JPH10198435A - Hydraulic pressure controller - Google Patents

Hydraulic pressure controller

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JPH10198435A
JPH10198435A JP9000752A JP75297A JPH10198435A JP H10198435 A JPH10198435 A JP H10198435A JP 9000752 A JP9000752 A JP 9000752A JP 75297 A JP75297 A JP 75297A JP H10198435 A JPH10198435 A JP H10198435A
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pressure
control
valve opening
time constant
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Koki Kato
弘毅 加藤
Kazuhide Maehata
一英 前畑
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the control performance of a hydraulic pressure controller capable of compensating the characteristic change of a controlled target due to variation in the hydraulic pressure (objective pressure) of a fluid line and the valve passage flow rate of a control valve by a correction circuit and holding effective control performance. SOLUTION: The hydraulic pressure controller for executing feedback control so as to allow the pressure Pb of a port 6 on the hydraulic actuator 3 side of a proportional electromagnetic type pressure control valve 1 to coincide with a pressure command Pbr is provided with the correction circuit 30 for correcting a reference valve opening command xr calculated by a control operation circuit 11 based on a deviation between the presure Pb of the port 6 and the pressure command Pbr to a corrected valve opening command xr in accordance with the change of a DC gain of a controlled target (the actuator 3, a valve (stop part) 14 and a valve opening control circuit 13) from a DC gain reference valve K0 and the change of the time constant of the controlled target from a time constant reference value T0 .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、流体ラインに介装
した圧力制御弁により流体ラインの圧力を制御する流体
圧力制御装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a fluid pressure control device for controlling a pressure in a fluid line by a pressure control valve interposed in the fluid line.

【0002】[0002]

【従来の技術】油圧ライン等の流体ラインに比例制御弁
を介装し、操作信号に応じてこの比例制御弁の開度を制
御することにより、流体圧力を目標の圧力に設定する流
体圧力制御装置としては、例えば図5に示すようなもの
が知られている。
2. Description of the Related Art A fluid pressure control for setting a fluid pressure to a target pressure by interposing a proportional control valve in a fluid line such as a hydraulic line and controlling the opening of the proportional control valve in accordance with an operation signal. As a device, for example, a device as shown in FIG. 5 is known.

【0003】図示されるように、比例電磁式制御弁9
は、油圧アクチュエータ3とタンク5との間に介装さ
れ、油圧アクチュエータ3の油圧室3aからの作動油を
タンク5側に逃がすリリーフ弁として働き、油圧アクチ
ュエータ3側のポート6の圧力Pbを圧力指令(目標圧
力)Pbrと一致するように制御する(リリーフ制御)。
As shown in the figure, a proportional electromagnetic control valve 9 is provided.
It is interposed between the hydraulic actuator 3 and the tank 5 acts as a relief valve for releasing the hydraulic oil from the hydraulic chamber 3a of the hydraulic actuator 3 to the tank 5 side, the hydraulic actuator 3 side pressure P b port 6 Control is performed so as to match the pressure command (target pressure) Pbr (relief control).

【0004】このポート6の圧力Pbは圧力センサ15
により検出され、この圧力Pbと圧力指令Pbrとの偏差
が加算器10により演算されて、弁開度演算手段である
制御演算回路11に入力される。このようにして偏差が
入力された制御演算回路11は、弁開度指令xrを演算
し、弁開度制御回路13に入力する。
[0004] The pressure P b of the port 6, the pressure sensor 15
Is detected by the deviation between the pressure P b and the pressure command P br is computed by an adder 10, it is inputted to the control arithmetic circuit 11 is a valve opening calculating means. Such control arithmetic circuit 11 which deviation is input in the calculates the valve opening command x r, is inputted to the valve opening degree control circuit 13.

【0005】具体的には、制御演算回路11は、ポート
圧力Pbが圧力指令Pbrより小さければ制御弁1の開度
xを減じ、ポート圧力Pbが圧力指令Pbrより大きけれ
ば制御弁1の開度xを増すように、基準弁開度指令xr
を算出し、これを弁開度制御回路13へと入力する。
[0005] Specifically, the control arithmetic circuit 11, the port pressure P b subtracting the pressure command P br if smaller opening x of the control valve 1 from the port pressure P b is a control valve greater than the pressure command P br In order to increase the opening x of 1, the reference valve opening command xr
Is calculated and input to the valve opening control circuit 13.

【0006】そして、この弁開度制御回路13には開度
センサ16により検出された弁開度xが入力され、弁開
度制御回路13はこの実際の弁開度xが基準弁開度指令
rと一致するように弁(絞り部)14を制御する。
Then, the valve opening x detected by the opening sensor 16 is input to the valve opening control circuit 13, and the valve opening control circuit 13 uses the actual valve opening x as a reference valve opening command. controlling the valve (throttle section) 14 to match the x r.

【0007】図6、図7には、このような比例電磁式圧
力制御弁9によるポート6の圧力Pbの制御結果の一例
を示す。ここで、圧力指令Pbrは図中破線で示した矩形
波で与えられ、そのときの圧力Pbの波形が実線で示さ
れる。
[0007] Figure 6, Figure 7 shows an example of the control result of the pressure P b of port 6 due to such proportional electromagnetic type pressure control valve 9. Here, the pressure command P br is given by the square wave indicated by a broken line in the figure, the waveform of the pressure P b at that time is shown by a solid line.

