JPH0947043A - Controller for actuator having hysteresis - Google Patents
Controller for actuator having hysteresisInfo
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- JPH0947043A JPH0947043A JP7189209A JP18920995A JPH0947043A JP H0947043 A JPH0947043 A JP H0947043A JP 7189209 A JP7189209 A JP 7189209A JP 18920995 A JP18920995 A JP 18920995A JP H0947043 A JPH0947043 A JP H0947043A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒステリシスを有
するアクチュエータの当該ヒステリシスを制御的に補償
し、線形特性を持たせると共に、この系に対して線形フ
ィードバックを行うことによって制御性を向上させるこ
とを特徴とするヒステリシスを有するアクチュエータの
制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention aims to controllably compensate the hysteresis of an actuator having a hysteresis so as to have a linear characteristic and to improve the controllability by performing a linear feedback to this system. The present invention relates to a control device for an actuator having a characteristic hysteresis.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、ヒステリシスを有するアクチュ
エータは、そのヒステリシス性が示すとおり非線形な制
御対象であり、従来技術に係るアクチュエータの制御装
置では、該非線形な制御対象に対して線形制御手法のＰ
ＩＤ(Proportional plus Integral plus Derivative)フ
ィードバック等を用いて制御を行っている。2. Description of the Related Art Generally, an actuator having hysteresis is a non-linear control object as indicated by its hysteretic property. In the actuator control device according to the prior art, the linear control method P is applied to the non-linear control object.
Control is performed by using ID (Proportional plus Integral plus Derivative) feedback and the like.
【０００３】一方、例えば特開平６−３１０７５１号公
報では、直流電圧を印加することによって機械的エネル
ギーを発生し、微小に変位する圧電セラミックアクチュ
エータの変位量を、入力電圧に対して線形となるよう
に、入力電圧を非線形増幅し、この非線形増幅によって
得られる非線形の出力電圧を圧電セラミックアクチュエ
ータに印加する技術が開示されている。この技術は、入
力電圧に対して圧電セラミックアクチュエータの変位量
を線形又は擬線形にできるものであった。On the other hand, for example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-310751, a displacement amount of a piezoelectric ceramic actuator, which generates mechanical energy by applying a DC voltage and is slightly displaced, is linear with respect to an input voltage. Discloses a technique of non-linearly amplifying an input voltage and applying a non-linear output voltage obtained by the non-linear amplification to a piezoelectric ceramic actuator. This technique was able to make the displacement amount of the piezoelectric ceramic actuator linear or quasi-linear with respect to the input voltage.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、全ての制御領域において良好な制御性が得
られる汎用なＰＩＤゲイン決定方法がない為に、上記ゲ
インは試行錯誤的に決定されており、その為、制御目標
を変えた場合や若干特性の異なる形状記憶合金を用いた
ときには、初めからゲイン調整を行う必要があった。However, in the above-mentioned prior art, since there is no general-purpose PID gain determination method capable of obtaining good controllability in all control regions, the gain is determined by trial and error. Therefore, when the control target is changed or when shape memory alloys having slightly different characteristics are used, it is necessary to adjust the gain from the beginning.
【０００５】一方、上記特開平６−３１０７５１号公報
により開示された技術では、予め測定されたアクチュエ
ータの駆動パラメータに基づいてフィードフォワード的
に補償を行ってアクチュエータの非線形特性を改善し、
線形又は擬線形特性にしていたが、上記構成ではアクチ
ュエータの現在の状態量をモニタしていないので、外乱
やモデル化誤差等の原因で線形化が実際に行われている
保証が無かった。On the other hand, in the technique disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-310751, the nonlinear characteristic of the actuator is improved by performing feedforward compensation based on the driving parameter of the actuator measured in advance,
Although the characteristics are linear or quasi-linear, the current state quantity of the actuator is not monitored in the above configuration, so there is no guarantee that the linearization is actually performed due to disturbance or modeling error.
【０００６】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、アクチュエータの現在の
状態量をモニタし、この情報に基づいてヒステリシスを
有するアクチュエータの線形化を行い、更にこの線形化
されたアクチュエータに対して線形フィードバック補償
を設けることによって高精度の位置決めを可能にするヒ
ステリシスを有するアクチュエータの制御装置を提供す
ることにある。The present invention has been made in view of the above problems. An object of the present invention is to monitor the current state quantity of an actuator and linearize the actuator having hysteresis based on this information. It is an object of the present invention to provide an actuator control device having hysteresis that enables highly accurate positioning by providing linear feedback compensation for the linearized actuator.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の態様は、その入力と出力の関係がヒ
ステリシスを有するアクチュエータを制御する制御装置
において、目標入力信号と上記アクチュエータからの出
力信号とを受けて上記アクチュエータへの入力信号を演
算出力する演算出力手段と、上記目標入力信号と上記入
力信号を同位相とする補正手段と、上記目標入力信号と
上記出力信号とを線形関係とする線形補償手段とを具備
することを特徴とする。In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention is a controller for controlling an actuator having a hysteresis in the relationship between the input and the output, in which a target input signal and the actuator are A calculation output means for calculating and outputting an input signal to the actuator in response to the output signal from the output signal, a correction means for making the target input signal and the input signal in phase, and the target input signal and the output signal. And a linear compensating means having a linear relationship.
【０００８】そして、第２の態様は、その入力と出力の
関係がヒステリシスを有するアクチュエータを制御する
制御装置において、上記アクチュエータからの出力信号
を受けて補正出力信号を演算する補正信号演算手段と、
目標入力信号と上記補正出力信号とを受けて両者の和か
ら上記アクチュエータへの入力信号を生成し出力する加
算手段と、上記目標入力信号と上記入力信号を同位相と
する補正手段と、上記目標入力信号と上記出力信号を線
形関係とする線形補償手段とを具備することを特徴とす
る。According to a second aspect, in a control device for controlling an actuator whose input-output relationship has a hysteresis, a correction signal calculation means for receiving an output signal from the actuator and calculating a correction output signal,
Adder means for receiving a target input signal and the corrected output signal to generate and output an input signal to the actuator from the sum of the two, a correction means for making the target input signal and the input signal in phase, and the target It is characterized by comprising a linear compensating means for making the input signal and the output signal have a linear relationship.
【０００９】さらに、第３の態様は、その入力と出力の
関係がヒステリシスを有するアクチュエータを制御する
制御装置において、上記アクチュエータの入力を変化さ
せる入力変化手段と、上記アクチュエータの出力を測定
する出力測定手段と、上記入力変化手段への目標入力信
号と上記出力測定手段からの測定出力信号とを受けて上
記入力変化手段への入力信号を演算し出力する演算出力
手段と、上記目標入力信号と上記入力信号とを同位相と
する補正手段と、上記目標入力信号と上記測定出力信号
とを線形関係とする線形補償手段とを具備することを特
徴とする。A third aspect of the present invention is, in a control device for controlling an actuator whose input-output relationship has a hysteresis, input changing means for changing the input of the actuator, and output measurement for measuring the output of the actuator. Means, operation output means for receiving a target input signal to the input changing means and a measurement output signal from the output measuring means to calculate and output an input signal to the input changing means, the target input signal and the It is characterized by comprising a correction means for making the input signal the same phase and a linear compensation means for making the target input signal and the measured output signal have a linear relationship.
【００１０】このような第１乃至第３の態様の作用は以
下の通りである。即ち、上記第１の態様では、演算出力
手段により目標入力信号と上記アクチュエータからの出
力信号とに基づいて上記アクチュエータへの入力信号が
演算出力され、補正手段により上記目標入力信号と上記
入力信号とが同位相とされ、線形補償手段により上記目
標入力信号と上記出力信号とが線形関係とされる。The operations of the first to third aspects are as follows. That is, in the first aspect, the calculation output means calculates and outputs the input signal to the actuator based on the target input signal and the output signal from the actuator, and the correction means calculates the target input signal and the input signal. Have the same phase, and the target signal and the output signal have a linear relationship by the linear compensating means.
【００１１】そして、第２の態様では、補正信号演算手
段により上記アクチュエータからの出力信号に基づいて
補正出力信号が演算され、加算手段により目標入力信号
と上記補正出力信号とに基づいて両者の和から上記アク
チュエータへの入力信号が生成され出力され、補正手段
により上記目標入力信号と上記入力信号が同位相とさ
れ、線形補償手段により上記目標入力信号と上記出力信
号が線形関係とされる。In the second aspect, the correction signal calculating means calculates the correction output signal based on the output signal from the actuator, and the adding means calculates the sum of the two based on the target input signal and the correction output signal. To generate and output the input signal to the actuator, the correcting means makes the target input signal and the input signal in phase, and the linear compensating means makes the target input signal and the output signal have a linear relationship.
【００１２】さらに、第３の態様では、入力変化手段に
より上記アクチュエータの入力が変化され、出力測定手
段により上記アクチュエータの出力が測定され、演算出
力手段により上記入力変化手段への目標入力信号と上記
出力測定手段からの測定出力信号とを受けて上記入力変
化手段への入力信号が演算され出力され、補正手段によ
り上記目標入力信号と上記入力信号とが同位相され、線
形補償手段により上記目標入力信号と上記測定出力信号
とが線形関係とされる。Furthermore, in the third aspect, the input of the actuator is changed by the input changing means, the output of the actuator is measured by the output measuring means, and the target input signal to the input changing means and the above-mentioned by the arithmetic output means. The input signal to the input changing means is calculated and output in response to the measured output signal from the output measuring means, the target input signal and the input signal are made in phase by the correcting means, and the target input is made by the linear compensating means. There is a linear relationship between the signal and the measured output signal.
【００１３】[0013]
【実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の実施の
形態について説明する。先ず図１乃至図３は本発明の第
１の実施の形態に係るヒステリシスを有するアクチュエ
ータの構成を示す図である。尚、これらの図１乃至図３
において、同一構成のものには同一符号を付して説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIGS. 1 to 3 are views showing the configuration of an actuator having hysteresis according to the first embodiment of the present invention. Incidentally, these FIG. 1 to FIG.
In the description, the same components will be denoted by the same reference numerals.
【００１４】図１に示されるように、指令入力信号（Ｘ
ｄ）７と歪みゲージ２の出力信号（Ｘ）は比較部８に出
力され、当該比較部８にて両者の差分が演算される。こ
の比較部８の差分信号は線形補償部９に出力され、当該
線形補償部９にて差分信号に対する比例補償が行われ、
目標入力信号（Ｕ）が生成される。この線形補償部９の
目標入力信号（Ｕ）５と補正出力部４の補正出力信号
（Ｓ）は加算部６に出力され、当該加算部６にて両者が
加算され、該加算部６の出力信号（Ｖ）は抵抗ヒータ３
に出力される。この該抵抗ヒータ３では、上記出力信号
（Ｖ）に基づいて、アクチュエータである形状記憶合金
１の温度が制御される。上記歪みゲージ２では、アクチ
ュエータである形状記憶合金１の歪み（ε）が測定さ
れ、出力信号（Ｘ）として出力される。この出力信号
（Ｘ）は補正出力部４に対して出力されると共に上記比
較部８にもフィードバックされる。As shown in FIG. 1, the command input signal (X
The output signal (X) of d) 7 and the strain gauge 2 is output to the comparison unit 8, and the comparison unit 8 calculates the difference between the two. The difference signal of the comparison unit 8 is output to the linear compensation unit 9, and the linear compensation unit 9 performs proportional compensation on the difference signal.
A target input signal (U) is generated. The target input signal (U) 5 of the linear compensating unit 9 and the correction output signal (S) of the correction output unit 4 are output to the adding unit 6, both of which are added, and the output of the adding unit 6 Signal (V) is resistance heater 3
Is output to In the resistance heater 3, the temperature of the shape memory alloy 1 which is the actuator is controlled based on the output signal (V). The strain gauge 2 measures the strain (ε) of the shape memory alloy 1 that is the actuator and outputs it as an output signal (X). This output signal (X) is output to the correction output unit 4 and also fed back to the comparison unit 8.
【００１５】この図１に於いて、制御系を構成するブロ
ック１０、及びブロック１１の模式図は図２に示され
る。この図２に於いて、制御チップ１３は、制御系を構
成するブロック１１内の構成要素からブロック１０内の
構成要素を除外した、上記補正出力部４、上記加算部
６、上記比較部８、上記線形補償部９からなる回路構成
を電機部品及びアルゴリズムを記憶したメモリでワンチ
ップ化されている。In FIG. 1, a schematic view of the block 10 and the block 11 which constitute the control system is shown in FIG. In FIG. 2, the control chip 13 excludes the constituent elements in the block 10 from the constituent elements in the block 11 constituting the control system, the correction output unit 4, the addition unit 6, the comparison unit 8, The circuit configuration including the linear compensating unit 9 is integrated into a single chip with a memory that stores electrical parts and algorithms.
【００１６】さらに、この制御チップ１３は、上記形状
記憶合金１の運動を阻害しない耐温性の高いポリミド等
で形成されたフレキシブルなケーブル２０を介して形状
記憶合金１と接続されている。また、この制御チップ１
３は、配線１６，１７を介して上記抵抗ヒータ３と接続
されており、配線１８，１９を介して上記歪みゲージ２
と接続されており、これら配線１６乃至１９は破断しな
いように上記フレキシブルケーブル２０に埋め込まれて
いる。この他、上記制御チップ１３には、外部との結線
のための端子として、接地用端子１４と＋５Ｖ程度を入
力する電源端子１５、上記指令入力信号端子７、そして
上記歪みゲージ２の信号モニタ用端子１２が設けられて
いる。Further, the control chip 13 is connected to the shape memory alloy 1 through a flexible cable 20 made of a polyimide having a high temperature resistance that does not hinder the movement of the shape memory alloy 1. Also, this control chip 1
3 is connected to the resistance heater 3 via wirings 16 and 17, and the strain gauge 2 is connected via wirings 18 and 19.
The wirings 16 to 19 are embedded in the flexible cable 20 so as not to break. In addition to the above, the control chip 13 serves as a terminal for connection with the outside, and includes a grounding terminal 14 and a power supply terminal 15 for inputting about + 5V, the command input signal terminal 7, and a signal monitor for the strain gauge 2. A terminal 12 is provided.
