値ΔKpとして設定し、フィードバックゲ
イン微調整値記憶手段36(42)に記憶させるもので
ある。
これに対し、積分ゲイン調整モードにおいては、第26
図に示されるように、前記第19図で説明した修正量演
算手段68、積算値記憶手段69、許容判定手段70、
および微調整値設定手段71と同様の修正量演算手段8
3、積算値記憶手段84、許容判定手段85、および微
調整値設定手段8Gか備えられており、前記フィートフ
すワードゲイシ調整モードと同様に、偏差の積算値Δh
に応じてフィードバック積分ゲイン微調整値ΔKが設定
される。
図に示されるように、前記第19図で説明した修正量演
算手段68、積算値記憶手段69、許容判定手段70、
および微調整値設定手段71と同様の修正量演算手段8
3、積算値記憶手段84、許容判定手段85、および微
調整値設定手段8Gか備えられており、前記フィートフ
すワードゲイシ調整モードと同様に、偏差の積算値Δh
に応じてフィードバック積分ゲイン微調整値ΔKが設定
される。
フィードフォワードゲイン調整と異なっているのは、偏
差の積算値Σ(Δh)とゲイン修正量Fi (Σ(Δ
h))との関係のみであり、両者の関係は第30図に示
されるようになっている。すなわち、偏差の積算値Σ(
Δh)が正の許容値Va以上の領域であっても、負の許
容値−Va以下の領域であっても、その絶対値に応じた
正の修正量Fi (Σ(Δh))が設定されるように
なっている。
差の積算値Σ(Δh)とゲイン修正量Fi (Σ(Δ
h))との関係のみであり、両者の関係は第30図に示
されるようになっている。すなわち、偏差の積算値Σ(
Δh)が正の許容値Va以上の領域であっても、負の許
容値−Va以下の領域であっても、その絶対値に応じた
正の修正量Fi (Σ(Δh))が設定されるように
なっている。
次に、このフィードバック調整モードにおいて実際に行
われる比例ゲイン微調整値および積分ゲイン微調整値の
設定動作を、それぞれ第31図および第32図のフロー
チャートを参照しながら説明する。
われる比例ゲイン微調整値および積分ゲイン微調整値の
設定動作を、それぞれ第31図および第32図のフロー
チャートを参照しながら説明する。
まず、比例ゲイン調整モードでは、第3】図に示される
ように、フィードバックゲイン調整に先立ち、前記フィ
ードフォワードゲイン調整モートで設定された微調整値
ΔKllに基つき、フィードフォワードゲインの微調整
をしておく (ステップ531)。なお、図示はしない
が、各非線形補償手段30.39.46においても、前
記アクチュエータ補正ゲイン設定モードおよびアクチュ
エータ不感帯補償微調整値で設定された補正ゲインKa
および不感帯補償微調整値ΔWを取込んだ演算が行われ
るようにする。一方、フィードバック比例ゲイン微調整
値ΔKpを0に設定するとともに、フィードバック比例
ゲインKpを予め設定されているゲイン標準値Kpoに
設定し、これによってフィードバック比例ゲインKpの
初期化を行う(ステップ532)。
ように、フィードバックゲイン調整に先立ち、前記フィ
ードフォワードゲイン調整モートで設定された微調整値
ΔKllに基つき、フィードフォワードゲインの微調整
をしておく (ステップ531)。なお、図示はしない
が、各非線形補償手段30.39.46においても、前
記アクチュエータ補正ゲイン設定モードおよびアクチュ
エータ不感帯補償微調整値で設定された補正ゲインKa
および不感帯補償微調整値ΔWを取込んだ演算が行われ
るようにする。一方、フィードバック比例ゲイン微調整
値ΔKpを0に設定するとともに、フィードバック比例
ゲインKpを予め設定されているゲイン標準値Kpoに
設定し、これによってフィードバック比例ゲインKpの
初期化を行う(ステップ532)。
次に、実際の掘削動作と同等の試行掘削動作を行いなが
ら、この動作中に一定の制御周期毎に偏差Δhを割出し
て順次記憶しくステップ533)、さらに、その振動カ
ウント値nを算出する(ステツブ534)。
ら、この動作中に一定の制御周期毎に偏差Δhを割出し
て順次記憶しくステップ533)、さらに、その振動カ
ウント値nを算出する(ステツブ534)。
この振動カウント値nが許容値n3以上である場合には
(ステップS35でNO)、この振動カウント値nに対
応する修正量Fp (n)を求め、これを仮のフィー
ドバック比例ゲイン微調整値ΔKpに加えたものを新た
なフィードバック比例ゲイン微調整値ΔKpとして更新
設定するとともに、この仮のフィードバック比例ゲイン
微調整値Δに、をゲイン標準値Kpoに加えた値を仮の
フィードバック比例ゲインKf1として設定しくステッ