【0008】この制御によれば、図から見てとれるよう
に、圧力Pbは最終的には圧力指令Pbrに収束するもの
の、図6に示すように指令圧力Pbrおよび弁14の通過
流量が略最適調整条件(この例では圧力指令Pbr=20
0〜250kgf/cm2、弁通過流量Q=300L/
min)にあるときでも、速やかな応答が得られる訳で
はない。特に、図7に示すように、弁通過流量Qが50
L/minと少ないときには、弁通過流量Qが大きなと
きと同様に弁開度を変化させたのでは急激な圧力変動を
生じてしまい、ハンチングを引き起こして、応答特性が
著しく悪化してしまう。
According to this control, as can be seen from the figure, the pressure P b although eventually converges to the pressure command P br, flow rate through the command pressure P br and the valve 14 as shown in FIG. 6 Are approximately optimal adjustment conditions (in this example, the pressure command P br = 20
0 to 250 kgf / cm 2 , flow rate Q = 300 L /
min), a quick response is not always obtained. In particular, as shown in FIG.
When L / min is small, if the valve opening is changed in the same manner as when the valve passing flow rate Q is large, sudden pressure fluctuations occur, causing hunting, and response characteristics are remarkably deteriorated.

【0009】そこで、図8に示すような補正回路12
を、制御演算回路11と弁開度制御回路13との間に介
装することにより、指令圧力Pbrおよび弁14の通過流
量が略最適調整条件にないときにも、制御特性を向上さ
せることが考えられる(図1参照)。
Therefore, the correction circuit 12 shown in FIG.
Is interposed between the control arithmetic circuit 11 and the valve opening degree control circuit 13 to improve the control characteristics even when the command pressure Pbr and the flow rate through the valve 14 are not substantially under the optimal adjustment conditions. (See FIG. 1).

【0010】この補正回路12は、ポート6の圧力Pb
および弁通過流量Qの変化による制御対象(弁開度制御
回路13、弁14、油圧アクチュエータ3の油圧室3a
からなる系)の直流ゲインKの変化を打ち消すための回
路である。すなわち、一般に、図5に示すような比例電
磁式圧力制御弁9の制御演算回路11で採用されている
制御方式(例えばPI制御法)は線形制御理論に基づい
たものであり、制御対象の特性が一定であること(制御
対象が定常線形システムであること)が良い制御性能を
得るための必要条件である。これに対して補正回路12
は、制御対象(図5の弁開度制御回路13、弁14、油
圧アクチュエータ3の油圧室3aからなる系)の特性変
化に対応するため、制御対象の特性を特徴づける直流ゲ
インKの変化に応じて、弁開度指令xrを補正し、制御
特性の向上を図る。
The correction circuit 12 determines the pressure P b of the port 6
And the control object based on the change in the valve passing flow rate Q (the valve opening control circuit 13, the valve 14, the hydraulic chamber 3a of the hydraulic actuator 3)
This is a circuit for canceling the change in the DC gain K of the system comprising: That is, in general, a control method (for example, PI control method) employed in the control operation circuit 11 of the proportional electromagnetic pressure control valve 9 as shown in FIG. Is constant (the controlled object is a stationary linear system) is a necessary condition for obtaining good control performance. On the other hand, the correction circuit 12
Corresponds to the change in the characteristic of the control target (the system including the valve opening control circuit 13, the valve 14, and the hydraulic chamber 3a of the hydraulic actuator 3 in FIG. 5). Accordingly, the valve opening command xr is corrected to improve the control characteristics.

【0011】なお、制御対象の特性がポート6の圧力P
bおよび弁通過流量Qに依存することは以下のように示
すことができる。
The characteristic of the control object is the pressure P of the port 6.
The dependence on b and the valve passing flow rate Q can be shown as follows.

【0012】まず、制御対象の伝達関数は、 Pb/xr=K/(Ts+1) …(1) と表すことができる。ただし、Kは直流ゲイン、Tは時
定数であり、ともに制御対象の特性を表す係数である。
[0012] First, the transfer function of the controlled object can be expressed as P b / x r = K / (Ts + 1) ... (1). Here, K is a DC gain, and T is a time constant, both of which are coefficients representing characteristics of a controlled object.

【0013】ここで、直流ゲインKは、 K=α(ΔP3/2/Q) …(2) で与えられる。ただし、ΔPはポート6とポート7(弁
14のタンク側のポート)との圧力差Pa−Pbであり、
αは定数である。
Here, the DC gain K is given by K = α (ΔP 3/2 / Q) (2) However, [Delta] P is the pressure difference P a -P b between port 6 and port 7 (the tank side port of the valve 14),
α is a constant.

【0014】この式(2)から分かるように、直流ゲイ
ンKは圧力差ΔPと流量Qとに依存し、したがって制御
対象の特性は、Pa、Pb、およびQに依存することが分
かる。
As can be seen from the equation (2), it is understood that the DC gain K depends on the pressure difference ΔP and the flow rate Q, and therefore the characteristics of the controlled object depend on P a , P b , and Q.

【0015】さて、この補正回路12には、制御演算回
路11から基準弁開度指令xrが、また圧力センサ1
5、開度センサ16、圧力センサ17からの検出値とし
て、それぞれポート6の圧力Pb、弁14の開度x、ポ
ート7の圧力Paが入力され、基準弁開度指令xrを補正
した補正弁開度指令xrcを弁開度制御回路13へと出力
する。そして、補正回路12内部では、流量推定回路2
1が各センサにより検出された検出値(圧力Pb、開度
x、圧力Pa)から弁通過流量Qを算出し、直流ゲイン
演算回路22が、この弁通過流量Qおよび弁上流下流の
圧力差Pa−Pbから、現在の直流ゲインKを算出する。
補正係数演算回路23は、この直流ゲインKとあらかじ
め記憶している基準直流ゲインK0から補正係数Cを算
出し、乗算器24により、制御演算回路11からの基準
弁開度指令xrが補正弁開度指令xrcへと補正される。
[0015] Now, this correction circuit 12, the reference valve opening command x r from the control arithmetic circuit 11, and the pressure sensor 1
5, position sensor 16, as a detection value from the pressure sensor 17, the pressure P b of each port 6, the opening x of the valve 14, the pressure P a port 7 is input, corrects the reference valve opening command x r The corrected valve opening command xrc is output to the valve opening control circuit 13. Then, inside the correction circuit 12, the flow rate estimation circuit 2
1 is detected values detected by the sensors to calculate the (pressure P b, the opening x, the pressure P a) a valve passing flow Q, the DC gain calculating circuit 22, the valve passing flow Q and valves upstream and downstream of the pressure from the difference P a -P b, it calculates the current of the DC gain K.
Correction coefficient calculating circuit 23 calculates the correction coefficient C from the reference DC gain K 0 stored in advance with the DC gain K, a multiplier 24, the reference valve opening command x r is corrected from the control arithmetic circuit 11 It is corrected to the valve opening command xrc .