【００１７】このような構成において、上記補正出力部
４の補正出力信号Ｓは、次式（１）により、当該補正出
力部４に入力される上記出力信号Ｘに基づいて演算され
加算部６に出力される。In such a configuration, the correction output signal S of the correction output unit 4 is calculated by the following equation (1) based on the output signal X input to the correction output unit 4 and is added to the addition unit 6. Is output.
【００１８】 Ｓ＝Ｃ0 ＋Ｃ1 （Ｘ−Ｘ0 ）＋Ｃ2 （Ｘ−Ｘ0 ）3 …（１） 上記式（１）における定数Ｃ0 、Ｃ1 、Ｃ2 、Ｘ0 は例
えば以下のように決定される。即ち、図３に示されるよ
うに、上記ブロック１０内だけを取り出した系に対し
て、その振幅が指数関数的に減衰する正弦波状の入力信
号Ｖを上記抵抗ヒータ３に与え、その時の上記歪みゲー
ジ２の上記出力信号Ｘをモニタする。S = C0 + C1 (X-X0) + C2 (X-X0) 3 (1) The constants C0, C1, C2 and X0 in the above formula (1) are determined as follows, for example. That is, as shown in FIG. 3, a sinusoidal input signal V whose amplitude exponentially attenuates is applied to the resistance heater 3 with respect to the system in which only the block 10 is taken out, and the distortion at that time is applied. The output signal X of the gauge 2 is monitored.
【００１９】このとき、上記抵抗ヒータ３によって加熱
された上記形状記憶合金１の温度Ｔを例えば不図示の熱
電対等で測定し、上記歪みゲージ２の出力信号より換算
した上記形状記憶合金１の歪みεと上記温度Ｔの関係を
図示すれば、図４に示されるようなメジャーループとマ
イナーループを含めた一般的なヒステリシスカープが得
られる。同図において、縦軸は歪みε、横軸は温度Ｔを
示している。At this time, the temperature T of the shape memory alloy 1 heated by the resistance heater 3 is measured by, for example, a thermocouple (not shown), and the strain of the shape memory alloy 1 is converted from the output signal of the strain gauge 2. If the relationship between ε and the temperature T is illustrated, a general hysteresis carp including a major loop and a minor loop as shown in FIG. 4 can be obtained. In the figure, the vertical axis represents strain ε and the horizontal axis represents temperature T.
【００２０】実際には、図４の関係に加えて上記抵抗ヒ
ータ３や僅かであるが上記歪みゲージ２でのフィルタリ
ングの効果がこの系に対して加わり、上記入力信号Ｖと
上記出力信号Ｘとの関係は図５に示されるようになる。
この図５の縦軸、横軸は、上記出力信号Ｘ、上記入力信
号Ｖに比例する計測数値データをそれぞれ示す。Actually, in addition to the relationship shown in FIG. 4, the effect of filtering by the resistance heater 3 and the strain gauge 2 is added to this system, but slightly, the input signal V and the output signal X are added. The relationship is as shown in FIG.
The ordinate and abscissa of FIG. 5 represent measured numerical data proportional to the output signal X and the input signal V, respectively.
【００２１】上記出力信号Ｘの時間応答の様子は図６で
示されるが、この図６から出力信号Ｘの時間微分がゼ
ロ、つまりＸが増から減、又は減から増に切り替わる点
を数点抽出し、図７中に白抜きの点で示す。但し、図７
では、以下の関数近似操作のために図５と縦軸と横軸を
入れ替えてある。The state of the time response of the output signal X is shown in FIG. 6. From this FIG. 6, there are several points where the time derivative of the output signal X is zero, that is, X changes from increasing to decreasing, or from decreasing to increasing. It is extracted and shown by a white dot in FIG. 7. However, FIG.
In FIG. 5, the vertical axis and the horizontal axis are interchanged for the following function approximation operation.
【００２２】それらを次式（２）においてｄＸ／ｄｔ＝
０としたＸに関する線形の三次関数で近似すると共に、
正定数ｒを除くそれぞれの定数項を最小二乗法によって
決定する。こうして決定された三次関数２７は図７に示
される通りである。尚、次式（２）は上記出力信号Ｘ、
上記入力信号Ｖのヒステリシス関係を記述する近似モデ
ルである。In the following equation (2), dX / dt =
While approximating with a linear cubic function with respect to X with 0,
Each constant term except the positive constant r is determined by the least squares method. The cubic function 27 thus determined is as shown in FIG. The following expression (2) is given by the output signal X,
It is an approximate model that describes the hysteresis relationship of the input signal V.
【００２３】[0023]
【数１】 [Equation 1]
【００２４】上記式（２）でモデル化されたブロック１
０内の制御対象に対して次式（３）で示された目標入力
信号Ｕを与えると、非線形項が補償されて次式（４）の
ように目標入力信号Ｕと出力信号Ｘが線形化される。Block 1 modeled by the above equation (2)
When the target input signal U expressed by the following equation (3) is given to the controlled object within 0, the nonlinear term is compensated and the target input signal U and the output signal X are linearized as shown in the following equation (4). To be done.
【００２５】[0025]
【数２】 [Equation 2]
【００２６】更に、目標入力信号Ｕを指令入力信号Ｘｄ
と出力信号Ｘ及び上記線形補償部９を示す比例ゲイン−
Ｋとにより次式（５）のように合成した全制御系は次式
（６）のようになる。ここで、ＸｅはＸ−Ｘｄを表す。Further, the target input signal U is changed to the command input signal Xd.
And the output signal X and the proportional gain indicating the linear compensator 9-
The total control system synthesized by K and K as shown in the following equation (5) is given by the following equation (6). Here, Xe represents X-Xd.
【００２７】[0027]
【数３】 (Equation 3)
【００２８】この結果、この制御系はＸｅがゼロに収束
するので、従って出力信号Ｘが目標値Ｘｄと一致するこ
とになり位置制御が達成される。但し、上記式におい
て、ゲインＫは正の定数を示している。As a result, in this control system, Xe converges to zero, so that the output signal X coincides with the target value Xd and the position control is achieved. However, in the above equation, the gain K indicates a positive constant.
【００２９】以下、このような第１の実施の形態により
得られる効果について説明する。第１の実施の形態に係
るヒステリシスを有するアクチュエータの制御装置にお
いては、制御対象の特性計測に基づいて非線形項補償に
よる線形化を行い、その線形化された対象に対して線形
制御を行うのでそのゲイン決定手法は従来の制御理論に
乗っ取って決定することができる。The effects obtained by the first embodiment will be described below. In the controller of the actuator having hysteresis according to the first embodiment, the linearization is performed by the nonlinear term compensation based on the characteristic measurement of the controlled object, and the linearized control is performed on the linearized object. The gain determination method can be determined by taking over the conventional control theory.
【００３０】また、従来のＰＩＤ制御では定常偏差を低
減するために積分補償が必須であり、そのため応答性を
低減させていたが、この実施の形態ではモデル化が十分
に行われていれば、特に積分補償が必要なく応答性を損
なうことなく高い位置制御が実現することができる。Further, in the conventional PID control, integral compensation is indispensable in order to reduce the steady-state deviation, and therefore the responsiveness was reduced, but in this embodiment, if modeling is sufficiently performed, Particularly, integral compensation is not required, and high position control can be realized without impairing responsiveness.
【００３１】尚、この実施に形態による制御を実際に形
状記憶合金アクチュエータに対して適用し、ステップ応
答を測定した結果、図８に示されるようにアクチュエー
タの出力信号が指令入力信号と一致した。従って、第１
の実施の形態で目的とした制御が実現されていることは
明瞭である。The control according to this embodiment was actually applied to the shape memory alloy actuator and the step response was measured. As a result, the output signal of the actuator coincided with the command input signal as shown in FIG. Therefore, the first
It is clear that the desired control is realized in the embodiment.
【００３２】以上、本発明の第１の実施の形態について
説明したが、この実施の形態の各構成は、その趣旨を逸
脱しない範囲で、種々の改良・変更が可能であることは
勿論である。例えば、第１に上記線形補償部９にて比例
及び積分補償を行うようにしても良い。これによれば、
制御対象のモデル化誤差が無視できない場合に定常偏差
を減少させることが可能になる。さらに、第２に上記線
形補償部９にて比例及び微分補償を行うようにしても良
い。これによれば、制御対象の応答速度を改善すること
が可能になる。また、第３に上記線形補償部９にて比
例、積分及び微分補償を行うようにしても良い。これに
よれば、制御対象の応答を所望の応答波形に積極的に設
計することが可能になる。Although the first embodiment of the present invention has been described above, it is needless to say that various modifications and changes can be made to the respective configurations of this embodiment without departing from the spirit of the invention. . For example, first, the linear compensation unit 9 may perform proportional and integral compensation. According to this,
It is possible to reduce the steady-state deviation when the modeling error of the controlled object cannot be ignored. Secondly, the linear compensation section 9 may perform proportional and differential compensation. According to this, it becomes possible to improve the response speed of the controlled object. Thirdly, the linear compensation unit 9 may perform proportional, integral and differential compensation. According to this, it becomes possible to positively design the response of the controlled object into a desired response waveform.
【００３３】そして、第４に上記補正出力部４にて高次
の項まで考慮した次式（７）を用いても構わない。但
し、この場合には上記式（２）に対応するモデル近似も
次式（８）による５次の線形多項式に対して行う必要が
ある。この結果、ヒステリシス形状を詳細部分まで考慮
した目標演算部の設計が可能になる。Fourthly, the correction output unit 4 may use the following equation (7) considering even higher order terms. However, in this case, the model approximation corresponding to the above equation (2) also needs to be performed on the fifth-order linear polynomial according to the following equation (8). As a result, it becomes possible to design the target calculation unit in consideration of the details of the hysteresis shape.
【００３４】[0034]
【数４】 (Equation 4)
【００３５】また、第５に上記アクチュエータをピエゾ
アクチュエータとしても良い。この場合に、上記アクチ
ュエータの温度を変化させる抵抗ヒータ３の代わりに電
界を変化させる一対の電極板が用いられる。このとき、
上記歪みゲージは、レーザー変位計などにしても良い。
さらに、第６に上記アクチュエータをメカニカルゲルア
クチュエータとしても良い。その場合に、上記アクチュ
エータの温度を変化させる抵抗ヒータ３の代わりにｐＨ
を変化させる一対の電極板が用いられる。このとき、上
記歪みゲージはリニアゲージなどとしても良い。Fifth, the above actuator may be a piezo actuator. In this case, a pair of electrode plates that change the electric field is used instead of the resistance heater 3 that changes the temperature of the actuator. At this time,
The strain gauge may be a laser displacement meter or the like.
Further, sixthly, the actuator may be a mechanical gel actuator. In that case, instead of the resistance heater 3 that changes the temperature of the actuator, pH
A pair of electrode plates for changing the electric field is used. At this time, the strain gauge may be a linear gauge or the like.
【００３６】以上説明したように、第１の実施の形態に
よれば、ワンチップ化した制御系を、その動きを阻害し
ないように形状記憶合金に取り付けて構成したので、使
用者は特性のばらつきを意識することなく使用すること
ができる。更には、線形化された制御対象に対して目的
の応答をさせるための線形補償器を従来の線形制御の手
法を用いて設計することも可能である。As described above, according to the first embodiment, the one-chip control system is attached to the shape memory alloy so as not to hinder the movement of the control system. It can be used without being aware of. Furthermore, it is also possible to design a linear compensator for giving a desired response to a linearized controlled object by using a conventional linear control method.
【００３７】次に図９，図１０は本発明の第２の実施の
形態に係るヒステリシスを有するアクチュエータの構成
を示す図である。これらの図９，図１０において、先に
示した図１と同一構成のものには同一符号を付して説明
する。Next, FIGS. 9 and 10 are views showing the structure of an actuator having hysteresis according to the second embodiment of the present invention. 9 and 10, the same components as those shown in FIG. 1 described above are designated by the same reference numerals and will be described.
【００３８】図９に示されるように、先に示した第１の
実施の形態では、加算部６の出力が抵抗ヒータ３に直接
的に接続されていたが、この第２の実施の形態では、ス
イッチ２６を介して抵抗ヒータ３に接続されている。さ
らに、初期化指令信号２１の入力を受ける初期化部２２
が新たに設けられており、当該初期化部２２の出力は上
記スイッチ２６と補正出力部４の入力にそれぞれ接続さ
れている。As shown in FIG. 9, in the first embodiment shown above, the output of the adder 6 was directly connected to the resistance heater 3, but in the second embodiment, , And is connected to the resistance heater 3 via the switch 26. Further, the initialization unit 22 that receives the input of the initialization command signal 21
Is newly provided, and the output of the initialization unit 22 is connected to the inputs of the switch 26 and the correction output unit 4, respectively.
【００３９】この初期化部２２は、上記初期化指令信号
２１が“ＯＮ”のときにパラメータ調整用信号２４をス
イッチ２６に出力し、上記出力信号（Ｘ）よりブロック
１０内の制御モデルを同定し、更には補正出力部４の内
部パラメータを初期化する信号２３を補正出力部４に出
力する。上記スイッチ２６は、初期化指令信号２１が
“ＯＮ”のときに上記加算部６からの出力を遮断し、端
子２５に導通させるように構成されている。また、歪み
ゲージ２の出力信号（Ｘ）が上記初期化部２２に入力さ
れるように接続されている。この他の構成は、前述した
第１の形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省
略する。The initialization unit 22 outputs the parameter adjustment signal 24 to the switch 26 when the initialization command signal 21 is "ON", and identifies the control model in the block 10 from the output signal (X). Furthermore, the signal 23 for initializing the internal parameters of the correction output unit 4 is output to the correction output unit 4. The switch 26 is configured to cut off the output from the adder 6 and make it conductive to the terminal 25 when the initialization command signal 21 is “ON”. Further, the output signal (X) of the strain gauge 2 is connected so as to be input to the initialization unit 22. The other configurations are similar to those of the first embodiment described above, and thus detailed description thereof is omitted here.