プ836)、次回の試行掘削動作を行わせる。
(ステップS35でNO)、この振動カウント値nに対
応する修正量Fp (n)を求め、これを仮のフィー
ドバック比例ゲイン微調整値ΔKpに加えたものを新た
なフィードバック比例ゲイン微調整値ΔKpとして更新
設定するとともに、この仮のフィードバック比例ゲイン
微調整値Δに、をゲイン標準値Kpoに加えた値を仮の
フィードバック比例ゲインKf1として設定しくステッ
プ836)、次回の試行掘削動作を行わせる。
このような動作が繰返されることにより、仮のフィード
バック比例ゲイン微調整値Δに、には修正量Fp (
n)が順次積算されていき、フィードバック比例ゲイン
Kpは修正されていく。そして、上記振動カウント値が
許容範囲内に収まった時点(ステップS35でYES)
で、この時の積算値である仮の微調整値ΔKpが正式な
フィードバック比例ゲイン微調整値として設定され、記
憶される(ステップ537)。以上のようにして比例ゲ
イン調整モードが完了した後、第32図に示される積分
ゲイン調整モードに切換えられる(ステップ538)。
バック比例ゲイン微調整値Δに、には修正量Fp (
n)が順次積算されていき、フィードバック比例ゲイン
Kpは修正されていく。そして、上記振動カウント値が
許容範囲内に収まった時点(ステップS35でYES)
で、この時の積算値である仮の微調整値ΔKpが正式な
フィードバック比例ゲイン微調整値として設定され、記
憶される(ステップ537)。以上のようにして比例ゲ
イン調整モードが完了した後、第32図に示される積分
ゲイン調整モードに切換えられる(ステップ538)。
この積分ゲイン調整モードでは、上記フィードフォワー
ドゲインKlfのみならず、記憶されたばかりの比例ゲ
イン微調整値ΔKpに基づいて比例ゲインに、の微調整
値も前もって行われる(ステップ541)。その後は、
前記第21図に示されるフィードフォワードゲイン調整
モードの動作と同様に、フィードバック積分ゲインに1
の初期化(ステップ542)が行われた後、試行掘削動
作と制御周期の偏差記憶(ステップ543)、その積算
値Σ(Δh))の算出(ステップ544)、ならびに積
分ゲインに1およびその微調整値ΔKiの修正(ステッ
プ547)が、上記積算値Σ(Δh))が許容条件を満
たすまで(ステップ345. 346のいずれかでNo
)続行され、許容条件を見たした時点(ステップ345
,346でYES)で、この時点での積算値Δに1が正
式なフィードツク・ツク積分ゲイン微調整値として設定
され、記憶される(ステップ548)。
ドゲインKlfのみならず、記憶されたばかりの比例ゲ
イン微調整値ΔKpに基づいて比例ゲインに、の微調整
値も前もって行われる(ステップ541)。その後は、
前記第21図に示されるフィードフォワードゲイン調整
モードの動作と同様に、フィードバック積分ゲインに1
の初期化(ステップ542)が行われた後、試行掘削動
作と制御周期の偏差記憶(ステップ543)、その積算
値Σ(Δh))の算出(ステップ544)、ならびに積
分ゲインに1およびその微調整値ΔKiの修正(ステッ
プ547)が、上記積算値Σ(Δh))が許容条件を満
たすまで(ステップ345. 346のいずれかでNo
)続行され、許容条件を見たした時点(ステップ345
,346でYES)で、この時点での積算値Δに1が正
式なフィードツク・ツク積分ゲイン微調整値として設定
され、記憶される(ステップ548)。
以上のようにして設定された比例ゲイン微調整値ΔKp
および積分ゲイン微調整値Δに1を導入した制御が前記
通常制御モードで用いられることにより、機械の特性を
考慮したフィードバック制御が実現されることになる。
および積分ゲイン微調整値Δに1を導入した制御が前記
通常制御モードで用いられることにより、機械の特性を
考慮したフィードバック制御が実現されることになる。
なお、上記積分ゲイン調整モードにおいても、各制御偏
差に前記第22図で説明したような重みづけが可能であ
る。
差に前記第22図で説明したような重みづけが可能であ
る。
このような装置によれば、各調整モードで設定、記憶し
た補正ゲインおよび微調整値を用いて通常制御モードで
の制御を実行することにより、制御精度の向上を図るこ
とができる。さらに、上記補正ゲインおよび各微調整値
はEEPROM24に格納されており、適宜書換えが可
能であるので、各アクチュエータ等の交換時や、特性の
経年変化が予想される時点で上記補正ゲインおよび各微
調整値を修正、変更することができる。
た補正ゲインおよび微調整値を用いて通常制御モードで