【0016】図9、図10には、この補正回路12によ
る補正がある場合の制御特性の変化を示す。図から見て
とれるように、図9に示すような最適調整状態では、圧
力P b変化のために十分な弁開度xが確保され、圧力Pb
は目標圧力に速やかに収束する。
FIG. 9 and FIG.
4 shows a change in control characteristics when there is a correction. From the diagram
As shown in FIG. 9, in the optimal adjustment state as shown in FIG.
Force P bA sufficient valve opening x is secured for the change and the pressure Pb
Quickly converges to the target pressure.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この補
正回路12を用いた場合でも、図10に示すように弁通
過流量Qが50L/minと少ないときには、依然とし
て行き過ぎ量を抑制できず、応答特性の改善は十分のも
のとは言えない。
However, even when the correction circuit 12 is used, when the valve passing flow rate Q is as small as 50 L / min as shown in FIG. The improvement is not enough.

【0018】本発明は、このような問題点に着目してな
されたものであり、補正回路により、流体ラインの流体
圧力(目標圧力)および制御弁の弁通過流量の変動によ
る制御対象の特性変化を補償して、良好な制御性能を保
ち得る流体圧力制御装置において、さらに制御性能を向
上させ得るものを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and the correction circuit uses a correction circuit to change the characteristic of the control object due to the fluctuation of the fluid pressure (target pressure) of the fluid line and the flow rate of the control valve. It is an object of the present invention to provide a fluid pressure control device capable of maintaining good control performance by compensating for the above, and further improving the control performance.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、油圧アク
チュエータに接続した流体ラインと、この流体ラインに
介装された制御弁と、前記流体ラインの流体圧力を検出
する流体圧力検出手段と、この流体圧力の検出値と目標
圧力との偏差に基づいて前記制御弁の基準弁開度指令を
決定する弁開度指令演算手段と、前記制御弁の弁開度を
検出する弁開度検出手段と、この弁開度検出手段により
検出された弁開度が前記補正弁開度指令と一致するよう
に前記制御弁の弁開度を制御する弁開度制御手段とを備
えた流体圧力制御装置において、制御対象の直流ゲイン
を演算する直流ゲイン演算手段及びこの直流ゲイン演算
手段により演算された制御対象の現在の直流ゲインと基
準直流ゲインとに基づいて弁開度指令を補正する直流ゲ
イン補正手段と、制御対象の時定数の変化を演算する時
定数演算手段及びこの時定数演算手段により演算された
制御対象の現在の時定数と時定数基準値とに基づいて弁
開度指令を補正する時定数補正手段とを備えた。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fluid line connected to a hydraulic actuator, a control valve interposed in the fluid line, and a fluid pressure detecting means for detecting a fluid pressure of the fluid line. A valve opening command calculating means for determining a reference valve opening command for the control valve based on a deviation between the detected value of the fluid pressure and a target pressure; and a valve opening detection for detecting a valve opening of the control valve. Means for controlling the valve opening of the control valve so that the valve opening detected by the valve opening detecting means coincides with the correction valve opening command. In the apparatus, DC gain calculating means for calculating a DC gain of a controlled object, and DC gain correction for correcting a valve opening command based on a current DC gain and a reference DC gain of the controlled object calculated by the DC gain calculating means. Means, Time constant calculating means for calculating a change in the time constant of the controlled object, and time constant correction for correcting the valve opening command based on the current time constant of the controlled object calculated by the time constant calculating means and the time constant reference value. Means.

【0020】第2の発明では、前記時定数基準値は、前
記流体ラインの流体圧力と前記制御弁の通過流量が所定
の最適値を持つ最適調整状態における制御対象の時定数
である。
In the second invention, the time constant reference value is a time constant of a controlled object in an optimal adjustment state in which the fluid pressure in the fluid line and the flow rate through the control valve have a predetermined optimal value.

【0021】[0021]

【作用】本発明では、制御対象に補正弁開度指令を入力
して制御弁の弁開度を調節することにより流体ラインの
圧力を制御するが、この補正弁開度指令は、基準となる
最適調整状態における流体ラインの流体圧力(目標圧
力)および制御弁の通過流量に最適なものとして弁開度
演算手段から出力された基準弁開度指令を、補正手段に
より補正して算出される。この場合、補正手段は、制御
対象の現在の直流ゲインを演算し、この直流ゲインと基
準直流ゲインとに基づいて、制御対象の直流ゲインの変
化分を相殺するように基準弁開度指令を補正するととも
に、制御対象の現在の時定数を演算し、この時定数と時
定数基準値とに基づいて、制御対象の時定数の変化分を
も相殺するように基準弁開度指令を補正するので、補正
弁開度指令は制御対象の変動を正しく反映した補正がな
されたものとなる。
According to the present invention, the pressure in the fluid line is controlled by inputting a correction valve opening command to the control target and adjusting the valve opening of the control valve. The correction valve opening command serves as a reference. The reference valve opening command output from the valve opening calculating means as being optimal for the fluid pressure (target pressure) of the fluid line and the flow rate of the control valve in the optimal adjustment state is corrected and calculated by the correcting means. In this case, the correction means calculates the current DC gain of the control target, and corrects the reference valve opening command based on the DC gain and the reference DC gain so as to cancel the change in the DC gain of the control target. At the same time, the current time constant of the controlled object is calculated, and based on this time constant and the time constant reference value, the reference valve opening command is corrected so as to offset the change in the time constant of the controlled object. The correction valve opening command is corrected so as to correctly reflect the fluctuation of the control target.