【００４０】この図９に於いて、制御系を構成するブロ
ック１０、及びブロック１１の様子は図１０に示され
る。この図９は先に示した図２と略同じ構成となってい
るが、上記制御チップ１３に、外部との結線のための端
子として、接地用端子１４、＋５Ｖ程度を入力する電源
端子１５、上記指令入力信号端子７、及び上記歪みゲー
ジ２の信号モニタ用端子１２の他に、初期化指令信号用
端子２１が設けられている点で相違する。In FIG. 9, the states of the block 10 and the block 11 constituting the control system are shown in FIG. 9 has substantially the same configuration as that of FIG. 2 described above, but the control chip 13 has a grounding terminal 14 as a terminal for connection with the outside, a power supply terminal 15 for inputting about +5 V, The difference is that an initialization command signal terminal 21 is provided in addition to the command input signal terminal 7 and the signal monitor terminal 12 of the strain gauge 2.
【００４１】このような構成において、上記補正出力部
４の補正出力信号Ｓは上記式（１）に基づいて、その出
力信号Ｘに基づいて演算出力されるが、上記式（１）の
定数Ｃ0 、Ｃ1 、Ｃ2 、Ｘ0 は例えば以下のように決定
される。In such a configuration, the correction output signal S of the correction output unit 4 is arithmetically output based on the output signal X based on the above equation (1), and the constant C0 of the above equation (1) is used. , C1, C2, X0 are determined as follows, for example.
【００４２】即ち、上記初期化指令信号２１がＯＮにさ
れると、それに連動して上記スイッチ２６が上記加算部
６からの出力を遮断し、端子２５に導通させる。次に予
め上記初期化部２２内にストアされたその振幅が指数関
数的に減衰する正弦波状の上記パラメータ調整用信号２
４を出力する。そして、入力信号Ｖを上記抵抗ヒータ３
に与え、その時の上記歪みゲージ２の上記出力信号Ｘを
モニタする。That is, when the initialization command signal 21 is turned on, the switch 26 interlocks with it and cuts off the output from the adder section 6 and makes it conductive to the terminal 25. Next, the parameter adjusting signal 2 having a sinusoidal shape whose amplitude is exponentially stored in advance is stored in the initialization unit 22.
4 is output. Then, the input signal V is applied to the resistance heater 3
The output signal X of the strain gauge 2 at that time is monitored.
【００４３】上記初期化部２２内では、上記信号出力を
所定のフィルタにより平滑化処理の後、時間微分処理を
行い、その微分値がゼロとなる点を上記入力信号Ｖと上
記出力信号Ｘの組み合わせで数点抽出する。この抽出さ
れた点に基づき、上記初期化部２２内のカーブフィッテ
ィング処理ルーチンによって、それらを上記式（２）中
でｄＸ／ｄｔ＝０とした出力信号Ｘに関する線形の三次
関数で近似すると共に、正定数ｒを除く各定数項を最小
二乗法によって決定する。In the initialization section 22, the signal output is smoothed by a predetermined filter, and then time differential processing is performed. The point where the differential value becomes zero is the input signal V and the output signal X. Extract several points in combination. Based on the extracted points, the curve fitting processing routine in the initialization unit 22 approximates them by a linear cubic function relating to the output signal X with dX / dt = 0 in the equation (2), and Each constant term except the positive constant r is determined by the least squares method.
【００４４】そして、初期化信号２３によって求められ
た各定数項に基づき上記補正出力部４の内部パラメータ
を初期化する。こうして初期化された上記補正出力部４
は不揮発性のメモリ内に保存される。この一連の処理が
終了後、これに連動して上記スイッチ２６は上記加算部
６の出力に導通し、上記端子２５と遮断される。Then, the internal parameters of the correction output unit 4 are initialized on the basis of the constant terms obtained by the initialization signal 23. The correction output unit 4 thus initialized
Are stored in non-volatile memory. After this series of processing is completed, the switch 26 is connected to the output of the adder 6 and is disconnected from the terminal 25 in conjunction with this.
【００４５】上記上記補正出力部４の内部パラメータの
初期化終了後は、上記式（２）でモデル化されたブロッ
ク１０内の制御対象に対して上記式（３）で示された目
標入力信号Ｕを与えると、非線形項が補償されて上記式
（４）のように目標入力信号Ｕと出力信号Ｘが線形化さ
れる。更に、目標入力信号Ｕを指令入力信号Ｘｄと出力
信号Ｘ及び上記線形補償部９を示す比例ゲイン−Ｋとよ
り上記式（５）のように生成し、全制御系は上記式
（６）のようになる。ＸｅはＸ−Ｘｄを表す。After the initialization of the internal parameters of the correction output unit 4 is completed, the target input signal expressed by the equation (3) is given to the control target in the block 10 modeled by the equation (2). When U is given, the non-linear term is compensated and the target input signal U and the output signal X are linearized as in the above equation (4). Further, the target input signal U is generated from the command input signal Xd, the output signal X, and the proportional gain −K indicating the linear compensator 9 as shown in the above equation (5), and the entire control system is represented by the above equation (6). Like Xe represents X-Xd.
【００４６】この結果、制御系はＸｅがゼロに収束する
ので、出力信号Ｘが目標値である指令入力信号Ｘｄと一
致することになり位置制御が達成される。但し、上記ゲ
インＫは正の定数を示している。As a result, since Xe of the control system converges to zero, the output signal X coincides with the command input signal Xd which is the target value, and the position control is achieved. However, the gain K indicates a positive constant.
【００４７】以上説明したように、第２の実施に形態に
係るヒステリシスを有するアクチュエータの制御装置に
よれば、上記初期化指令信号によって補正出力部の内容
が更新できるため、疲労や使用条件の変化で制御対象の
内部パラメータが変化したことにより制御特性が悪化し
た場合に対応することが可能となる。さらに、線形化の
ために必要な制御パラメータの決定が容易に行えるた
め、制御対象の疲労などの変化に柔軟に対応することが
可能である。As described above, in the actuator control device having hysteresis according to the second embodiment, the contents of the correction output section can be updated by the initialization command signal, so that fatigue and changes in operating conditions can occur. It is possible to deal with the case where the control characteristic is deteriorated due to the change of the internal parameter of the controlled object. Furthermore, since the control parameters required for linearization can be easily determined, it is possible to flexibly deal with changes such as fatigue of the controlled object.
【００４８】次に図１１乃至図１３は本発明の第３の実
施の形態に係るヒステリシスを有するアクチュエータの
構成を示す図である。これら図１１乃至図１３におい
て、先に示した図１と同一構成のものには同一符号を付
して説明する。Next, FIGS. 11 to 13 are views showing the configuration of an actuator having hysteresis according to the third embodiment of the present invention. 11 to 13, the same components as those shown in FIG. 1 described above are designated by the same reference numerals.
【００４９】この図１１に示されるように、先に示した
第１の実施の形態（図１）では、加算部６が抵抗ヒータ
３に直接的に接続されるように構成されていたが、この
第２の実施の形態では、加算部６が入力減算部３０と入
力部線形補償部２９を介して抵抗ヒータ３に接続される
ように構成されている。より詳細に説明すると、加算部
６の出力は入力減算部３０の入力に接続されており、当
該加算部６より入力変化目標信号（Ｖ）が入力減算部３
０に出力される。この入力減算部３０では、上記入力変
化目標信号（Ｖ）と熱電対２８の出力信号の差が算出さ
れ、その差に係る出力信号が入力部線形補償部２９に対
して出力される。As shown in FIG. 11, in the above-described first embodiment (FIG. 1), the adding section 6 is constructed so as to be directly connected to the resistance heater 3. In the second embodiment, the addition unit 6 is configured to be connected to the resistance heater 3 via the input subtraction unit 30 and the input linear compensation unit 29. More specifically, the output of the addition unit 6 is connected to the input of the input subtraction unit 30, and the input change target signal (V) is input from the addition unit 6 to the input subtraction unit 3.
It is output to 0. The input subtraction unit 30 calculates the difference between the input change target signal (V) and the output signal of the thermocouple 28, and outputs the output signal related to the difference to the input linear compensation unit 29.
【００５０】そして、この入力部線形補償部２９にて、
上記入力減算部３０の出力信号に対する線形補償が行わ
れ信号が生成され、抵抗ヒータ３に出力される。そし
て、この抵抗ヒータ３の出力信号（Ｔ）は上記熱電対２
８に出力され、当該熱電対２８にてアクチュエータの温
度が測定され、該温度に係る信号が上記入力減算部３０
に出力される。その他の構成は前述した第１の実施の形
態と同様である為、ここでは詳細な説明を省略する。Then, in the input section linear compensation section 29,
Linear compensation is performed on the output signal of the input subtraction unit 30 to generate a signal, which is output to the resistance heater 3. The output signal (T) of the resistance heater 3 is the thermocouple 2
8, the temperature of the actuator is measured by the thermocouple 28, and a signal related to the temperature is input to the input subtraction unit 30.
Is output to Other configurations are similar to those of the above-described first embodiment, and therefore detailed description thereof is omitted here.
【００５１】この図１１に於いて、制御系を構成するブ
ロック１０、及びブロック１１の外観図は詳細には図１
２に示される。上記制御チップ１３は配線１６、及び１
７で上記抵抗ヒータ３と、配線１８、及び１９で上記歪
みゲージ２と配線３１、３２で上記熱電対２８と接続さ
れており、上記配線１６乃至１９、３１及び３２は破断
しないよう、上記フレキシブルケーブル２０に埋め込ま
れている。さらに、上記制御チップ１３には外部との結
線のための端子として、接地用端子１４、＋５Ｖ程度を
入力する電源端子１５、上記指令入力信号端子７、及び
上記歪みゲージ２の信号モニタ用端子１２が設けられて
いる。In FIG. 11, an external view of the block 10 and the block 11 which constitute the control system is shown in detail in FIG.
As shown in FIG. The control chip 13 has wirings 16 and 1
7 is connected to the resistance heater 3, wirings 18 and 19 are connected to the strain gauge 2 and wirings 31 and 32 are connected to the thermocouple 28, and the wirings 16 to 19, 31 and 32 are flexible so as not to break. It is embedded in the cable 20. Further, the control chip 13 has a grounding terminal 14, a power supply terminal 15 for inputting about + 5V, the command input signal terminal 7, and a signal monitoring terminal 12 of the strain gauge 2 as terminals for connection with the outside. Is provided.
【００５２】このような構成において、上記補正出力部
４の補正出力信号Ｓは上記（１）式に基づいてその出力
信号Ｘに基づいて演算出力されるが、上記（１）式の定
数Ｃ0 、Ｃ1 、Ｃ2 、Ｘ0 は例えば以下のように決定さ
れる。In such a configuration, the correction output signal S of the correction output unit 4 is arithmetically output based on the output signal X based on the equation (1), and the constant C0 of the equation (1), C1, C2 and X0 are determined as follows, for example.
【００５３】即ち、図１１に示される上記ブロック１０
内だけを取り出した系に対してヒータでの加冷却が温度
外乱に対してロバストとなるようブロック３３内に示さ
れるＰＩフィードバック系を設ける。そして、その振幅
が指数関数的に減衰する正弦波状の入力信号Ｖを与え、
その時の上記歪みゲージ２の上記出力信号Ｘをモニタす
る。このとき、上記抵抗ヒータ３によって加熱された上
記形状記憶合金１の温度Ｔを上記熱電対２８で測定し、
上記歪みゲージ２の信号出力より換算した上記形状記憶
合金１の歪みεと上記温度Ｔの関係を図示すれば、先に
図４に示したようなメジャーループとマイナーループを
含めた一般的なヒステリシスカープが得られる。That is, the block 10 shown in FIG.
The PI feedback system shown in the block 33 is provided so that the heating / cooling by the heater is robust against the temperature disturbance for the system in which only the inside is taken out. Then, a sinusoidal input signal V whose amplitude decays exponentially is given,
The output signal X of the strain gauge 2 at that time is monitored. At this time, the temperature T of the shape memory alloy 1 heated by the resistance heater 3 is measured by the thermocouple 28,
If the relationship between the strain ε of the shape memory alloy 1 converted from the signal output of the strain gauge 2 and the temperature T is illustrated, a general hysteresis including a major loop and a minor loop as shown in FIG. The carp is obtained.
【００５４】実際には、図４の関係に加えて上記抵抗ヒ
ータ３や、僅かであるが上記歪みゲージ２での応答遅れ
の効果がこの系に対して加わり、上記入力信号Ｖと上記
出力信号Ｘとの関係は図５のようになる。この図５の縦
軸、横軸はそれぞれ上記出力信号Ｘ、上記入力信号Ｖに
比例する計測数値データを表す。Actually, in addition to the relationship shown in FIG. 4, the effect of response delay in the resistance heater 3 and the strain gauge 2 to a small extent is added to this system, and the input signal V and the output signal are added. The relationship with X is as shown in FIG. The ordinate and abscissa of FIG. 5 represent measured numerical data proportional to the output signal X and the input signal V, respectively.
【００５５】この図５からＸの時間微分がゼロ、つまり
Ｘの増から減、又は減から増に切り替わる点を図７中白
抜きの点で示されるように数点抽出し、それらを上記式
（２）中でｄＸ／ｄｔ＝０としたＸに関する線形の三次
関数で近似すると共に、正定数ｒを除くそれぞれの定数
項を最小二乗法によって決定する。こうして決定された
上記三次関数２７は図７に示される。上記式（２）は上
記出力信号Ｘ、上記入力信号Ｖのヒステリシス関係を記
述する近似モデルである。From FIG. 5, the time differential of X is zero, that is, the points at which X increases and decreases or decreases and increases are extracted as shown by the white dots in FIG. In (2), approximation is performed with a linear cubic function relating to X with dX / dt = 0, and each constant term except for the positive constant r is determined by the least squares method. The cubic function 27 thus determined is shown in FIG. The equation (2) is an approximate model that describes the hysteresis relationship between the output signal X and the input signal V.