の制御を実行することにより、制御精度の向上を図るこ
とができる。さらに、上記補正ゲインおよび各微調整値
はEEPROM24に格納されており、適宜書換えが可
能であるので、各アクチュエータ等の交換時や、特性の
経年変化が予想される時点で上記補正ゲインおよび各微
調整値を修正、変更することができる。
なお、本発明は、以上説明した実施例に限られず、例と
して次のような態様をとることも可能である。
して次のような態様をとることも可能である。
(1) 上記実施例では、補正ゲインを演算する際、
ある所定角度域を可動部位が通過するのに要する時間か
ら速度を演算するようにしているが、速度センサによっ
て上記速度を直接検出するようにしてもよい。
ある所定角度域を可動部位が通過するのに要する時間か
ら速度を演算するようにしているが、速度センサによっ
て上記速度を直接検出するようにしてもよい。
(2) 上記実施例では、2つの不感帯補償値wl。
W2を求め、これらを使い分けるようにしたものを示し
たが、本発明ではいずれか一方の不感帯補償値の調整に
関する値のみを求めるようにしてもよい。
たが、本発明ではいずれか一方の不感帯補償値の調整に
関する値のみを求めるようにしてもよい。
(3) 上記実施例では、アクチュエータ不感帯補償
値調整モードおよびアクチュエータ補正ゲイン設定モー
ドの他、多数の調整モードが切換可能な装置を示したが
、本発明では、補正ゲインの設定モードまたは不感帯補
償値調整モードが単独で設けられたものであっても、そ
の効果を発揮することができる。ただし、上記実施例の
ように本発明装置によってアクチュエータの非線形補償
の微調整を行っておき、この状態で制御ゲインの調整を
行うようにすれば、アクチュエータの特性を十分に線形
的にした状態で制御ゲインか調整されることになるため
、より理にかなった精度の高いゲイ〉調整に寄与するこ
とかできる効果がある。
値調整モードおよびアクチュエータ補正ゲイン設定モー
ドの他、多数の調整モードが切換可能な装置を示したが
、本発明では、補正ゲインの設定モードまたは不感帯補
償値調整モードが単独で設けられたものであっても、そ
の効果を発揮することができる。ただし、上記実施例の
ように本発明装置によってアクチュエータの非線形補償
の微調整を行っておき、この状態で制御ゲインの調整を
行うようにすれば、アクチュエータの特性を十分に線形
的にした状態で制御ゲインか調整されることになるため
、より理にかなった精度の高いゲイ〉調整に寄与するこ
とかできる効果がある。
(4) 上記実施例では、本発明の「不感帯補償値の
調整に関する値」として、新しい不感帯補償値と予め設
定されている不感帯補償標準値との差である不感帯補償
微調整値を演算、記憶するものを示したが、これに代え
、調整済みの新しい不感帯補償値そのものを記憶するよ
うにしても上記と同様の効果を得ることができる。
調整に関する値」として、新しい不感帯補償値と予め設
定されている不感帯補償標準値との差である不感帯補償
微調整値を演算、記憶するものを示したが、これに代え
、調整済みの新しい不感帯補償値そのものを記憶するよ
うにしても上記と同様の効果を得ることができる。
(5) 本発明は、上記のような油圧ショベルの直線
掘削制御に限らず、種々の油圧駆動機械の制御に対して
適用できるものである。例えば、油圧クレーシの水平引
込み制御や、大型油圧ショベルにおける水平押出し、パ
ケット傾角保持、自動復帰制御についてのシステム等に
ついても、上記実施例と同様にして制御精度の向上を図
ることができる。
掘削制御に限らず、種々の油圧駆動機械の制御に対して
適用できるものである。例えば、油圧クレーシの水平引
込み制御や、大型油圧ショベルにおける水平押出し、パ
ケット傾角保持、自動復帰制御についてのシステム等に
ついても、上記実施例と同様にして制御精度の向上を図
ることができる。
「発明の効果〕
以上のように本発明によれば、次の効果を得ることかで
きる。
きる。
まず、請求項1記載の装置は、制御手段を通常制御モー
ドと補正ゲイン設定モー1:とに切換可能とし、補正ゲ
イン設定モードにおいて実際に可動部位を駆動した時の
出力−速度の特性から補正ゲインを演算、記憶し、その
後、上記通常制御モードで上記補正ゲインを取込んだ制
御を行うようにしたものであるので、製造段階ではなく
、製品化した後の段階で自動的に補正ゲインを設定する
ことにより、低コストの構造で各アクチュエータの動特
性のばらつきを考慮した精度の高い制御を実現すること
ができる効果がある。
ドと補正ゲイン設定モー1:とに切換可能とし、補正ゲ
イン設定モードにおいて実際に可動部位を駆動した時の