【0022】したがって、制御弁の弁開度は常に適切に
調整され、流体圧力制御装置は、流体ラインの流体圧力
および制御弁の通過流量の変化にかかわらず、常に良好
な制御特性を確保することができ、例えば弁通過流量が
小さな場合でも弁開度の変化が適切に抑制される結果、
圧力変動はハンチング等を起こさない良好な収束性を示
す。また、このような流体ラインの流体圧力および制御
弁の通過流量の変化に応じた制御(弁開度指令の補正)
は、数学モデルを用いて行うものであるので、制御弁の
動作範囲の複数点でのデータを計測しておき、この計測
データにしたがって弁開度指令を補正する必要はなく、
このような計測データを記憶する記憶手段も必要とされ
ないので、流体圧力制御装置の構成は複雑化することな
く、装置の低コスト化を図ることができる。
Therefore, the valve opening of the control valve is always appropriately adjusted, and the fluid pressure control device always ensures good control characteristics regardless of changes in the fluid pressure of the fluid line and the flow rate of the control valve. As a result, for example, even when the valve passing flow rate is small, the change in the valve opening is appropriately suppressed,
Pressure fluctuations show good convergence without hunting or the like. In addition, control according to changes in the fluid pressure of the fluid line and the flow rate through the control valve (correction of the valve opening command)
Is performed using a mathematical model, so it is not necessary to measure data at a plurality of points in the operating range of the control valve and correct the valve opening command according to the measured data.
Since a storage means for storing such measurement data is not required, the configuration of the fluid pressure control device is not complicated, and the cost of the device can be reduced.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0024】図1には、本発明の流体圧力制御装置の構
成を示す。
FIG. 1 shows the configuration of a fluid pressure control device according to the present invention.

【0025】図示されるように、比例電磁式圧力制御弁
1は、油圧アクチュエータ3とタンク5との間に介装さ
れ、油圧アクチュエータ3の油圧室3aからの作動油を
タンク5側に逃がすリリーフ弁として働き、油圧アクチ
ュエータ3側のポート6の圧力Pbを圧力指令(目標圧
力)Pbrと一致するように、リリーフ制御する。
As shown in the figure, a proportional electromagnetic pressure control valve 1 is interposed between a hydraulic actuator 3 and a tank 5, and a relief for releasing hydraulic oil from a hydraulic chamber 3a of the hydraulic actuator 3 to the tank 5 side. It acts as a valve, the pressure P b of port 6 of the hydraulic actuator 3 side pressure command so as to coincide with the (target pressure) P br, relieves control.

【0026】このポート6の圧力Pbは圧力センサ15
により検出され、この圧力Pbと圧力指令Pbrとの偏差
が加算器10により演算されて、弁開度演算手段である
制御演算回路11に入力される。このようにして偏差が
入力された制御演算回路11は、弁開度指令xrを演算
し、弁開度制御回路13に入力する。
[0026] The pressure P b of the port 6, the pressure sensor 15
Is detected by the deviation between the pressure P b and the pressure command P br is computed by an adder 10, it is inputted to the control arithmetic circuit 11 is a valve opening calculating means. Such control arithmetic circuit 11 which deviation is input in the calculates the valve opening command x r, is inputted to the valve opening degree control circuit 13.

【0027】具体的には、制御演算回路11は、ポート
圧力Pbが圧力指令Pbrより小さければ制御弁1の開度
xを減じ、ポート圧力Pbが圧力指令Pbrより大きけれ
ば制御弁1の開度xを増すように、基準弁開度指令xr
を算出し、これを弁開度制御回路13へと入力する。
[0027] Specifically, the control arithmetic circuit 11, the port pressure P b subtracting the pressure command P br if smaller opening x of the control valve 1 from the port pressure P b is a control valve greater than the pressure command P br In order to increase the opening x of 1, the reference valve opening command xr
Is calculated and input to the valve opening control circuit 13.

【0028】また、この弁開度制御回路13には開度セ
ンサ16により検出された弁開度xが入力され、弁開度
制御回路13はこの実際の弁開度xが基準弁開度指令x
rと一致するように弁(絞り部)14を制御する。
Further, the valve opening x detected by the opening sensor 16 is input to the valve opening control circuit 13, and the valve opening control circuit 13 uses the actual valve opening x as a reference valve opening command. x
The valve (throttle section) 14 is controlled so as to coincide with r .

【0029】さらに、この比例電磁式圧力制御弁1に
は、制御演算回路11と弁開度制御回路13との間に、
補正回路30が介装されるとともに、ポート7の圧力P
aを検出する圧力センサ17が備えられる。
The proportional electromagnetic pressure control valve 1 further includes a control operation circuit 11 and a valve opening degree control circuit 13
The correction circuit 30 is interposed, and the pressure P of the port 7 is
a pressure sensor 17 for detecting a a is provided.

【0030】補正回路30は、ポート6の圧力Pbおよ
び弁通過流量Qの変化による制御対象(弁開度制御回路
13、弁14、油圧アクチュエータ3の油圧室3aから
なる系)の特性変化を打ち消すための回路であり、従来
の補正回路12と同様に、制御演算回路11から基準弁
開度指令xrが、また圧力センサ15、開度センサ1
6、圧力センサ17からの検出値として、それぞれポー
ト6の圧力Pb、弁14の開度x、ポート7の圧力Pa
入力され、基準弁開度指令xrを補正した補正弁開度指
令xrcを弁開度制御回路13へと出力する。
The correction circuit 30, the pressure P b and the valve passing flow Q controlled object due to a change in the port 6 characteristic change in (the valve opening degree control circuit 13, a valve 14, a system consisting of hydraulic chambers 3a of the hydraulic actuator 3) a circuit for canceling, as with conventional correction circuit 12, the reference valve opening command x r from the control arithmetic circuit 11, and the pressure sensor 15, opening sensor 1
6, as the detection value from the pressure sensor 17, the pressure P b of each port 6, the opening x of the valve 14, the pressure P a port 7 is input, the correction valve opening reference valve opening command x r corrected The command x rc is output to the valve opening control circuit 13.