【００５６】上記式（２）でモデル化されたブロック１
０内の制御対象に対して上記式（３）で示された入力信
号Ｕを与えると、非線形項が補償されて上記式（４）の
ように入力信号Ｕと出力信号Ｘが線形化される。Block 1 modeled by the above equation (2)
When the input signal U expressed by the above equation (3) is given to the controlled object within 0, the nonlinear term is compensated and the input signal U and the output signal X are linearized as indicated by the above equation (4). .
【００５７】更に、目標入力信号Ｕを指令入力信号Ｘｄ
と出力信号Ｘ及び上記線形補償部９を比例ゲイン−Ｋと
より上記（５）式のように生成し、全制御系は上記式
（６）のようになる。ここで、ＸｅはＸ−Ｘｄを表す。
この結果、この制御系はＸｅがゼロに収束するので、従
って出力Ｘが目標値Ｘｄと一致することになり位置制御
が達成される。但し、上記ゲインＫは正の定数を示す。Further, the target input signal U is changed to the command input signal Xd.
Then, the output signal X and the linear compensator 9 are generated from the proportional gain −K as in the above equation (5), and the entire control system becomes as in the above equation (6). Here, Xe represents X-Xd.
As a result, in this control system, Xe converges to zero, so that the output X coincides with the target value Xd and the position control is achieved. However, the gain K indicates a positive constant.
【００５８】以上、本発明の第３の実施の形態について
説明したが、この実施の形態の各構成は、その趣旨を逸
脱しない範囲で、種々の改良・変更が可能であることは
勿論である。即ち、第１に、上記入力部線形補償部２９
にて比例及び微分補償を行うようにしても良い。これに
よれば、上記ヒータ部３の位相遅れを改善することが可
能になる。さらに、第２に、上記入力部線形補償部２９
にて比例、積分補償及び微分を行うようにしても良い。
これによれば、上記ヒータ部３の位相遅れを改善すると
ともに、定常偏差を減少させ線形性を向上させることが
可能になる。Although the third embodiment of the present invention has been described above, it is needless to say that various modifications and changes can be made to the respective configurations of this embodiment without departing from the spirit of the invention. . That is, first, the input linear compensation unit 29
Alternatively, proportional and differential compensation may be performed. According to this, the phase delay of the heater unit 3 can be improved. Further, secondly, the input linear compensation unit 29
Alternatively, proportional, integral compensation and differentiation may be performed.
According to this, it is possible to improve the phase delay of the heater unit 3 and reduce the steady deviation to improve the linearity.
【００５９】また、第３に、上記入力部線形補償部２９
にて比例補償を行うようにしても良い。これによれば、
上記ヒータ部３の非線形性、または応答遅れ性が小さい
ときにはもっとも簡単に制御性を向上させることが可能
となる。Thirdly, the input linear compensator 29 is used.
Alternatively, proportional compensation may be performed. According to this,
When the non-linearity or response delay of the heater section 3 is small, the controllability can be most easily improved.
【００６０】以上説明したように、第３の実施の形態に
よれば、ヒータ部のフィードバックループを設けたので
温度外乱による悪影響を低減することが可能となる。ま
た、ヒータ自体の非線形特性が大きいために上記式
（２）でのモデル近似が妥当ではない場合にもこのフィ
ードバックループによりヒータ部での非線形が改善さ
れ、線形に近づくため上述のモデル近似が有効に働くよ
うになる。As described above, according to the third embodiment, since the feedback loop of the heater portion is provided, it is possible to reduce the adverse effect due to the temperature disturbance. Further, even when the model approximation in the above equation (2) is not valid due to the large non-linear characteristic of the heater itself, this feedback loop improves the non-linearity in the heater section, and since it approximates to linear, the above model approximation is effective. To work.
【００６１】さらに、第３の実施の形態によれば、温度
測定を行いフィードバック系を構成することによってヒ
ータ部の駆動を行ったので、温度外乱に対してロバスト
(robust)な制御系を構成することが可能である。Further, according to the third embodiment, since the heater is driven by measuring the temperature and forming the feedback system, it is robust against temperature disturbance.
It is possible to construct a (robust) control system.
【００６２】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明の要旨をまとめると以下のようになる。 （１）その入力と出力の関係がヒステリシスを有するア
クチュエータを制御する制御装置において、目標入力信
号と上記アクチュエータからの出力信号とを受けて上記
アクチュエータへの入力信号を演算出力する演算出力手
段と、上記目標入力信号と上記入力信号を同位相とする
補正手段と、上記目標入力信号と上記出力信号とを線形
関係とする線形補償手段とを具備することを特徴とする
ヒステリシスを有するアクチュエータの制御装置。The embodiment of the present invention has been described above, but the summary of the present invention is as follows. (1) In a control device for controlling an actuator whose input-output relationship has a hysteresis, an arithmetic output unit that receives a target input signal and an output signal from the actuator and arithmetically outputs the input signal to the actuator, An actuator control device having hysteresis, comprising: a correction means for making the target input signal and the input signal have the same phase; and a linear compensation means for making the target input signal and the output signal have a linear relationship. .
【００６３】この構成では、上記目標入力信号と上記入
力信号が同位相であるとともに、上記演算出力手段で上
記目標入力信号と上記アクチュエータからの出力信号が
線形関係となるようにする。このように、上記演算出力
手段で上記目標入力信号と上記アクチュエータからの出
力信号が線形関係となるので制御的に上記アクチュエー
タのヒステリシス性が低減される。 （２）その入力と出力の関係がヒステリシスを有するア
クチュエータを制御する制御装置において、上記アクチ
ュエータからの出力信号を受けて補正出力信号を演算す
る補正信号演算手段と、目標入力信号と上記補正出力信
号とを受けて両者の和から上記アクチュエータへの入力
信号を生成し出力する加算手段と、上記目標入力信号と
上記入力信号を同位相とする補正手段と、上記目標入力
信号と上記出力信号を線形関係とする線形補償手段とを
具備することを特徴とするヒステリシスを有するアクチ
ュエータの制御装置。In this structure, the target input signal and the input signal have the same phase, and the calculation output means causes the target input signal and the output signal from the actuator to have a linear relationship. In this way, since the target input signal and the output signal from the actuator have a linear relationship in the calculation output means, the hysteresis characteristic of the actuator is controllably reduced. (2) In a control device for controlling an actuator whose input-output relationship has a hysteresis, a correction signal calculating means for calculating a correction output signal by receiving an output signal from the actuator, a target input signal and the correction output signal. Receiving means for generating and outputting an input signal to the actuator from the sum of the two, correction means for making the target input signal and the input signal in phase, and the target input signal and the output signal being linear. A controller for an actuator having hysteresis, characterized in that:
【００６４】このような構成では、上記出力信号を受け
て上記補正信号演算手段が上記補正出力信号を演算し、
上記加算手段で上記補正出力信号と上記目標入力信号を
受けて両者の和から上記アクチュエータへの入力信号を
生成し、上記目標入力信号と上記入力信号が同位相であ
るとともに上記目標入力信号と上記アクチュエータから
の出力信号が線形関係となるようにする。これにより、
制御的に上記アクチュエータのヒステリシス性が低減さ
れる。 （３）上記（２）において、上記補正信号演算手段が上
記出力信号Ｘに基づき次式の関係で上記補正出力信号Ｓ
を出力することを特徴とするヒステリシスを有するアク
チュエータの制御装置。In such a configuration, the correction signal calculating means receives the output signal and calculates the correction output signal,
The adding means receives the corrected output signal and the target input signal and generates an input signal to the actuator from the sum of the two. The target input signal and the input signal have the same phase, and the target input signal and the The output signal from the actuator has a linear relationship. This allows
Controllably, the hysteresis characteristic of the actuator is reduced. (3) In the above (2), the correction signal calculation means is based on the output signal X and has the following relationship:
A controller for an actuator having hysteresis, characterized by outputting
【００６５】[0065]
【数５】 (Equation 5)
【００６６】但し、ｎは自然数、Ｘ0 及びＣk （ｋ＝０
〜ｎ）は定数を表わす。このような構成では、上記補正
信号演算手段が上記出力信号Ｘに基づき上記補正出力信
号Ｓを出力する。これにより、上記アクチュエータのヒ
ステリシス性を低減する補正出力信号を生成することが
できる。 （４）その入力と出力の関係がヒステリシスを有するア
クチュエータを制御する制御装置において、上記アクチ
ュエータの入力を変化させる入力変化手段と、上記アク
チュエータの出力を測定する出力測定手段と、上記入力
変化手段への目標入力信号と上記出力測定手段からの測
定出力信号とを受けて上記入力変化手段への入力信号を
演算し出力する演算出力手段と、上記目標入力信号と上
記入力信号とを同位相とする補正手段と、上記目標入力
信号と上記測定出力信号とを線形関係とする線形補償手
段とを具備することを特徴とするヒステリシスを有する
アクチュエータの制御装置。However, n is a natural number, X0 and Ck (k = 0
~ N) represents a constant. In such a configuration, the correction signal calculation means outputs the correction output signal S based on the output signal X. This makes it possible to generate a corrected output signal that reduces the hysteresis of the actuator. (4) In a control device for controlling an actuator whose input-output relationship has a hysteresis, an input changing means for changing the input of the actuator, an output measuring means for measuring the output of the actuator, and an input changing means. Of the target input signal and the measured output signal from the output measuring means to calculate and output the input signal to the input changing means, and the target input signal and the input signal have the same phase. A control device for an actuator having hysteresis, comprising: a correction means; and a linear compensation means having a linear relationship between the target input signal and the measured output signal.
【００６７】このような構成では、上記入力変化手段で
上記アクチュエータの入力を変化させ、上記出力測定手
段で上記アクチュエータの出力を測定し、上記演算出力
手段が上記目標入力信号と上記出力信号を受けて上記入
力変化手段への上記入力信号を生成することによって、
上記目標入力信号と上記入力信号が同位相であると共に
上記目標入力信号と上記出力測定手段からの上記出力信
号が線形関係となる。In such a structure, the input of the actuator is changed by the input changing means, the output of the actuator is measured by the output measuring means, and the arithmetic output means receives the target input signal and the output signal. By generating the input signal to the input changing means,
The target input signal and the input signal have the same phase, and the target input signal and the output signal from the output measuring means have a linear relationship.
【００６８】これにより、上記目標入力信号と上記出力
測定手段からの上記出力信号が線形関係となるので制御
的に上記アクチュエータのヒステリシス性が低減され
る。 （５）その入力と出力の関係がヒステリシスを有するア
クチュエータを制御する制御装置において、上記アクチ
ュエータの入力を変化させる手段と、上記アクチュエー
タの出力を測定する手段と、上記出力測定手段からの測
定出力信号を受けて補正出力信号を演算する補正信号演
算手段及び上記補正出力信号と上記目標入力信号を受け
て両者の和から上記入力変化手段への入力信号を生成し
出力する加算手段とを有し、上記目標入力信号と上記入
力信号が同位相であり、上記目標入力信号と上記測定出
力信号が線形関係であることを特徴とするヒステリシス
を有するアクチュエータの制御装置。As a result, the target input signal and the output signal from the output measuring means have a linear relationship, so that the hysteresis characteristic of the actuator is controllably reduced. (5) In a control device for controlling an actuator whose input-output relationship has hysteresis, a means for changing the input of the actuator, a means for measuring the output of the actuator, and a measurement output signal from the output measuring means. And a correction signal calculating means for calculating a correction output signal and an addition means for receiving the correction output signal and the target input signal and generating and outputting an input signal to the input changing means from a sum of the two. A controller for an actuator having hysteresis, wherein the target input signal and the input signal have the same phase, and the target input signal and the measured output signal have a linear relationship.
【００６９】このような構成では、上記入力変化手段で
上記アクチュエータの入力を変化させ、上記出力測定手
段で上記アクチュエータの出力を測定し、上記出力信号
を受けて上記補正信号演算手段で上記補正出力信号を演
算し、上記加算手段で上記補正出力信号と上記目標入力
信号を受けて両者の和から上記入力変化手段への入力信
号を生成出力し、上記目標入力信号と上記入力信号が同
位相である共に上記入力変化手段への上記目標入力信号
と上記出力測定手段からの出力信号が線形関係となる。
これにより、上記アクチュエータのヒステリシス性が改
善され、制御性が向上する。 （６）上記（５）において、上記補正信号演算手段が上
記出力信号Ｘに基づき次式の関係で上記補正出力信号Ｓ
を出力することを特徴とするヒステリシスを有するアク
チュエータの制御装置。In such a configuration, the input of the actuator is changed by the input changing means, the output of the actuator is measured by the output measuring means, the output signal is received, and the correction output is made by the correction signal calculating means. A signal is calculated, the correction output signal and the target input signal are received by the adding means, an input signal to the input changing means is generated and output from the sum of the two, and the target input signal and the input signal have the same phase. In addition, the target input signal to the input changing means and the output signal from the output measuring means have a linear relationship.
As a result, the hysteresis of the actuator is improved and the controllability is improved. (6) In the above (5), the correction signal calculating means is based on the output signal X and the correction output signal S according to the following equation.
A controller for an actuator having hysteresis, characterized by outputting
【００７０】[0070]
【数６】 (Equation 6)
【００７１】但し、ｎは自然数、Ｘ0 及びＣk （ｋ＝０
〜ｎ）は定数を表す。このような構成では、上記補正信
号演算手段が上記出力信号Ｘに基づき上記補正出力信号
Ｓを出力する。これにより、上記アクチュエータのヒス
テリシス性を低減する補正出力信号を生成することがで
きる。 （７）上記（１）において、指令入力信号と上記アクチ
ュエータから出力信号の差分信号を出力する比較手段
と、上記差分信号に対して線形補償を行い上記目標入力
信号を出力する線形補償手段を有し、上記出力信号が上
記指令入力信号に近づくことを特徴とするヒステリシス
を有するアクチュエータの制御装置。However, n is a natural number, X0 and Ck (k = 0
~ N) represents a constant. In such a configuration, the correction signal calculation means outputs the correction output signal S based on the output signal X. This makes it possible to generate a corrected output signal that reduces the hysteresis of the actuator. (7) In the above (1), there is provided a comparing means for outputting a difference signal between the command input signal and the output signal from the actuator, and a linear compensating means for performing linear compensation on the difference signal and outputting the target input signal. A control device for an actuator having hysteresis, wherein the output signal approaches the command input signal.