出力−速度の特性から補正ゲインを演算、記憶し、その
後、上記通常制御モードで上記補正ゲインを取込んだ制
御を行うようにしたものであるので、製造段階ではなく
、製品化した後の段階で自動的に補正ゲインを設定する
ことにより、低コストの構造で各アクチュエータの動特
性のばらつきを考慮した精度の高い制御を実現すること
ができる効果がある。
また、請求項2記載の装置は、制御手段を通常制御モー
ドと不感帯補償値調整モードとに切換可能とし、不感帯
補償値調整モードにおいて駆動信号を出力した時の油圧
駆動部の実際の駆動量から不感帯補償値の調整に関する
値を演算、記憶しておき、その後、上記通常制御モード
で上記記憶値を取込んた制御を行うようにしたものであ
るので、製造段階で1台ずつ不感帯補償値の微調整を行
うのではなく、製品化後の段階で簡単な操作により自動
的に適切な制御ゲインの調整を行うことができ、これに
より、各アクチュエータの動特性のばらつき等にかかわ
らず制御精度の向上を図ることかできる効果がある。
ドと不感帯補償値調整モードとに切換可能とし、不感帯
補償値調整モードにおいて駆動信号を出力した時の油圧
駆動部の実際の駆動量から不感帯補償値の調整に関する
値を演算、記憶しておき、その後、上記通常制御モード
で上記記憶値を取込んた制御を行うようにしたものであ
るので、製造段階で1台ずつ不感帯補償値の微調整を行
うのではなく、製品化後の段階で簡単な操作により自動
的に適切な制御ゲインの調整を行うことができ、これに
より、各アクチュエータの動特性のばらつき等にかかわ
らず制御精度の向上を図ることかできる効果がある。
第1図は本発明の一実施例における油圧ショベルに設け
られたコ〉・トローラの入出力信号図、第2図は同コン
トローラのハード構成図、第3図は上記油圧ショベルに
よる法面掘削作業状態を示す正面図、第4図は通常制御
モードにおける上記コントローラの制御内容を示すブロ
ック線図、第5図は同コントローラにおける非線形補償
手段の演算内容を示すブロック線図、第6図はアクチュ
エタの動特性の一例を示すグラフ、第7図はアクチュエ
ータ不感帯補償値調整モードにおけるコントローラの制
御内容を示すブロック線図、第8図は同モードにおける
コントローラの第1の制御動作を示すフローチャート、
第9図は同動作において時間の経過とともに増大する出
力値とアクチュエータ位置との関係を示すグラフ、第1
0図は上記コントローラの第2の制御動作を示すフロー
チャート、第11図は同動作において時間の経過ととも
に変化する出力値とアクチュエータ位置きの関係を示す
グラフ、第12図はアクチュエータへの出力と作動速度
とのヒステリシスを示すグラフ、第13図は2つの不感
帯補償値を用いた制御例を示すグラフ、第14図はアク
チュエータ補正ゲイン設定モードにおける上記コントロ
ーラの制御内容を示すブロック図、第15図は同コント
ローラにおいて設定される角度範囲を示す説明図、第1
6図は同コントローラにおいて求められる特性個体値と
標準値との関係を示すグラフ、第17図はブームフィー
ドフォワードゲイン調整モードにおける上記コントロー
ラの制御内容を示すブロック線図、第18図はパケット
フィードフォワードゲイン調整モードにおける上記コシ
トローラの制御内容を示すブロック線図、第19図はフ
ィードフオワ−トゲイン調整モードにおけるフィードフ
ッワードゲイン微調整値演算手段の演算内容を示コブロ
ック線図、第20図は同モードにおいて末々られる制御
偏差の積算値とフィードフォワードうイン補正量との関
係を示すグラフ、第21図はνモードにおけるコントロ
ーラの実際の制御動作づ示すフローチャート、第22図
(a)(b)(c)は制御偏差の重みづけを行う場合の
時間と重み有数、偏差、重みづけされた偏差との関係を
それぞれ示すグラフ、第23図はブームフィードバック
ゲイン調整モードにおけるコントローラの制御陣容を示
すブロック線図、第24図はパケットフィードバックゲ
イン調整モードにおけるコントローラの制御内容を示す
ブロック線図、第25図はフィードバック比例ゲイン調
整モードにおけるフィードバックゲイン微調整値演算手
段の演算内容を示すブロック線図、第26図はフィード
バック積分ゲイン調整モードにおけるフィードバックゲ
イン微調整値演算手段の演算内容を示すブロック線図、
第27図は上記フィードバック比例ゲイン調整モードに
おいて用いられる振動カウント値の演算方法の一例を示
すグラフ、第28図(a)(b)は同振動カウント値の
演算方法の他の例を示すグラフ、第29図は上記フィー
ドバック比例ゲイン調整モードにおいて求められる振動