【0031】図2には、この補正回路30の内部構成を
示す。
FIG. 2 shows the internal configuration of the correction circuit 30.

【0032】図示されるように、補正回路30は、従来
の補正回路12と同様に、流量推定回路21と、直流ゲ
イン演算回路22と、補正係数演算回路23と、乗算器
24とを備えるとともに、補正回路12と異なる構成と
して、時定数演算回路25と、時定数補正回路26とを
備えている。本発明の補正回路30は、時定数演算回路
25と、時定数補正回路26を備えることにより、従来
の補正回路12と同様に制御対象の直流ゲインKの変化
分に基づく補正とともに、制御対象の時定数Tの変化分
に基づく補正を行い、最終的に補正弁開度指令xrcを得
るものである。
As shown in the figure, the correction circuit 30 includes a flow rate estimation circuit 21, a DC gain calculation circuit 22, a correction coefficient calculation circuit 23, and a multiplier 24, like the conventional correction circuit 12. , A time constant calculation circuit 25 and a time constant correction circuit 26 are provided. The correction circuit 30 of the present invention includes the time constant calculation circuit 25 and the time constant correction circuit 26, so that the correction based on the variation of the DC gain K of the control target and the correction of the control target similarly to the conventional correction circuit 12. The correction based on the change of the time constant T is performed, and finally a corrected valve opening command xrc is obtained.

【0033】すなわち、制御対象の特性を表す伝達関数
は、式(1)に示されるように、直流ゲインKのほか、
時定数Tをも含んでいる。そして、この時定数Tは、 T=βΔP/Q …(3) と表され、ΔPはポート6とポート7との圧力差Pa
b、弁通過流量Qの変化にしたがって変動する。した
がって、時定数Tの変化分を考慮して弁開度指令を補正
することにより、制御特性をさらに向上させることが可
能となる。なお、式(3)において、βは所定の定数で
ある。
That is, as shown in the equation (1), the transfer function representing the characteristic of the controlled object is, in addition to the DC gain K,
The time constant T is also included. The time constant T is expressed as follows: T = βΔP / Q (3), where ΔP is the pressure difference P a
P b fluctuates according to changes in the valve passing flow rate Q. Therefore, the control characteristics can be further improved by correcting the valve opening command in consideration of the change in the time constant T. In Expression (3), β is a predetermined constant.

【0034】この補正回路30の構成をさらに詳しく説
明すると、各センサにより検出された検出値(圧力
b、開度x、圧力Pa)は、まず流量推定回路21に入
力される。流量推定回路21は、これらの検出値を用い
て、弁通過流量Qを、 Q=γA(ΔP)1/2 …(4) として演算する。ただし、Aは弁開度xから算出される
弁14の開口面積、ΔPはポート6とポート7の圧力差
(すなわち弁14の上流と下流の圧力差)、γは定数で
ある。なお、この流量推定回路21は、流量センサによ
り代用することも可能である。
[0034] Explaining this correction circuit 30 constitutes a further detail, the detection values detected by the sensors (pressure P b, the opening x, the pressure P a) is first input to the flow rate estimation circuit 21. The flow rate estimating circuit 21 uses these detected values to calculate the valve passing flow rate Q as Q = γA (ΔP) 1/2 (4). Here, A is the opening area of the valve 14 calculated from the valve opening x, ΔP is the pressure difference between the ports 6 and 7 (that is, the pressure difference between the upstream and downstream of the valve 14), and γ is a constant. The flow rate estimation circuit 21 can be replaced by a flow rate sensor.

【0035】直流ゲイン演算回路22には、流量推定回
路21において演算された弁通路流量Qと、圧力Pb
圧力Paが入力され、制御対象(弁開度制御回路13、
弁14、および油圧アクチュエータ3の油圧室3aから
なる系)の直流ゲインKを、前述の式(2)を用いて算
出する。
In the DC gain calculation circuit 22, the valve passage flow rate Q calculated in the flow rate estimation circuit 21, the pressure P b ,
Pressure P a is input, the controlled object (the valve opening degree control circuit 13,
The DC gain K of the system composed of the valve 14 and the hydraulic chamber 3a of the hydraulic actuator 3 is calculated using the above-described equation (2).

【0036】補正係数演算回路23は、直流ゲイン演算
回路22で算出された直流ゲインKと直流ゲイン基準値
0から、補正係数CKを、 CK=K0/K …(5) として算出する。ただし、K0は制御演算回路11を最
適調整した状態における直流ゲインであり、この最適調
整状態でのポート6の圧力Pb、ポート7の圧力Pa、弁
通路流量Qから求められる。
The correction coefficient calculation circuit 23 calculates a correction coefficient C K from the DC gain K calculated by the DC gain calculation circuit 22 and the DC gain reference value K 0 as C K = K 0 / K (5) I do. However, K 0 is a DC gain in the optimum adjustment state of the control arithmetic circuit 11, the pressure P b of port 6 at the optimum adjustment state, the pressure P a of the port 7 is determined from the valve passage flow rate Q.

【0037】乗算器24は、このようにして算出された
補正係数CKを基準弁開度指令xrに乗じて得られた出力
信号を、時定数補正回路26へと入力する。
The multiplier 24, an output signal obtained by multiplying the correction coefficient C K calculated in this manner to the reference valve opening command x r, is input to the time constant correction circuit 26.

【0038】一方、流量推定回路21において演算され
た弁通路流量Qと、圧力Pb、圧力Paは、時定数演算回
路25に対しても入力される。
On the other hand, a valve passage flow rate Q computed in flow rate estimation circuit 21, the pressure P b, the pressure P a is input also to the time constant calculating circuit 25.