【００７２】このような構成では、上記比較手段が上記
指令入力信号と上記アクチュエータからの出力信号の差
分信号を出力し、上記線形補償手段が上記差分信号に対
して線形補償を行い上記目標入力信号を出力する。これ
により、上記出力信号が上記指令入力信号に近づくよう
に制御することができる。 （８）上記（７）において、線形補償が比例補償である
ことを特徴とするヒステリシスを有するアクチュエータ
の制御装置。In such a configuration, the comparing means outputs a difference signal between the command input signal and the output signal from the actuator, and the linear compensating means performs linear compensation on the difference signal to obtain the target input signal. Is output. Thereby, the output signal can be controlled so as to approach the command input signal. (8) A control device for an actuator having hysteresis according to the above (7), wherein the linear compensation is proportional compensation.
【００７３】このような構成では、上記比例補償手段に
よって比例補償が行われる。これにより、位相遅れが生
じずに上記指令入力信号が上記目標入力信号に近づくよ
うに制御することができる。 （９）上記（７）において、線形補償が比例、積分補償
であることを特徴とするヒステリシスを有するアクチュ
エータの制御装置。In such a configuration, proportional compensation is performed by the proportional compensation means. As a result, the command input signal can be controlled to approach the target input signal without causing a phase delay. (9) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (7), wherein the linear compensation is proportional and integral compensation.
【００７４】このような構成では、上記比例、積分補償
手段によって比例、積分補償が行われる。これにより、
上記指令入力信号が上記目標入力信号により少ない定常
偏差で近づくように制御することができる。 （１０）上記（７）において、線形補償が比例、微分補
償であることを特徴とするヒステリシスを有するアクチ
ュエータの制御装置。In such a configuration, the proportional / integral compensation means performs proportional / integral compensation. This allows
The command input signal can be controlled so as to approach the target input signal with a small steady deviation. (10) The control device for an actuator having hysteresis as described in (7) above, wherein the linear compensation is proportional or differential compensation.
【００７５】このような構成では、上記比例、微分補償
手段によって比例、微分補償が行われる。これにより、
上記指令入力信号が上記目標入力信号により高い応答性
を持って近づくように制御することができる。 （１１）上記（７）において、線形補償が比例、積分、
微分補償であることを特徴とするヒステリシスを有する
アクチュエータの制御装置。In such a configuration, the proportional / differential compensation means performs the proportional / differential compensation. This allows
The command input signal can be controlled so as to approach the target input signal with high responsiveness. (11) In (7) above, the linear compensation is proportional, integral,
An actuator control device having hysteresis characterized by differential compensation.
【００７６】このような構成では、上記比例、積分、微
分補償手段によって比例、積分、微分補償が行われる。
これにより、上記指令入力信号が上記目標入力信号に近
づくよう制御する際の応答波形設定が容易になる。 （１２）上記（２）において、指令入力信号と上記アク
チュエータからの出力信号の差分信号を出力する比較手
段と、上記差分信号に対して線形補償を行い上記目標入
力信号を出力する線形補償手段を有し、上記出力信号が
上記指令入力信号に近づくことを特徴とするヒステリシ
スを有するアクチュエータの制御装置。With such a configuration, the proportional, integral, and differential compensation means perform proportional, integral, and differential compensation.
This facilitates the response waveform setting when controlling the command input signal to approach the target input signal. (12) In the above (2), there are provided comparison means for outputting a difference signal between the command input signal and the output signal from the actuator, and linear compensation means for performing linear compensation on the difference signal and outputting the target input signal. An actuator control device having hysteresis, wherein the output signal approaches the command input signal.
【００７７】このような構成では、上記比較手段で上記
指令入力信号と上記アクチュエータからの出力信号の差
分信号を出力し上記線形補償手段で上記差分信号に対し
て線形補償を行い上記目標入力信号を出力する。これに
より、上記出力信号が上記指令入力信号に近づくように
制御することができる。 （１３）上記（１２）において、線形補償が比例補償で
あることを特徴とするヒステリシスを有するアクチュエ
ータの制御装置。In such a configuration, the comparison means outputs the difference signal between the command input signal and the output signal from the actuator, and the linear compensation means performs linear compensation on the difference signal to obtain the target input signal. Output. Thereby, the output signal can be controlled so as to approach the command input signal. (13) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (12), wherein the linear compensation is proportional compensation.
【００７８】このような構成では、上記比例補償手段に
よって比例補償が行われる。これにより、位相遅れが生
じずに上記指令入力信号が上記目標入力信号に近づくよ
うに制御することができる。 （１４）上記（２）において、線形補償が比例、積分補
償であることを特徴とするヒステリシスを有するアクチ
ュエータの制御装置。In such a configuration, proportional compensation is performed by the proportional compensation means. As a result, the command input signal can be controlled to approach the target input signal without causing a phase delay. (14) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (2), wherein the linear compensation is proportional and integral compensation.
【００７９】このような構成では、上記比例、積分補償
手段によって比例、積分補償が行われる。これにより、
上記指令入力信号が上記目標入力信号により少ない定常
偏差で近づくように制御することができる。 （１５）上記（１２）において、線形補償が比例、微分
補償であることを特徴とするヒステリシスを有するアク
チュエータの制御装置。In such a configuration, the proportional / integral compensation means performs the proportional / integral compensation. This allows
The command input signal can be controlled so as to approach the target input signal with a small steady deviation. (15) The control device for an actuator having hysteresis as described in (12) above, wherein the linear compensation is proportional or differential compensation.
【００８０】このような構成では、上記比例、微分補償
手段によって比例、微分補償が行われる。これにより、
上記比例、微分補償手段によって比例、微分補償が行わ
れるので上記指令入力信号が上記目標入力信号により高
い応答性を持って近づくように制御することができる。 （１６）上記（１２）において、線形補償が比例、積
分、微分補償であることを特徴とするヒステリシスを有
するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the proportional / differential compensation means performs proportional / differential compensation. This allows
Since the proportional / differential compensation is performed by the proportional / differential compensating means, it is possible to control so that the command input signal approaches the target input signal with high responsiveness. (16) The control device for an actuator having hysteresis as described in (12) above, wherein the linear compensation is proportional, integral, or differential compensation.
【００８１】このような構成では、上記比例、積分、微
分補償手段によって比例、積分、微分補償が行われる。
これにより、上記比例、積分、微分補償手段によって比
例、積分、微分補償が行われるので上記指令入力信号が
上記目標入力信号に近づくよう制御する際の応答波形設
定が容易になる。 （１７）上記（４）において、指令入力信号と上記測定
出力信号の差分信号を出力する比較手段と、上記差分信
号に対して線形補償を行い上記目標入力信号を出力する
線形補償手段を有し、上記出力信号が上記指令入力信号
に近づくことを特徴とするヒステリシスを有するアクチ
ュエータの制御装置。In such a structure, the proportional, integral, and differential compensation means perform proportional, integral, and differential compensation.
Accordingly, since the proportional, integral, and differential compensation means perform proportional, integral, and differential compensation, it becomes easy to set a response waveform when controlling the command input signal to approach the target input signal. (17) In the above (4), it has a comparing means for outputting a difference signal between the command input signal and the measurement output signal, and a linear compensating means for performing linear compensation on the difference signal and outputting the target input signal. A controller for an actuator having hysteresis, wherein the output signal approaches the command input signal.
【００８２】このような構成では、上記比較手段で指令
入力信号と上記アクチュエータからの出力信号の差分信
号を出力し、上記線形補償手段上記差分信号に対して線
形補償を行い上記目標入力信号を出力する。これによ
り、上記出力信号が上記指令入力信号に近づくように制
御することができる。 （１８）上記（１７）において、線形補償が比例補償で
あることを特徴とするヒステリシスを有するアクチュエ
ータの制御装置。In such a configuration, the comparison means outputs the difference signal between the command input signal and the output signal from the actuator, the linear compensation means performs linear compensation on the difference signal, and outputs the target input signal. To do. Thereby, the output signal can be controlled so as to approach the command input signal. (18) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (17), wherein the linear compensation is proportional compensation.
【００８３】このような構成では、上記比例補償手段に
よって比例補償が行われる。これにより、位相遅れが生
じずに上記指令入力信号が上記目標入力信号に近づくよ
うに制御することができる。 （１９）上記（１７）において、線形補償が比例、積分
補償であることを特徴とするヒステリシスを有するアク
チュエータの制御装置。In such a configuration, proportional compensation is performed by the proportional compensation means. As a result, the command input signal can be controlled to approach the target input signal without causing a phase delay. (19) The control device for an actuator having hysteresis as described in (17) above, wherein the linear compensation is proportional and integral compensation.
【００８４】このような構成では、上記比例、積分補償
手段によって比例、積分補償が行われる。これにより、
上記指令入力信号が上記目標入力信号により少ない定常
偏差で近づくように制御することができる。 （２０）上記（１７）において、線形補償が比例、微分
補償であることを特徴とするヒステリシスを有するアク
チュエータの制御装置。In such a configuration, the proportional / integral compensation means performs the proportional / integral compensation. This allows
The command input signal can be controlled so as to approach the target input signal with a small steady deviation. (20) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (17), wherein the linear compensation is proportional or differential compensation.
【００８５】このような構成では、上記比例、微分補償
手段によって比例、微分補償が行われる。これにより、
上記指令入力信号が上記目標入力信号により高い応答性
を持って近づくように制御することができる。 （２１）上記（１７）において、線形補償が比例、積
分、微分補償であることを特徴とするヒステリシスを有
するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the proportional / differential compensation is performed by the proportional / differential compensation means. This allows
The command input signal can be controlled so as to approach the target input signal with high responsiveness. (21) The control device for an actuator having hysteresis as described in (17) above, wherein the linear compensation is proportional, integral, or differential compensation.
【００８６】このような構成では、上記比例、積分、微
分補償手段によって比例、積分、微分補償が行われる。
これにより、上記指令入力信号が上記目標入力信号に近
づくよう制御する際の応答波形設定が容易になる。 （２２）上記（５）において、指令入力信号と上記測定
出力信号の差分信号を出力する比較手段と、上記差分信
号に対して線形補償を行い上記目標入力信号を出力する
線形補償手段を有し、上記出力信号を上記指令入力信号
に近づくことを特徴とするヒステリシスを有するアクチ
ュエータの制御装置。In such a configuration, the proportional, integral, and differential compensation means perform proportional, integral, and differential compensation.
This facilitates the response waveform setting when controlling the command input signal to approach the target input signal. (22) In the above (5), it has a comparing means for outputting a difference signal between the command input signal and the measurement output signal, and a linear compensating means for performing linear compensation on the difference signal and outputting the target input signal. A controller for an actuator having hysteresis, wherein the output signal approaches the command input signal.
【００８７】このような構成では、上記比較手段で指令
入力信号と上記アクチュエータからの出力信号の差分信
号を出力し、上記線形補償手段上記差分信号に対して線
形補償を行い上記目標入力信号を出力する。これによ
り、上記出力信号が上記指令入力信号に近づくように制
御することができる。 （２３）上記（２２）において、線形補償が比例補償で
あることを特徴とするヒステリシスを有するアクチュエ
ータの制御装置。In such a configuration, the comparison means outputs the difference signal between the command input signal and the output signal from the actuator, the linear compensation means performs linear compensation on the difference signal, and outputs the target input signal. To do. Thereby, the output signal can be controlled so as to approach the command input signal. (23) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (22), wherein the linear compensation is proportional compensation.
【００８８】このような構成では、上記比例補償手段に
よって比例補償が行われる。これにより、位相遅れが生
じずに上記指令入力信号が上記目標入力信号に近づくよ
うに制御することができる。 （２４）上記（２２）において、線形補償が比例、積分
補償であることを特徴とするヒステリシスを有するアク
チュエータの制御装置。In such a configuration, proportional compensation is performed by the proportional compensation means. As a result, the command input signal can be controlled to approach the target input signal without causing a phase delay. (24) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (22), wherein the linear compensation is proportional and integral compensation.
【００８９】このような構成では、上記比例、積分補償
手段によって比例、積分補償が行われる。これにより、
上記指令入力信号が上記目標入力信号により少ない定常
偏差で近づくように制御することができる。 （２５）上記（２２）において、線形補償が比例、微分
補償であることを特徴とするヒステリシスを有するアク
チュエータの制御装置。In such a configuration, the proportional / integral compensation means performs proportional / integral compensation. This allows
The command input signal can be controlled so as to approach the target input signal with a small steady deviation. (25) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (22), wherein the linear compensation is proportional or differential compensation.
【００９０】このような構成では、上記比例、微分補償
手段によって比例、微分補償が行われる。これにより、
上記指令入力信号が上記目標入力信号により高い応答性
を持って近づくように制御することができる。 （２６）上記（２２）において、線形補償が比例、積
分、微分補償であることを特徴とするヒステリシスを有
するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the proportional / differential compensation is performed by the proportional / differential compensation means. This allows
The command input signal can be controlled so as to approach the target input signal with high responsiveness. (26) The control device for an actuator having hysteresis as described in (22) above, wherein the linear compensation is proportional, integral or differential compensation.
【００９１】このような構成では、上記比例、積分、微
分補償手段によって比例、積分、微分補償が行われる。
これにより、上記指令入力信号が上記目標入力信号に近
づくよう制御する際の応答波形設定が容易になる。 （２７）上記（１）において、上記アクチュエータが形
状記憶合金アクチュエータであることを特徴とするヒス
テリシスを有するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the proportional, integral, and differential compensation means perform proportional, integral, and differential compensation.
This facilitates the response waveform setting when controlling the command input signal to approach the target input signal. (27) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (1), wherein the actuator is a shape memory alloy actuator.