カウント値と比例ゲイン修正量との関係を示すグラフ、
第30図は上記フィードバック積分ゲイン調整モードに
おいて求められる偏差の積算値とゲイン修正量との関係
を示すグラフ、第31図は上記フィードバック比例ゲイ
ン調整モードにおけるコントローラの実際の制御動作を
示すフローチャート、東32図は上記フィードバック積
分ゲイン調整モードにおけるコントローラの実際の制御
動作を示すフロチャートである。 2・・・ブーム、3・・・アーム、4・・・パケット、
5・・ブームシリンダ(油圧駆動部)、6・・・アーム
シリンダ(油圧駆動部)、7・・・パケットシリンダ(
油圧駆動部)、8・・・アーム角度検出器(検出手段)
、9・・・アーム角度検出器(検出手段)、10・・・
パケット角度検出器(検出手段)、15・・・モード切
換スイッチ(モード切換手段)、16・・・コントロー
ラ(制御手段)、30.39.46・・・非線形補償手
段、31a・・・アームアクチュエータ補正ゲイン記憶
手段、31b・・・アームアクチュエータ不感帯補償微
調整値記憶手段(不感帯補償調整記憶手段40a・・・
ブームアクチュエータ補正ゲイン記憶手段、40b・・
・ブームアクチュエータ不感帯補償微調整値記憶手段(
不感帯補償調整記憶手段)、47a・・・パケットアク
チュエータ補正ゲイン記憶手段、47b・・・パケット
アクチュエータ不感帯補償微調整値記憶手段(不感帯補
償調整記憶手段)51・・・不感帯補償値加算器(不感
帯補償手段)、55・・・信号出力手段、56・・・ア
クチュエータ不感帯補償微調整値演算手段(不感帯補償
調整演算手段)、58・・・一定出力信号発生手段(信
号出力手段)、59・・・時間計測手段(速度検出手段
)、62・・・アクチュエータ補正ゲイン記憶手段。 特許出願人 株式会社 神戸製鋼折代 理 人
弁理士 小谷 悦司第 図 オ 第 図 第 図 111’1 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 デ仁−f−量 FP(n)↑ す゛イノrEfi 第 図
られたコ〉・トローラの入出力信号図、第2図は同コン
トローラのハード構成図、第3図は上記油圧ショベルに
よる法面掘削作業状態を示す正面図、第4図は通常制御
モードにおける上記コントローラの制御内容を示すブロ
ック線図、第5図は同コントローラにおける非線形補償
手段の演算内容を示すブロック線図、第6図はアクチュ
エタの動特性の一例を示すグラフ、第7図はアクチュエ
ータ不感帯補償値調整モードにおけるコントローラの制
御内容を示すブロック線図、第8図は同モードにおける
コントローラの第1の制御動作を示すフローチャート、
第9図は同動作において時間の経過とともに増大する出
力値とアクチュエータ位置との関係を示すグラフ、第1
0図は上記コントローラの第2の制御動作を示すフロー
チャート、第11図は同動作において時間の経過ととも
に変化する出力値とアクチュエータ位置きの関係を示す
グラフ、第12図はアクチュエータへの出力と作動速度
とのヒステリシスを示すグラフ、第13図は2つの不感
帯補償値を用いた制御例を示すグラフ、第14図はアク
チュエータ補正ゲイン設定モードにおける上記コントロ
ーラの制御内容を示すブロック図、第15図は同コント
ローラにおいて設定される角度範囲を示す説明図、第1
6図は同コントローラにおいて求められる特性個体値と
標準値との関係を示すグラフ、第17図はブームフィー
ドフォワードゲイン調整モードにおける上記コントロー
ラの制御内容を示すブロック線図、第18図はパケット
フィードフォワードゲイン調整モードにおける上記コシ
トローラの制御内容を示すブロック線図、第19図はフ
ィードフオワ−トゲイン調整モードにおけるフィードフ
ッワードゲイン微調整値演算手段の演算内容を示コブロ
ック線図、第20図は同モードにおいて末々られる制御
偏差の積算値とフィードフォワードうイン補正量との関
係を示すグラフ、第21図はνモードにおけるコントロ
ーラの実際の制御動作づ示すフローチャート、第22図
(a)(b)(c)は制御偏差の重みづけを行う場合の
時間と重み有数、偏差、重みづけされた偏差との関係を
それぞれ示すグラフ、第23図はブームフィードバック
ゲイン調整モードにおけるコントローラの制御陣容を示
すブロック線図、第24図はパケットフィードバックゲ
イン調整モードにおけるコントローラの制御内容を示す
ブロック線図、第25図はフィードバック比例ゲイン調
整モードにおけるフィードバックゲイン微調整値演算手
段の演算内容を示すブロック線図、第26図はフィード
バック積分ゲイン調整モードにおけるフィードバックゲ