【0039】時定数演算回路25は、ポート6の圧力P
bとポート7の圧力Paとの圧力差ΔP(=|Pa−P
b|)と弁通過流量Qとから、式(3)を用いて、制御
対象の現在の時定数Tを演算する。
The time constant calculation circuit 25 calculates the pressure P
the pressure difference ΔP between the pressure P a and b and the port 7 (= | P a -P
b |) and the valve passing flow rate Q, the equation (3) is used to calculate the current time constant T of the controlled object.

【0040】この現在の時定数Tは時定数補正回路26
へと入力される。そして、時定数補正回路26の伝達関
数は、この時定数Tと基準時定数T0とから、 C(s)=(Ts+1)/(T0s+1) …(6) と設定される。なお、基準時定数T0は、最適調整状態
における弁通路流量Qと、圧力Pb、圧力Paから、式
(3)を用いて演算されたものである。
The current time constant T is calculated by the time constant correction circuit 26.
Is entered. Then, the transfer function of the time constant correction circuit 26 from the time constant T and the reference time constant T 0 Prefecture, is set to C (s) = (Ts + 1) / (T 0 s + 1) ... (6). The reference time constant T 0 is, the valve passage flow rate Q at the optimum adjustment state, the pressure P b, from the pressure P a, is one that is calculated using equation (3).

【0041】この式(6)に示される時定数補正回路2
6の伝達関数により、乗算器24からの出力信号が変換
され、この変換された信号が補正弁開度指令xrcとな
る。この補正弁開度指令xrcは、弁開度制御回路13へ
と出力される。
The time constant correction circuit 2 shown in the equation (6)
The output signal from the multiplier 24 is converted by the transfer function of No. 6, and the converted signal becomes the correction valve opening command xrc . The correction valve opening command xrc is output to the valve opening control circuit 13.

【0042】つぎに作用を説明する。Next, the operation will be described.

【0043】油圧アクチュエータ3の油圧室3a内の作
動油は、リリーフ弁である比例電磁式圧力制御弁1を介
してタンク5側に逃がされるが、この場合、制御弁1で
油圧アクチュエータ3側のポート6の圧力Pbをリリー
フ制御することにより、油圧アクチュエータ3は所望の
動作を行う。
The hydraulic oil in the hydraulic chamber 3a of the hydraulic actuator 3 is released to the tank 5 via the proportional electromagnetic pressure control valve 1 which is a relief valve. by relief controlling the pressure P b of port 6, the hydraulic actuator 3 performs a desired operation.

【0044】この場合、ポート圧力Pbは圧力指令Pbr
に一致するようにフィードバック制御されるのである
が、圧力指令Pbr(ポート圧力Pb)および弁通過流量
Qが制御演算回路11に対して最適調整状態にあるとき
には、従来例(図9参照)と同様に、ポート圧力P
bは、圧力指令Pbrに対して、良好な応答で追随する。
In this case, the port pressure Pb is equal to the pressure command Pbr.
However, when the pressure command P br (port pressure P b ) and the valve passing flow rate Q are in an optimum adjustment state with respect to the control operation circuit 11, a conventional example (see FIG. 9) Port pressure P
b follows the pressure command Pbr with a good response.

【0045】さらに本発明では、補正回路30の働きに
より、圧力指令Pbrおよび弁通過流量Qが制御演算回路
11に対する最適調整状態から変動し、制御対象(弁開
度制御回路13、弁14、および油圧アクチュエータ3
の油圧室3aからなる系)の特性が変化してしまったと
きでも、制御演算回路11からの基準弁開度指令x
rを、補正弁開度指令xrcに適切に補正することができ
る。このように補正された補正弁開度指令xrcは弁開度
制御回路13に入力され、弁14はこの補正弁開度指令
rcに基づいて制御される。
Further, according to the present invention, the pressure command Pbr and the valve passing flow rate Q fluctuate from the optimal adjustment state with respect to the control operation circuit 11 by the operation of the correction circuit 30, and the control objects (the valve opening control circuit 13, the valve 14, And hydraulic actuator 3
Even if the characteristic of the hydraulic chamber 3a has changed, the reference valve opening command x
r can be appropriately corrected to the correction valve opening command xrc . The corrected valve opening command xrc corrected in this way is input to the valve opening control circuit 13, and the valve 14 is controlled based on the corrected valve opening command xrc .

【0046】この場合、補正回路30は、制御対象の特
性(伝達関数)の直流ゲインKの変動に加えて、時定数
Tの変動に基づく変化分をも考慮して、弁開度指令を補
正する。すなわち、補正回路30は、弁開度指令を、制
御対象の現在の直流ゲインKが直流ゲイン基準値K
0(最適調整状態における直流ゲイン)から変化した割
合で調節して、直流ゲインの変化分の効果を相殺すると
ともに、制御対象の現在の時定数Tが時定数基準値T0
(最適調整状態における時定数)から変化した割合でも
調整することにより、時定数の変化分の効果を相殺す
る。
In this case, the correction circuit 30 corrects the valve opening command in consideration of the variation based on the variation of the time constant T in addition to the variation of the DC gain K of the characteristic (transfer function) of the controlled object. I do. That is, the correction circuit 30 converts the valve opening command into the DC gain reference value K
0 (DC gain in the optimal adjustment state) is adjusted at a rate changed to cancel the effect of the change in DC gain, and the current time constant T of the control target is set to the time constant reference value T 0.
By adjusting even the rate changed from (time constant in the optimal adjustment state), the effect of the change in the time constant is canceled.

【0047】この結果、弁通過流量Qが少ないとき(例
えばQ=50L/minのとき)でも、図3に示すよう
に、ポート圧力Pbは圧力指令Pbrに速やかに到達する
一方で、弁開度xの弁通過流量Qに比して大きすぎる変
化に起因する行き過ぎ量は抑制され、圧力Pbは良好な
特性で圧力指令Pbrに収束して行く。
[0047] As a result, (when, for example Q = 50L / min) when the valve passing flow Q is small even, as shown in FIG. 3, the port pressure P b is while quickly reach the pressure command P br, valves overshoot due to too large variation in comparison with the valve passage flow rate Q of the opening x is suppressed, the pressure P b is converges to pressure command P br good properties.