【００９２】このような構成では、上記形状記憶合金ア
クチュエータが線形に駆動される。これにより、ヒステ
リシスが低減される。 （２８）上記（１）において、上記アクチュエータがケ
モメカニカルゲルアクチュエータであることを特徴とす
るヒステリシスを有するアクチュエータの制御装置。With such a structure, the shape memory alloy actuator is linearly driven. This reduces hysteresis. (28) The control device for an actuator having hysteresis as described in (1) above, wherein the actuator is a chemo-mechanical gel actuator.
【００９３】このような構成では、上記ケモメカニカル
ゲルアクチュエータが線形に駆動される。これにより、
ヒステリシスが低減される。 （２９）上記（１）において、上記アクチュエータがピ
エゾアクチュエータであることを特徴とするヒステリシ
スを有するアクチュエータの制御装置。With such a structure, the chemo-mechanical gel actuator is linearly driven. This allows
Hysteresis is reduced. (29) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (1), wherein the actuator is a piezo actuator.
【００９４】このような構成では、上記ピエゾアクチュ
エータが線形に駆動される。これにより、ヒステリシス
が低減される。 （３０）上記（２）において、上記アクチュエータが形
状記憶合金アクチュエータであることを特徴とするヒス
テリシスを有するアクチュエータの制御装置。With such a structure, the piezo actuator is driven linearly. This reduces hysteresis. (30) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (2), wherein the actuator is a shape memory alloy actuator.
【００９５】このような構成では、上記形状記憶合金ア
クチュエータが線形に駆動される。これにより、ヒステ
リシスが低減される。 （３１）上記（２）において、上記アクチュエータがケ
モメカニカルゲルアクチュエータであることを特徴とす
るヒステリシスを有するアクチュエータの制御装置。With such a structure, the shape memory alloy actuator is linearly driven. This reduces hysteresis. (31) The control device for an actuator having hysteresis as described in (2) above, wherein the actuator is a chemo-mechanical gel actuator.
【００９６】このような構成では、上記ケモメカニカル
ゲルアクチュエータが線形に駆動される。これにより、
ヒステリシスが低減される。 （３２）上記（２）において、上記アクチュエータがピ
エゾアクチュエータであることを特徴とするヒステリシ
スを有するアクチュエータの制御装置。With this structure, the chemo-mechanical gel actuator is driven linearly. This allows
Hysteresis is reduced. (32) The control device for an actuator having hysteresis as described in (2) above, wherein the actuator is a piezo actuator.
【００９７】上記ピエゾアクチュエータが線形に駆動さ
れる。これにより、ヒステリシスが低減される。 （３３）上記（４）において、上記アクチュエータが形
状記憶合金アクチュエータであることを特徴とするヒス
テリシスを有するアクチュエータの制御装置。The piezo actuator is driven linearly. This reduces hysteresis. (33) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (4), wherein the actuator is a shape memory alloy actuator.
【００９８】このような構成では、上記形状記憶合金ア
クチュエータが線形に駆動される。これにより、ヒステ
リシスが低減される。 （３４）上記（４）において、上記アクチュエータがケ
モメカニカルゲルアクチュエータであることを特徴とす
るヒステリシスを有するアクチュエータの制御装置。With such a structure, the shape memory alloy actuator is linearly driven. This reduces hysteresis. (34) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (4), wherein the actuator is a chemo-mechanical gel actuator.
【００９９】このような構成では、上記ケモメカニカル
ゲルアクチュエータが線形に駆動される。これにより、
ヒステリシスが低減される。 （３５）上記（４）において、上記アクチュエータがピ
エゾアクチュエータであることを特徴とするヒステリシ
スを有するアクチュエータの制御装置。With this structure, the chemo-mechanical gel actuator is driven linearly. This allows
Hysteresis is reduced. (35) The control device for an actuator having hysteresis as described in (4) above, wherein the actuator is a piezo actuator.
【０１００】このような構成では、上記ピエゾアクチュ
エータが線形に駆動される。これにより、ヒステリシス
が低減される。 （３６）上記（５）において、上記アクチュエータが形
状記憶合金アクチュエータであることを特徴とするヒス
テリシスを有するアクチュエータの制御装置。With such a structure, the piezo actuator is driven linearly. This reduces hysteresis. (36) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (5), wherein the actuator is a shape memory alloy actuator.
【０１０１】このような構成では、上記形状記憶合金ア
クチュエータが線形に駆動される。これにより、ヒステ
リシスが低減される。 （３７）上記（５）において、上記アクチュエータがケ
モメカニカルゲルアクチュエータであることを特徴とす
るヒステリシスを有するアクチュエータの制御装置。With such a structure, the shape memory alloy actuator is linearly driven. This reduces hysteresis. (37) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (5), wherein the actuator is a chemo-mechanical gel actuator.
【０１０２】このような構成では、上記ケモメカニカル
ゲルアクチュエータが線形に駆動される。これにより、
ヒステリシスが低減される。 （３８）上記（５）において、上記アクチュエータがピ
エゾアクチュエータであることを特徴とするヒステリシ
スを有するアクチュエータの制御装置。With such a structure, the chemo-mechanical gel actuator is linearly driven. This allows
Hysteresis is reduced. (38) The control device for an actuator having hysteresis as described in (5) above, wherein the actuator is a piezo actuator.
【０１０３】このような構成では、上記ピエゾアクチュ
エータが線形に駆動される。これにより、ヒステリシス
が低減される。 （３９）上記（３３）において、上記入力変化手段が抵
抗対ヒータであることを特徴とするヒステリシスを有す
るアクチュエータの制御装置。With such a structure, the piezo actuator is driven linearly. This reduces hysteresis. (39) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (33), wherein the input changing means is a resistance pair heater.
【０１０４】このような構成では、上記抵抗対ヒータで
上記形状記憶合金の温度を変化させる。これにより、上
記形状記憶合金を変形させることができる。 （４０）上記（３３）において、上記出力測定手段が歪
みゲージであることを特徴とするヒステリシスを有する
アクチュエータの制御装置。In such a structure, the temperature of the shape memory alloy is changed by the resistance pair heater. Thereby, the shape memory alloy can be deformed. (40) The control device for an actuator having hysteresis as set forth in (33), wherein the output measuring means is a strain gauge.
【０１０５】このような構成では、上記歪みゲージで上
記形状記憶合金の歪みを測定する。これにより、上記形
状記憶合金の変形量を知ることができる。 （４１）上記（３４）において、上記入力変化手段が電
極からなるｐＨ変化装置であることを特徴とするヒステ
リシスを有するアクチュエータの制御装置。With such a structure, the strain of the shape memory alloy is measured by the strain gauge. Thereby, the deformation amount of the shape memory alloy can be known. (41) The control device for an actuator having hysteresis as described in (34) above, wherein the input changing means is a pH changing device including an electrode.
【０１０６】このような構成では、上記抵抗対ヒータで
上記ケモメカニカルゲルアクチュエータのｐＨを変化さ
せる。これにより、上記ケモメカニカルゲルアクチュエ
ータを体積変化させることができる。 （４２）上記（３４）において、上記出力測定手段がリ
ニアゲージであることを特徴とするヒステリシスを有す
るアクチュエータの制御装置。In such a structure, the pH of the chemo-mechanical gel actuator is changed by the resistance pair heater. As a result, the volume of the chemo-mechanical gel actuator can be changed. (42) The control device for an actuator having hysteresis as set forth in (34), wherein the output measuring means is a linear gauge.
【０１０７】このような構成では、上記リニアゲージで
上記ケモメカニカルゲルアクチュエータの変化量を測定
する。これにより、上記ケモメカニカルゲルアクチュエ
ータの変形量を知ることができる。 （４３）上記（３５）において、上記入力変化手段が電
極からなる電界変化装置であることを特徴とするヒステ
リシスを有するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the change amount of the chemo-mechanical gel actuator is measured by the linear gauge. Thereby, the deformation amount of the chemo-mechanical gel actuator can be known. (43) The control device for an actuator having hysteresis as set forth in (35), wherein the input changing means is an electric field changing device including electrodes.
【０１０８】このような構成では、上記電界変化手段で
上記ピエゾアクチュエータの印加電界を変化させる。こ
れにより、上記ピエゾアクチュエータを変形させること
ができる。 （４４）上記（３５）において、上記出力測定手段がレ
ーザー変位計であることを特徴とするヒステリシスを有
するアクチュエータの制御装置。In such a structure, the electric field applied to the piezoelectric actuator is changed by the electric field changing means. Thereby, the piezo actuator can be deformed. (44) The control device for an actuator having hysteresis as described in (35) above, wherein the output measuring means is a laser displacement meter.
【０１０９】このような構成では、上記レーザー変位計
で上記ピエゾアクチュエータの変形量を測定する。従っ
て、上記レーザー変位計で非接触に上記ピエゾアクチュ
エータの変形量を測定することができる。 （４５）上記（１）において、初期化指令信号と上記出
力信号とを受けてパラメータ調整用信号及び上記入力信
号演算手段のパラメータを初期設定する初期化信号を発
生する初期化手段と、上記初期化指令信号を受けて上記
アクチュエータへの入力を上記入力信号と上記パラメー
タ調整用信号とで切り替えるスイッチとを有することを
特徴とするヒステリシスを有するアクチュエータの制御
装置。With such a structure, the amount of deformation of the piezo actuator is measured by the laser displacement meter. Therefore, the amount of deformation of the piezo actuator can be measured with the laser displacement meter in a non-contact manner. (45) In the above (1), an initialization means for receiving an initialization command signal and the output signal, and generating an initialization signal for initializing a parameter adjusting signal and a parameter of the input signal computing means; A control device for an actuator having hysteresis, comprising a switch that receives an activation command signal and switches an input to the actuator between the input signal and the parameter adjusting signal.
【０１１０】このような構成では、上記初期化手段で上
記入力信号演算装置のパラメータを初期設定する。これ
により、上記アクチュエータの特性に合わせた制御が可
能になる。 （４６）上記（２）において、初期化指令信号と上記出
力信号とを受けてパラメータ調整用信号及び上記補正出
力演算手段のパラメータを初期設定する初期化信号を発
生する初期化手段と、上記初期化指令信号を受けて上記
アクチュエータへの入力を上記入力信号と上記パラメー
タ調整用信号とで切り替えるスイッチとを有することを
特徴とするヒステリシスを有するアクチュエータの制御
装置。In such a configuration, the initialization means initializes the parameters of the input signal arithmetic unit. This enables control according to the characteristics of the actuator. (46) In the above (2), initialization means for receiving the initialization command signal and the output signal, and generating an initialization signal for initializing the parameter adjustment signal and the parameter of the correction output calculation means, and the initialization means. A control device for an actuator having hysteresis, comprising a switch that receives an activation command signal and switches an input to the actuator between the input signal and the parameter adjusting signal.
【０１１１】このような構成では、上記初期化手段で上
記補正出力演算装置のパラメータを初期設定する。これ
により、上記補正出力演算装置のパラメータを上記アク
チュエータの特性に合わせて再設定することが可能であ
る。 （４７）上記（４）において、初期化指令信号と上記測
定出力信号とを受けてパラメータ調整用信号及び上記入
力信号演算手段のパラメータを初期設定する初期化信号
を発生する初期化手段と、上記初期化指令信号を受けて
上記入力変化手段への入力を上記目標入力信号と上記パ
ラメータ調整用信号とで切り替えるスイッチとを有する
ことを特徴とするヒステリシスを有するアクチュエータ
の制御装置。In such a configuration, the parameters of the correction output calculation device are initialized by the initialization means. Thereby, it is possible to reset the parameters of the correction output calculation device according to the characteristics of the actuator. (47) In the above (4), an initialization means for receiving the initialization command signal and the measurement output signal and generating a parameter adjustment signal and an initialization signal for initializing the parameters of the input signal computing means, A control device for an actuator having hysteresis, comprising a switch for receiving an initialization command signal and switching an input to the input changing means between the target input signal and the parameter adjusting signal.
【０１１２】このような構成では、上記初期化手段で上
記入力信号演算装置のパラメータを初期設定する。これ
により、上記アクチュエータの特性が変化したときに再
調整可能になる。 （４８）上記（５）において、初期化指令信号と上記測
定出力信号とを受けてパラメータ調整用信号及び上記補
正信号演算手段のパラメータを初期設定する初期化信号
を発生する初期化手段と、上記初期化指令信号を受けて
上記入力変化手段への入力を上記目標入力信号と上記パ
ラメータ調整用信号とで切り替えるスイッチとを有する
ことを特徴とするヒステリシスを有するアクチュエータ
の制御装置。In such a configuration, the initialization means initializes the parameters of the input signal arithmetic unit. This allows readjustment when the actuator characteristics change. (48) In the above (5), an initialization means for receiving the initialization command signal and the measurement output signal and generating an initialization signal for initializing the parameter adjustment signal and the parameter of the correction signal calculation means, A control device for an actuator having hysteresis, comprising a switch for receiving an initialization command signal and switching an input to the input changing means between the target input signal and the parameter adjusting signal.
【０１１３】このような構成では、上記初期化手段で上
記補正出力演算装置のパラメータを初期設定する。これ
により、上記補正出力演算装置のパラメータを他種アク
チュエータの特性に合わせて再設定することが可能であ
る。 （４９）上記（７）において、初期化指令信号と上記出
力信号とを受けてパラメータ調整用信号及び上記補正出
力演算手段のパラメータを初期設定する初期化信号を発
生する初期化手段と、上記初期化指令信号を受けて上記
アクチュエータへの入力を上記入力信号と上記パラメー
タ調整用信号とで切り替えるスイッチとを有することを
特徴とするヒステリシスを有するアクチュエータの制御
装置。In such a configuration, the parameters of the correction output calculation device are initialized by the initialization means. As a result, it is possible to reset the parameters of the correction output calculation device according to the characteristics of the other type actuator. (49) In the above (7), an initialization means for receiving the initialization command signal and the output signal, and generating an initialization signal for initializing the parameter adjustment signal and the parameter of the correction output calculation means; A control device for an actuator having hysteresis, comprising a switch that receives an activation command signal and switches an input to the actuator between the input signal and the parameter adjusting signal.