イン微調整値演算手段の演算内容を示すブロック線図、
第27図は上記フィードバック比例ゲイン調整モードに
おいて用いられる振動カウント値の演算方法の一例を示
すグラフ、第28図(a)(b)は同振動カウント値の
演算方法の他の例を示すグラフ、第29図は上記フィー
ドバック比例ゲイン調整モードにおいて求められる振動
カウント値と比例ゲイン修正量との関係を示すグラフ、
第30図は上記フィードバック積分ゲイン調整モードに
おいて求められる偏差の積算値とゲイン修正量との関係
を示すグラフ、第31図は上記フィードバック比例ゲイ
ン調整モードにおけるコントローラの実際の制御動作を
示すフローチャート、東32図は上記フィードバック積
分ゲイン調整モードにおけるコントローラの実際の制御
動作を示すフロチャートである。 2・・・ブーム、3・・・アーム、4・・・パケット、
5・・ブームシリンダ(油圧駆動部)、6・・・アーム
シリンダ(油圧駆動部)、7・・・パケットシリンダ(
油圧駆動部)、8・・・アーム角度検出器(検出手段)
、9・・・アーム角度検出器(検出手段)、10・・・
パケット角度検出器(検出手段)、15・・・モード切
換スイッチ(モード切換手段)、16・・・コントロー
ラ(制御手段)、30.39.46・・・非線形補償手
段、31a・・・アームアクチュエータ補正ゲイン記憶
手段、31b・・・アームアクチュエータ不感帯補償微
調整値記憶手段(不感帯補償調整記憶手段40a・・・
ブームアクチュエータ補正ゲイン記憶手段、40b・・
・ブームアクチュエータ不感帯補償微調整値記憶手段(
不感帯補償調整記憶手段)、47a・・・パケットアク
チュエータ補正ゲイン記憶手段、47b・・・パケット
アクチュエータ不感帯補償微調整値記憶手段(不感帯補
償調整記憶手段)51・・・不感帯補償値加算器(不感
帯補償手段)、55・・・信号出力手段、56・・・ア
クチュエータ不感帯補償微調整値演算手段(不感帯補償
調整演算手段)、58・・・一定出力信号発生手段(信
号出力手段)、59・・・時間計測手段(速度検出手段
)、62・・・アクチュエータ補正ゲイン記憶手段。 特許出願人 株式会社 神戸製鋼折代 理 人
弁理士 小谷 悦司第 図 オ 第 図 第 図 111’1 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 デ仁−f−量 FP(n)↑ す゛イノrEfi 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、油圧駆動部の駆動量を検出する検出手段と、この検
出手段の検出信号が入力され、これに基づいて上記油圧
駆動部の駆動制御を行う制御手段とを備え、この制御手
段に、上記油圧駆動部の非線形性を補償する非線形補償
手段が設けられた油圧駆動機械の自動制御装置において
、上記制御手段のモードを通常制御モードと補正ゲイン
設定モードとに切換えるモード切換手段と、上記補正ゲ
イン設定モードにおいて互いに出力値の異なる複数種の
信号の出力で油圧駆動部を実際に作動させる信号出力手
段と、この油圧駆動部の作動速度を検出する速度検出手
段と、この検出された速度と上記出力値との関係および
予め設定された上記出力値に対する作動速度の特性値か
ら補正ゲインを演算する補正ゲイン演算手段と、この演
算された補正ゲインを記憶する補正ゲイン記憶手段とを
備えるとともに、上記通常制御モードにおいて上記補正
ゲイン記憶手段に記憶された補正ゲインを取込んだ非線
形補償を行うように上記非線形補償手段を構成したこと
を特徴とする油圧駆動機械の自動制御装置。 2、油圧駆動部の駆動量を検出する検出手段と、この検
出手段の検出信号が入力され、これに基づいて上記油圧
駆動部の駆動制御を行う制御手段とを備え、この制御手
段に、上記油圧駆動部の不感帯を補償する不感帯補償手
段が設けられた油圧駆動機械の自動制御装置において、
上記制御手段のモードを通常制御モードと不感帯補償値
調整モードとに切換えるモード切換手段と、上記不感帯
補償値設定モードにおいて出力値を変化させながら油圧
駆動部の制御信号を出力する信号出力手段と、上記出力
値と実際の油圧駆動部の駆動量との関係から不感帯補償
値の調整に関する値を演算する不感帯補償調整演算手段
と、この演算された不感帯補償値の調整に関する値を記
憶する不感帯補償調整記憶手段とを備えるとともに、こ
の不感帯補償調整記憶手段により記憶された不感帯補償
に関する値を取込んだ不感帯補償値で上記通常制御モー
ドにおいて実際の不感帯補償を行うように上記不感帯補
償手段を構成したことを特徴とする油圧駆動機械の自動