【0048】なお、本発明の流体圧力制御装置では、こ
のような制御対象の特性の変化に対応した弁14の開度
制御の補正を数学モデルを用いてなすものであるので、
制御対象の特性の変化に対応するために、あらかじめ制
御弁の動作範囲でのデータを計測しておく必要はなく、
この計測されたデータを記憶しておく記憶手段も必要と
されない。したがって、流体圧力制御装置の構成は複雑
化することなく、装置の低コスト化を図ることができ
る。
In the fluid pressure control apparatus of the present invention, the correction of the opening control of the valve 14 corresponding to the change of the characteristic of the controlled object is performed using a mathematical model.
It is not necessary to measure data in the operating range of the control valve in advance to respond to changes in the characteristics of the controlled object.
No storage means for storing the measured data is required. Therefore, the cost of the fluid pressure control device can be reduced without complicating the configuration.

【0049】図4には本発明の他の実施の形態の構成を
示す。
FIG. 4 shows the configuration of another embodiment of the present invention.

【0050】これでは、比例電磁式圧力制御弁1は、油
圧ポンプ2から油圧アクチュエータ1へと供給される作
動油の通路に減圧弁として介装され、弁14通過後のポ
ート6における作動油の圧力Pbを減圧制御する。な
お、ポート6と油圧アクチュエータ3との間には、作動
油の一部をバルブ18を介してタンク5側に逃がすブリ
ード回路19が設けられる。
In this case, the proportional electromagnetic pressure control valve 1 is interposed as a pressure reducing valve in the passage of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 2 to the hydraulic actuator 1, and the hydraulic oil in the port 6 after passing through the valve 14 is removed. The pressure Pb is reduced. A bleed circuit 19 is provided between the port 6 and the hydraulic actuator 3 to allow a part of the hydraulic oil to escape to the tank 5 via the valve 18.

【0051】この図6の制御回路も、図1のリリーフ制
御の場合と同様に、フィードバックされたポート6の圧
力Pbが圧力指令Pbrと一致するように、制御演算回路
11、補正回路12、弁開度制御回路13を介して弁1
4の開度を制御するものであり、ポート6の圧力Pb
圧力指令Pbrよりも小さければ弁14の開度xを増し、
逆に大きければ弁14の開度xを減じるように、弁14
が駆動される(すなわち、弁の開閉がリリーフ制御と逆
になる)点でのみ、図1と異なる作用をするものであ
る。
The control circuit of FIG. 6, as in the case of the relief control of FIG. 1, such that the pressure P b of port 6 fed back matches the pressure command P br, control arithmetic circuit 11, correction circuit 12 , The valve 1 via the valve opening control circuit 13
It is for controlling the fourth opening, increasing the opening degree x of the valve 14 if the pressure P b of port 6 is smaller than the pressure command P br,
Conversely, if it is large, the valve 14
1 is actuated (that is, the opening and closing of the valve is opposite to that of the relief control).

【0052】したがって、補正回路30を備えた効果
は、図1の場合と同様であり、圧力指令Pbrおよび弁通
過流量Qが制御演算回路11に対する最適調整状態から
変動し、制御対象(弁開度制御回路13、弁14、およ
び油圧アクチュエータ3の油圧室3aからなる系)の特
性が変化してしまったときでも、制御演算回路11から
の基準弁開度指令xrは、制御対象の直流ゲインKおよ
び時定数Tの両方の変動を適切に反映した補正がなさ
れ、補正弁開度指令xrcとして弁開度制御回路13に入
力されるので、流体圧力制御装置の制御性能は悪化する
ことはない。
[0052] Thus, the effect of a correction circuit 30 is similar to that of FIG. 1, varies from the optimum adjustment state pressure command P br and valve passage flow rate Q to the control arithmetic circuit 11, the control object (valve open degree control circuit 13, even when the characteristics of the valve 14, and a system consisting of hydraulic chambers 3a of the hydraulic actuator 3) had changed, the reference valve opening command x r from the control arithmetic circuit 11, a DC control object Since the correction that appropriately reflects the fluctuations of both the gain K and the time constant T is made and input to the valve opening control circuit 13 as the corrected valve opening command xrc , the control performance of the fluid pressure control device deteriorates. There is no.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明によれば、制御対象に補正弁開度
指令を入力して制御弁の弁開度を調節することにより流
体ラインの圧力を制御するが、この補正弁開度指令は、
基準となる最適調整状態における流体ラインの流体圧力
(目標圧力)および制御弁の通過流量に最適なものとし
て弁開度演算手段から出力された基準弁開度指令を、補
正手段により補正して算出される。この場合、補正手段
は、制御対象の現在の直流ゲインを演算し、この直流ゲ
インと基準直流ゲインとに基づいて、制御対象の直流ゲ
インの変化分を相殺するように基準弁開度指令を補正す
るとともに、制御対象の現在の時定数を演算し、この時
定数と時定数基準値とに基づいて、制御対象の時定数の
変化分をも相殺するように基準弁開度指令を補正するの
で、補正弁開度指令は制御対象の変動を正しく反映した
補正がなされたものとなる。
According to the present invention, the pressure in the fluid line is controlled by adjusting the valve opening of the control valve by inputting a correction valve opening command to the control object. ,
The reference valve opening command output from the valve opening calculating means as being optimal for the fluid pressure (target pressure) of the fluid line and the flow rate of the control valve in the optimal adjustment state serving as a reference is calculated by the correcting means. Is done. In this case, the correction means calculates the current DC gain of the control target, and corrects the reference valve opening command based on the DC gain and the reference DC gain so as to cancel the change in the DC gain of the control target. At the same time, the current time constant of the controlled object is calculated, and based on this time constant and the time constant reference value, the reference valve opening command is corrected so as to offset the change in the time constant of the controlled object. The correction valve opening command is corrected so as to correctly reflect the fluctuation of the control target.