【０１１４】このような構成では、上記初期化手段で上
記入力信号演算装置のパラメータを初期設定する。これ
により、上記アクチュエータの特性が変化したときに再
調整可能になる。 （５０）上記（１２）において、初期化指令信号と上記
出力信号とを受けてパラメータ調整用信号及び上記補正
出力演算手段のパラメータを初期設定する初期化信号を
発生する初期化手段と、上記初期化指令信号を受けて上
記アクチュエータへの入力を上記入力信号と上記パラメ
ータ調整用信号とで切り替えるスイッチとを有すること
を特徴とするヒステリシスを有するアクチュエータの制
御装置。In such a configuration, the initialization means initializes the parameters of the input signal arithmetic unit. This allows readjustment when the actuator characteristics change. (50) In the above (12), an initialization means for receiving the initialization command signal and the output signal, and generating an initialization signal for initializing the parameter adjustment signal and the parameter of the correction output calculation means, and the initialization means. A control device for an actuator having hysteresis, comprising a switch that receives an activation command signal and switches an input to the actuator between the input signal and the parameter adjusting signal.
【０１１５】このような構成では、上記初期化手段で上
記補正出力演算装置のパラメータを初期設定する。これ
により、上記補正出力演算装置のパラメータを他種アク
チュエータの特性に合わせて再設定することが可能であ
る。 （５１）上記（１７）において、初期化指令信号と上記
測定出力信号とを受けてパラメータ調整用信号及び上記
入力信号演算手段のパラメータを初期設定する初期化信
号を発生する初期化手段と、上記初期化指令信号を受け
て上記入力変化手段への入力を上記目標入力信号と上記
パラメータ調整用信号とで切り替えるスイッチとを有す
ることを特徴とするヒステリシスを有するアクチュエー
タの制御装置。In such a configuration, the parameters of the correction output calculation device are initialized by the initialization means. As a result, it is possible to reset the parameters of the correction output calculation device according to the characteristics of the other type actuator. (51) In the above (17), an initialization means for receiving the initialization command signal and the measurement output signal, and generating an initialization signal for initializing a parameter adjusting signal and a parameter of the input signal computing means, A control device for an actuator having hysteresis, comprising a switch for receiving an initialization command signal and switching an input to the input changing means between the target input signal and the parameter adjusting signal.
【０１１６】このような構成では、上記初期化手段で上
記入力信号演算装置のパラメータを初期設定する。これ
により、上記アクチュエータの特性が変化したときに再
調整可能になる。 （５２）上記（２２）において、初期化指令信号と上記
測定出力信号とを受けてパラメータ調整用信号及び上記
補正信号演算手段のパラメータを初期設定する初期化信
号を発生する初期化手段と、上記初期化指令信号を受け
て上記入力変化手段への入力を上記目標入力信号と上記
パラメータ調整用信号とで切り替えるスイッチとを有す
ることを特徴とするヒステリシスを有するアクチュエー
タの制御装置。In such a configuration, the initialization means initializes the parameters of the input signal arithmetic unit. This allows readjustment when the actuator characteristics change. (52) In the above (22), an initialization means for receiving the initialization command signal and the measurement output signal and generating an initialization signal for initializing a parameter adjustment signal and a parameter of the correction signal calculation means, A control device for an actuator having hysteresis, comprising a switch for receiving an initialization command signal and switching an input to the input changing means between the target input signal and the parameter adjusting signal.
【０１１７】このような構成では、上記初期化手段で上
記補正出力演算装置のパラメータを初期設定する。これ
により、上記補正出力演算装置のパラメータを他種アク
チュエータの特性に合わせて再設定することが可能であ
る。 （５３）その入力と出力の関係がヒステリシスを有する
アクチュエータを制御する制御装置において、上記アク
チュエータの入力を変化させる手段と、上記アクチュエ
ータの出力を測定する手段と、上記アクチュエータの入
力を測定する手段と、上記出力測定手段からの測定出力
信号を受けて補正出力信号を演算する補正信号演算手段
と、上記補正出力信号と上記目標入力信号を受けて両者
の和から上記入力変化手段への入力変化目標信号を生成
し出力する加算手段と、上記入力変化目標信号と上記入
力測定手段の出力との差を測定する入力減算手段と、上
記入力減算手段の出力を線形補償し上記入力変化手段に
出力する入力部線形補償手段を有し、上記入力変化手段
の出力を安定化し、上記目標入力信号と上記入力信号が
同位相であり、上記目標入力信号と上記測定出力信号が
線形関係であることを特徴とするヒステリシスを有する
アクチュエータの制御装置。In such a configuration, the parameters of the correction output calculation device are initialized by the initialization means. As a result, it is possible to reset the parameters of the correction output calculation device according to the characteristics of the other type actuator. (53) In a control device for controlling an actuator whose input-output relationship has hysteresis, means for changing the input of the actuator, means for measuring the output of the actuator, and means for measuring the input of the actuator. A correction signal calculation means for receiving a measurement output signal from the output measurement means to calculate a correction output signal; and a correction signal calculation means for receiving the correction output signal and the target input signal, and an input change target to the input change means from the sum of the two. An adding means for generating and outputting a signal, an input subtracting means for measuring a difference between the input change target signal and an output of the input measuring means, and an output of the input subtracting means are linearly compensated and output to the input changing means. An input part linear compensating means is provided, the output of the input changing means is stabilized, the target input signal and the input signal are in phase, and Control device for an actuator having a hysteresis target input signal and the measurement output signal is characterized by a linear relationship.
【０１１８】このような構成では、上記アクチュエータ
の入力を測定する手段で入力変化手段の出力を測定し、
上記入力減算手段で上記入力変化目標信号と上記入力測
定手段の出力との差を求め、上記入力部線形補償手段で
上記減算手段の出力を線形補償し上記入力変化手段に入
力する。従って、入力変化手段の非線形性を補正し、上
記補償演算手段のモデル式でのモデル適合性を向上す
る。 （５４）上記（５３）において、上記入力部線形補償手
段が比例補償であることを特徴とするヒステリシスを有
するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the output of the input changing means is measured by the means for measuring the input of the actuator,
The input subtraction means obtains the difference between the input change target signal and the output of the input measuring means, and the input linear compensation means linearly compensates the output of the subtraction means and inputs the output to the input change means. Therefore, the non-linearity of the input changing means is corrected, and the model suitability of the compensation calculating means in the model formula is improved. (54) The control device for an actuator having hysteresis as set forth in (53), wherein the input linear compensation means is proportional compensation.
【０１１９】このような構成では、上記入力部線形補償
手段で比例補償を行う。従って、入力変化手段を比例補
償することが可能になる。 （５５）上記（５３）において、上記入力部線形補償手
段が比例、積分補償であることを特徴とするヒステリシ
スを有するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, proportional compensation is performed by the input section linear compensating means. Therefore, the input changing means can be proportionally compensated. (55) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (53), wherein the input linear compensation means is proportional and integral compensation.
【０１２０】このような構成では、上記入力部線形補償
手段で比例、積分補償を行う。従って、入力変化手段を
比例、積分補償することが可能になる。 （５６）上記（５３）において、上記入力部線形補償手
段が比例、微分補償であることを特徴とするヒステリシ
スを有するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the input linear compensation means performs proportional and integral compensation. Therefore, it becomes possible to perform proportional and integral compensation on the input changing means. (56) The control device for an actuator having hysteresis according to (53), wherein the input linear compensation means is proportional or differential compensation.
【０１２１】このような構成では、上記入力部線形補償
手段で比例、微分補償を行う。従って、入力変化手段を
比例、微分補償することが可能になる。 （５７）上記（５３）において、上記入力部線形補償手
段が比例、積分、微分補償であることを特徴とするヒス
テリシスを有するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the input section linear compensating means performs proportional and differential compensation. Therefore, it becomes possible to perform proportional and differential compensation on the input changing means. (57) The control device for an actuator having hysteresis as set forth in (53), wherein the input linear compensation means is proportional, integral, or differential compensation.
【０１２２】このような構成では、上記入力部線形補償
手段で比例、積分、微分補償を行う。従って、入力変化
手段を比例、積分、微分補償することが可能になる。 （５８）上記（５３）において、指令入力信号と上記測
定出力信号の差分信号を出力する比較手段と、上記差分
信号に対して線形補償を行い上記目標入力信号を出力す
る線形補償手段を有し、上記出力信号が上記指令入力信
号に近づくことを特徴とするヒステリシスを有するアク
チュエータの制御装置。In such a configuration, proportional, integral, and differential compensation are performed by the input section linear compensating means. Therefore, it becomes possible to perform proportional, integral and differential compensation on the input changing means. (58) In the above (53), there is provided a comparing means for outputting a difference signal between the command input signal and the measurement output signal, and a linear compensating means for performing linear compensation on the difference signal and outputting the target input signal. A controller for an actuator having hysteresis, wherein the output signal approaches the command input signal.
【０１２３】このような構成では、上記比較手段で上記
指令入力信号と上記測定出力信号の差分信号を出力し、
上記線形補償手段で上記差分信号に対して線形補償を行
い上記目標入力信号を出力する。従って上記出力信号が
上記指令入力信号に近づく。 （５９）上記（５３）において、上記補正信号演算手段
が上記出力信号Ｘに基づき次式の関係で上記補正出力信
号Ｓを出力することを特徴とするヒステリシスを有する
アクチュエータの制御装置。In such a configuration, the comparison means outputs the difference signal between the command input signal and the measurement output signal,
The linear compensation means performs linear compensation on the differential signal and outputs the target input signal. Therefore, the output signal approaches the command input signal. (59) In the controller of the actuator having hysteresis as described in (53) above, the correction signal calculating means outputs the correction output signal S based on the output signal X in the following relationship.
【０１２４】[0124]
【数７】 (Equation 7)
【０１２５】但し、ｎは自然数、Ｘ0 及びＣk （ｋ＝０
〜ｎ）は定数を表わす。このような構成では、上記補正
信号演算手段が上記出力信号Ｘに基づき次式の関係で上
記補正出力信号Ｓを出力する。従って、位置制御性が向
上する。 （６０）上記（５９）において、上記補正信号演算手段
が上記出力信号Ｘに基づき次式の関係で上記補正出力信
号Ｓを出力することを特徴とするヒステリシスを有する
アクチュエータの制御装置。However, n is a natural number, X0 and Ck (k = 0
~ N) represents a constant. In such a configuration, the correction signal calculation means outputs the correction output signal S based on the output signal X according to the following equation. Therefore, the position controllability is improved. (60) In the control device for an actuator having hysteresis as described in (59) above, the correction signal calculation means outputs the correction output signal S based on the output signal X in the following relationship.
【０１２６】[0126]
【数８】 (Equation 8)
【０１２７】但しｎは自然数、Ｘ0 及びＣk （ｋ＝０〜
ｎ）は定数を表わす。このような構成では、上記補正信
号演算手段が上記出力信号Ｘに基づき次式の関係で上記
補正出力信号Ｓを出力する。従って、位置制御性が改善
される。 （６１）上記（５３）において、上記アクチュエータが
形状記憶合金アクチュエータであることを特徴とするヒ
ステリシスを有するアクチュエータの制御装置。However, n is a natural number, X0 and Ck (k = 0 to 0)
n) represents a constant. In such a configuration, the correction signal calculation means outputs the correction output signal S based on the output signal X according to the following equation. Therefore, the position controllability is improved. (61) The control device for an actuator having hysteresis according to (53), wherein the actuator is a shape memory alloy actuator.
【０１２８】このような構成では、形状記憶合金アクチ
ュエータが制御対象となる。従って、温度外乱に対して
ロバストになる。 （６２）上記（５３）において、上記アクチュエータが
ケモメカニカルゲルアクチュエータであることを特徴と
するヒステリシスを有するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the shape memory alloy actuator is the control target. Therefore, it is robust against temperature disturbance. (62) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (53), wherein the actuator is a chemo-mechanical gel actuator.
【０１２９】このような構成では、ケモメカニカルゲル
アクチュエータが制御対象になる。従って、ｐＨ外乱に
対してロバストになる。 （６３）上記（５３）において、上記アクチュエータが
ピエゾアクチュエータであることを特徴とするヒステリ
シスを有するアクチュエータの制御装置。With such a configuration, the chemo-mechanical gel actuator is the control target. Therefore, it is robust against pH disturbance. (63) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (53), wherein the actuator is a piezo actuator.
【０１３０】このような構成では、制御対象がピエゾア
クチュエータになる。従って、電界外乱に対してロバス
トになる。 （６４）上記（５８）において、上記アクチュエータが
形状記憶合金アクチュエータであることを特徴とするヒ
ステリシスを有するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the controlled object is the piezo actuator. Therefore, it is robust against electric field disturbance. (64) The control device for an actuator having hysteresis according to (58), wherein the actuator is a shape memory alloy actuator.
【０１３１】このような構成では、形状記憶合金アクチ
ュエータが制御対象になり、位置制御が行われる。従っ
て、温度外乱に対してロバストな位置制御系が構成され
る。 （６５）上記（５８）において、上記アクチュエータが
ケモメカニカルゲルアクチュエータであることを特徴と
するヒステリシスを有するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the shape memory alloy actuator is the control target, and the position control is performed. Therefore, a position control system that is robust against temperature disturbance is configured. (65) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (58), wherein the actuator is a chemo-mechanical gel actuator.
【０１３２】このような構成では、ケモメカニカルゲル
アクチュエータが制御対象になり、位置制御が行われ
る。従って、ｐＨ外乱に対してロバストな位置制御系が
構成される。 （６６）上記（５８）において、上記アクチュエータが
ピエゾアクチュエータであることを特徴とするヒステリ
シスを有するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the chemo-mechanical gel actuator is the control target, and the position control is performed. Therefore, a position control system that is robust against pH disturbance is configured. (66) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (58), wherein the actuator is a piezo actuator.