制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2270941A JPH07101364B2 (ja) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | 油圧駆動機械の自動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2270941A JPH07101364B2 (ja) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | 油圧駆動機械の自動制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04149604A true JPH04149604A (ja) | 1992-05-22 |
JPH07101364B2 JPH07101364B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=17493141
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2270941A Expired - Lifetime JPH07101364B2 (ja) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | 油圧駆動機械の自動制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07101364B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003206902A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-25 | Caterpillar Inc | 流体システムの不感帯を制御する方法 |
WO2020261649A1 (ja) * | 2019-06-28 | 2020-12-30 | オムロン株式会社 | パラメータ調整方法 |
Citations (3)
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---|---|---|---|---|
JPS6223302U (ja) * | 1985-07-22 | 1987-02-12 | ||
JPS6448103A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-22 | Komatsu Mfg Co Ltd | Work machine position controller for power shovel |
JPH01210284A (ja) * | 1988-02-18 | 1989-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 産業用ロボット |
-
1990
- 1990-10-08 JP JP2270941A patent/JPH07101364B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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JP4651907B2 (ja) * | 2001-12-28 | 2011-03-16 | キャタピラー インコーポレイテッド | 流体システムの不感帯を制御する方法 |
WO2020261649A1 (ja) * | 2019-06-28 | 2020-12-30 | オムロン株式会社 | パラメータ調整方法 |
JP2021006952A (ja) * | 2019-06-28 | 2021-01-21 | オムロン株式会社 | パラメータ調整方法 |
US11809148B2 (en) | 2019-06-28 | 2023-11-07 | Omron Corporation | Parameter adjustment method for adjusting control parameters for device that performs servo control |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07101364B2 (ja) | 1995-11-01 |
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