【0054】したがって、制御弁の弁開度は常に適切に
調整され、流体圧力制御装置は、流体ラインの流体圧力
および制御弁の通過流量の変化にかかわらず、常に良好
な制御特性を確保することができ、例えば弁通過流量が
小さな場合でも弁開度の変化が適切に抑制される結果、
圧力変動はハンチング等を起こさない良好な収束性を示
す。また、このような流体ラインの流体圧力および制御
弁の通過流量の変化に応じた制御(弁開度指令の補正)
は、数学モデルを用いて行うものであるので、制御弁の
動作範囲の複数点でのデータを計測しておき、この計測
データにしたがって弁開度指令を補正する必要はなく、
このような計測データを記憶する記憶手段も必要とされ
ないので、流体圧力制御装置の構成は複雑化することな
く、装置の低コスト化を図ることができる。
Therefore, the valve opening of the control valve is always appropriately adjusted, and the fluid pressure control device always ensures good control characteristics regardless of changes in the fluid pressure of the fluid line and the flow rate of the control valve. As a result, for example, even when the valve passing flow rate is small, the change in the valve opening is appropriately suppressed,
Pressure fluctuations show good convergence without hunting or the like. In addition, control according to changes in the fluid pressure of the fluid line and the flow rate through the control valve (correction of the valve opening command)
Is performed using a mathematical model, so it is not necessary to measure data at a plurality of points in the operating range of the control valve and correct the valve opening command according to the measured data.
Since a storage means for storing such measurement data is not required, the configuration of the fluid pressure control device is not complicated, and the cost of the device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】同じく補正回路を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a correction circuit.

【図3】同じくポート圧力の時間変化を示す特性図であ
る。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a time change of a port pressure.

【図4】本発明の他の実施の形態を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.

【図5】従来の制御弁を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a conventional control valve.

【図6】同じくポート圧力の時間変化を示す特性図であ
る。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a time change of a port pressure.

【図7】同じく特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram.

【図8】従来の補正回路を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing a conventional correction circuit.

【図9】同じくポート圧力の時間変化を示す特性図であ
る。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a time change of the port pressure.

【図10】同じく特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 比例電磁式圧力制御弁 2 油圧ポンプ 3 油圧アクチュエータ 5 タンク 6 ポート 7 ポート 9 比例電磁式圧力制御弁 10 加算器 11 制御演算回路 13 弁開度制御回路 14 弁 15 圧力センサ 16 開度センサ 17 圧力センサ 18 バルブ 19 ブリード回路 21 流量推定回路 22 直流ゲイン演算回路 23 補正係数演算回路 24 乗算器 25 時定数演算回路 26 時定数補正回路 30 補正回路 1 Proportional electromagnetic pressure control valve 2 Hydraulic pump 3 Hydraulic actuator 5 Tank 6 Port 7 Port 9 Proportional electromagnetic pressure control valve 10 Adder 11 Control operation circuit 13 Valve opening control circuit 14 Valve 15 Pressure sensor 16 Opening sensor 17 Pressure Sensor 18 Valve 19 Bleed circuit 21 Flow rate estimation circuit 22 DC gain calculation circuit 23 Correction coefficient calculation circuit 24 Multiplier 25 Time constant calculation circuit 26 Time constant correction circuit 30 Correction circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】油圧アクチュエータに接続した流体ライン
と、 この流体ラインに介装された制御弁と、 前記流体ラインの流体圧力を検出する流体圧力検出手段
と、 この流体圧力の検出値と目標圧力との偏差に基づいて前
記制御弁の基準弁開度指令を決定する弁開度指令演算手
段と、 前記制御弁の弁開度を検出する弁開度検出手段と、 この弁開度検出手段により検出された弁開度が前記補正
弁開度指令と一致するように前記制御弁の弁開度を制御
する弁開度制御手段と、 を備えた流体圧力制御装置において、 制御対象の直流ゲインを演算する直流ゲイン演算手段及
びこの直流ゲイン演算手段により演算された制御対象の
現在の直流ゲインと基準直流ゲインとに基づいて弁開度
指令を補正する直流ゲイン補正手段と、 制御対象の時定数の変化を演算する時定数演算手段及び
この時定数演算手段により演算された制御対象の現在の
時定数と時定数基準値とに基づいて弁開度指令を補正す
る時定数補正手段と、 を備えたことを特徴とする流体圧力制御装置。
1. A fluid line connected to a hydraulic actuator, a control valve interposed in the fluid line, a fluid pressure detecting means for detecting a fluid pressure in the fluid line, a detected value of the fluid pressure and a target pressure. A valve opening command calculating means for determining a reference valve opening command of the control valve based on a deviation from the control valve, a valve opening detecting means for detecting a valve opening of the control valve, and the valve opening detecting means A valve opening control means for controlling the valve opening of the control valve so that the detected valve opening coincides with the correction valve opening command.A fluid pressure control device comprising: DC gain calculating means for calculating, DC gain correcting means for correcting the valve opening command based on the current DC gain of the controlled object and the reference DC gain calculated by the DC gain calculating means, and a time constant of the controlled object. change Time constant calculating means for calculating and a time constant correcting means for correcting the valve opening command based on the current time constant of the controlled object calculated by the time constant calculating means and the time constant reference value. Characteristic fluid pressure control device.
【請求項2】前記時定数基準値は、前記流体ラインの流
体圧力と前記制御弁の通過流量が所定の最適値を持つ最
適調整状態における制御対象の時定数であることを特徴
とする請求項1に記載の流体圧力制御装置。
2. The time constant reference value is a time constant of an object to be controlled in an optimum adjustment state in which a fluid pressure in the fluid line and a flow rate through the control valve have a predetermined optimum value. 2. The fluid pressure control device according to 1.
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CN103267161A (en) * 2013-06-07 2013-08-28 徐州凌特自动化工程有限公司 Novel hydraulic limiting self-controlling adjusting device of valve flow

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