【０１３３】このような構成では、ピエゾアクチュエー
タが制御対象になり、位置制御が行われる。従って、電
界外乱に対してロバストな位置制御系が構成される。 （６７）上記（６１）において、上記入力変化手段が抵
抗対ヒータであることを特徴とするヒステリシスを有す
るアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the piezo actuator is the control target and the position control is performed. Therefore, a position control system that is robust against electric field disturbance is configured. (67) The control device for an actuator having hysteresis as set forth in (61), wherein the input changing means is a resistance pair heater.
【０１３４】このような構成では、抵抗対ヒータにより
入力が変化する。従って、温度を変化可能にする。 （６８）上記（６１）において、上記出力測定手段が歪
みゲージであることを特徴とするヒステリシスを有する
アクチュエータの制御装置。In such a structure, the input changes depending on the resistance and the heater. Therefore, the temperature can be changed. (68) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (61), wherein the output measuring means is a strain gauge.
【０１３５】このような構成では、歪みゲージにより出
力が測定される。従って、歪みが測定可能となる。 （６９）上記（６２）において、上記入力変化手段が電
極からなるｐＨ変化装置であることを特徴とするヒステ
リシスを有するアクチュエータの制御装置。In such a structure, the output is measured by the strain gauge. Therefore, the strain can be measured. (69) In the control device for an actuator having hysteresis as described in (62), the input changing means is a pH changing device including an electrode.
【０１３６】このような構成では、電極からなるｐＨ変
化装置で入力が変化する。従って、ｐＨ変化を可能にす
る。 （７０）上記（６２）において、上記出力測定手段がリ
ニアゲージであることを特徴とするヒステリシスを有す
るアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the input is changed by the pH changing device composed of the electrodes. Therefore, a pH change is possible. (70) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (62), wherein the output measuring means is a linear gauge.
【０１３７】このような構成では、リニアゲージで出力
を測定する。従って、体積変化が測定可能となる。 （７１）上記（６３）において、上記入力変化手段が電
極からなる電界変化装置であることを特徴とするヒステ
リシスを有するアクチュエータの制御装置。With such a configuration, the output is measured with a linear gauge. Therefore, the volume change can be measured. (71) The control device for an actuator having hysteresis as set forth in (63), wherein the input changing means is an electric field changing device including electrodes.
【０１３８】このような構成では、電界変化装置で入力
が変化する。従って、電界が可変となる。 （７２）上記（６３）において、上記出力測定手段がレ
ーザー変位計であることを特徴とするヒステリシスを有
するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the input changes with the electric field changing device. Therefore, the electric field is variable. (72) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (63), wherein the output measuring means is a laser displacement meter.
【０１３９】このような構成では、レーザー変位計で出
力を測定する。従って、変位量が測定可能になる。 （７３）上記（６４）において、上記入力変化手段が抵
抗対ヒータであることを特徴とするヒステリシスを有す
るアクチュエータの制御装置。With such a configuration, the output is measured by the laser displacement meter. Therefore, the amount of displacement can be measured. (73) The control device for an actuator having hysteresis as set forth in (64), wherein the input changing means is a resistance pair heater.
【０１４０】このような構成では、抵抗対ヒータで入力
変化を行い位置制御する。従って、温度を入力とする位
置制御が可能になる。 （７４）上記（６４）において、上記出力測定手段が歪
みゲージであることを特徴とするヒステリシスを有する
アクチュエータの制御装置。In such a configuration, the position is controlled by changing the input with the resistor and the heater. Therefore, position control using temperature as an input becomes possible. (74) The control device for an actuator having hysteresis as set forth in (64), wherein the output measuring means is a strain gauge.
【０１４１】このような構成では、歪みゲージで出力測
定を行い位置制御する。従って、歪みを出力とする位置
制御が可能となる。 （７５）上記（６５）において、上記入力変化手段が電
極からなるｐＨ変化装置であることを特徴とするヒステ
リシスを有するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the output is measured by the strain gauge and the position is controlled. Therefore, it becomes possible to perform position control using the distortion as an output. (75) The control device for an actuator having hysteresis as described in (65) above, wherein the input changing means is a pH changing device including an electrode.
【０１４２】このような構成では、ｐＨ変化装置で入力
変化を行い位置制御する。従って、ｐＨを入力とする位
置制御が可能になる。 （７６）上記（６５）において、上記出力測定手段がリ
ニアゲージであることを特徴とするヒステリシスを有す
るアクチュエータの制御装置。With such a configuration, the pH changing device changes the input to control the position. Therefore, position control using pH as an input becomes possible. (76) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (65), wherein the output measuring means is a linear gauge.
【０１４３】このような構成では、リニアゲージで出力
測定を行い位置制御する。従って、体積変化を出力とす
る位置制御が可能となる。 （７７）上記（６６）において、上記入力変化手段が電
極からなる電界変化装置であることを特徴とするヒステ
リシスを有するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the output is measured by the linear gauge and the position is controlled. Therefore, it becomes possible to perform position control using volume change as an output. (77) The control device for an actuator having hysteresis as set forth in (66), wherein the input changing means is an electric field changing device including electrodes.
【０１４４】このような構成では、電界変化装置で入力
変化を行い位置制御する。従って、電界を入力とする位
置制御が可能になる。 （７８）上記（６６）において、上記出力測定手段がレ
ーザー変位計であることを特徴とするヒステリシスを有
するアクチュエータの制御装置。In such a configuration, the electric field changing device changes the input to control the position. Therefore, position control using the electric field as an input becomes possible. (78) The control device for an actuator having hysteresis according to the above (66), wherein the output measuring means is a laser displacement meter.
【０１４５】このような構成では、レーザー変位計で出
力測定を行い位置制御する。従って、変位を出力とする
位置制御が可能となる。但し、線形関係とは、入出力の
許容範囲、及び所定の誤差範囲内において、入力の振幅
がＫ倍になれば出力の振幅がＫ倍となり、それぞれの周
波数はその位相関係を除いて変化しないことを意味す
る。In such a structure, the output is measured by the laser displacement meter and the position is controlled. Therefore, it becomes possible to perform position control using displacement as an output. However, the linear relationship means that when the input amplitude becomes K times, the output amplitude becomes K times within the input / output allowable range and the predetermined error range, and the respective frequencies do not change except for the phase relationship. Means that.
【０１４６】[0146]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
アクチュエータの現在の状態量をモニタし、この情報に
基づいてヒステリシスを有するアクチュエータの線形化
を行い、更にこの線形化されたアクチュエータに対して
線形フィードバック補償を設けることによって高精度の
位置決めを可能にするヒステリシスを有するアクチュエ
ータの制御装置を提供することができる。As described in detail above, according to the present invention,
Accurate positioning is possible by monitoring the current state quantity of the actuator, linearizing the actuator with hysteresis based on this information, and providing linear feedback compensation for this linearized actuator. A control device for an actuator having hysteresis can be provided.
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るヒステリシス
を有するアクチュエータの制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control device for an actuator having hysteresis according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るヒステリシス
を有するアクチュエータの制御装置の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a control device for an actuator having hysteresis according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るヒステリシス
を有するアクチュエータの制御装置の構成の一部を詳細
に示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing in detail a part of the configuration of the control device for the actuator having hysteresis according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るヒステリシス
を有するアクチュエータの制御装置を説明するための温
度−歪みヒステリシス図である。FIG. 4 is a temperature-strain hysteresis diagram for explaining a control device for an actuator having hysteresis according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るヒステリシス
を有するアクチュエータの制御装置を説明するための電
圧−出力ヒステリシス図である。FIG. 5 is a voltage-output hysteresis diagram for explaining the control device for the actuator having hysteresis according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るヒステリシス
を有するアクチュエータの制御装置を説明するためのタ
イムチャートである。FIG. 6 is a time chart for explaining a control device for an actuator having hysteresis according to the first embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るヒステリシス
を有するアクチュエータの制御装置を説明するためのカ
ープフィッティング図である。FIG. 7 is a carp fitting diagram for explaining the control device for the actuator having hysteresis according to the first embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るヒステリシス
を有するアクチュエータの制御装置を説明するためのス
テップ応答図である。FIG. 8 is a step response diagram for explaining the control device for the actuator having hysteresis according to the first embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るヒステリシス
を有するアクチュエータの制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a control device for an actuator having hysteresis according to a second embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るヒステリシ
スを有するアクチュエータの制御装置の一部の構成を詳
細に示す示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing in detail a part of the configuration of the control device for the actuator having hysteresis according to the second embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るヒステリシ
スを有するアクチュエータの制御装置の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a control device for an actuator having hysteresis according to a third embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係るヒステリシ
スを有するアクチュエータの制御装置の構成の一部を詳
細に示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing in detail a part of a configuration of a control device for an actuator having hysteresis according to a third embodiment of the present invention.
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係るヒステリシ
スを有するアクチュエータの制御装置の模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram of a control device for an actuator having hysteresis according to a third embodiment of the present invention.
１…形状記憶合金、２…歪みゲージ、３…抵抗ヒータ、
４…補正出力部、５…目標入力信号、６…加算部、７…
指令入力信号、８…比較部、９…線形補償部、１０，１
１…ブロック、１２…出力信号、１３…制御チップ、１
４…接地用端子、１５…電源端子、１６〜１９…配線、
２０…ケーブル、２１…初期化指令信号、２２…初期化
部、２３…初期化信号、２４…パラメータ調整用信号、
２５…端子、２６…スイッチ、２７…三次関数、２８…
熱電対、２９…入力部線形補償部、３０…入力減算部、
３１，３２…配線、３３…ブロック。1 ... Shape memory alloy, 2 ... Strain gauge, 3 ... Resistance heater,
4 ... Correction output section, 5 ... Target input signal, 6 ... Addition section, 7 ...
Command input signal, 8 ... Comparison unit, 9 ... Linear compensation unit, 10, 1
1 ... Block, 12 ... Output signal, 13 ... Control chip, 1
4 ... Grounding terminal, 15 ... Power supply terminal, 16-19 ... Wiring,
20 ... Cable, 21 ... Initialization command signal, 22 ... Initialization part, 23 ... Initialization signal, 24 ... Parameter adjustment signal,
25 ... terminal, 26 ... switch, 27 ... cubic function, 28 ...
Thermocouple, 29 ... Input section linear compensation section, 30 ... Input subtraction section,
31, 32 ... Wiring, 33 ... Block.
Claims (3)
有するアクチュエータを制御する制御装置において、 目標入力信号と上記アクチュエータからの出力信号とを
受けて上記アクチュエータへの入力信号を演算出力する
演算出力手段と、 上記目標入力信号と上記入力信号を同位相とする補正手
段と、 上記目標入力信号と上記出力信号とを線形関係とする線
形補償手段と、を具備することを特徴とするヒステリシ
スを有するアクチュエータの制御装置。1. A control device for controlling an actuator whose input-output relationship has a hysteresis, wherein a calculation output means for receiving a target input signal and an output signal from the actuator and calculating and outputting the input signal to the actuator. An actuator having hysteresis, comprising: a target input signal and a correction unit that makes the input signal in phase with each other; and a linear compensation unit that makes a linear relationship between the target input signal and the output signal. Control device.
有するアクチュエータを制御する制御装置において、 上記アクチュエータからの出力信号を受けて補正出力信
号を演算する補正信号演算手段と、 目標入力信号と上記補正出力信号とを受けて両者の和か
ら上記アクチュエータへの入力信号を生成し出力する加
算手段と、 上記目標入力信号と上記入力信号を同位相とする補正手
段と、 上記目標入力信号と上記出力信号を線形関係とする線形
補償手段と、 を具備することを特徴とするヒステリシスを有するアク
チュエータの制御装置。2. A control device for controlling an actuator whose input-output relationship has a hysteresis, in which a correction signal calculating means for calculating a correction output signal by receiving an output signal from said actuator, a target input signal and said correction signal. Adder means for receiving the output signal and generating and outputting an input signal to the actuator from the sum of the two, correction means for making the target input signal and the input signal in phase, the target input signal and the output signal And a linear compensating means having a linear relationship, and a controller for an actuator having hysteresis, comprising:
有するアクチュエータを制御する制御装置において、 上記アクチュエータの入力を変化させる入力変化手段
と、 上記アクチュエータの出力を測定する出力測定手段と、 上記入力変化手段への目標入力信号と上記出力測定手段
からの測定出力信号とを受けて上記入力変化手段への入
力信号を演算し出力する演算出力手段と、 上記目標入力信号と上記入力信号とを同位相とする補正
手段と、 上記目標入力信号と上記測定出力信号とを線形関係とす
る線形補償手段と、を具備することを特徴とするヒステ
リシスを有するアクチュエータの制御装置。3. A control device for controlling an actuator whose input-output relationship has hysteresis, wherein input changing means for changing the input of the actuator, output measuring means for measuring the output of the actuator, and the input change. Means for calculating and outputting an input signal to the input changing means by receiving a target input signal to the means and a measurement output signal from the output measuring means, and the target input signal and the input signal in phase A controller for an actuator having hysteresis, comprising: a compensating unit that makes a linear relationship between the target input signal and the measured output signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7189209A JPH0947043A (en) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | Controller for actuator having hysteresis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7189209A JPH0947043A (en) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | Controller for actuator having hysteresis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0947043A true JPH0947043A (en) | 1997-02-14 |
Family
ID=16237373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7189209A Pending JPH0947043A (en) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | Controller for actuator having hysteresis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0947043A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006271110A (en) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Taiheiyo Cement Corp | Control method of ultrasonic motor |
| JP2008245339A (en) * | 2007-03-23 | 2008-10-09 | Honda Motor Co Ltd | Control method of piezoelectric actuator |
-
1995
- 1995-07-25 JP JP7189209A patent/JPH0947043A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006271110A (en) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Taiheiyo Cement Corp | Control method of ultrasonic motor |
| JP4585346B2 (en) * | 2005-03-24 | 2010-11-24 | 太平洋セメント株式会社 | Control method of ultrasonic motor |
| JP2008245339A (en) * | 2007-03-23 | 2008-10-09 | Honda Motor Co Ltd | Control method of piezoelectric actuator |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040316 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040727 |