JPS596406B2 - 圧力制御方法 - Google Patents
圧力制御方法Info
- Publication number
- JPS596406B2 JPS596406B2 JP52054917A JP5491777A JPS596406B2 JP S596406 B2 JPS596406 B2 JP S596406B2 JP 52054917 A JP52054917 A JP 52054917A JP 5491777 A JP5491777 A JP 5491777A JP S596406 B2 JPS596406 B2 JP S596406B2
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- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- flow path
- control
- valve
- path resistance
- Prior art date
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- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は流路における圧力制御方法に関する。
従来は１つの流路において圧力と流量を同時に制御する
ことは不可能であつた。すなわち、圧力又は流量を制御
する場合、考えられる操作変数は大別して、１）系の元
圧を変える。２）系の流路抵抗を変える、の２つの方法
がある。
ことは不可能であつた。すなわち、圧力又は流量を制御
する場合、考えられる操作変数は大別して、１）系の元
圧を変える。２）系の流路抵抗を変える、の２つの方法
がある。
しかしながら、かかる２つの方法は制御量である圧力、
流量が相互に干渉してしまい、独立に制御することがで
きない。これを第１図について説明する。図において、
Ｐｉｎは元圧、Ｐは制御点圧力、Ｆは制御流量、ＰＣは
圧力調節器、ＦＣは流量調節器、Ｚｐは圧力調節弁、Ｚ
Ｆは流量調節弁である。今、流量を大きくしようとして
流量調節弁ＺＦを開いていくと、制御流量Ｆは大きくな
る。しかしながら、制御流量Ｆが大きくなつたことによ
り圧力調節弁Ｚｐが一定開度ならば、圧力調節弁Ｚｐに
よる圧損が大きくなつて制御点圧力Ｐが低下する。しか
して、圧力調節計が動作状態にあれば、圧力調節弁Ｚｐ
は制御点圧力Ｐを所定の値にする様に開かれていく。圧
力調節弁Ｚｐが開かれていくと匍擲点圧力Ｐは回復する
が、全流路抵抗は圧力調節弁Ｚｐが開いた分だけ小さく
なり、その結果制御流量Ｆは大きくなる。したがつて、
流量調節弁ＺＦは逆に閉じられていく。こうなると、上
述とは逆に圧力調節弁Ｚｐは閉じられていく。この様に
圧カー流量制御が互いに干渉しあい、また、各々の系の
時定数でハンチングしあつて制御できない。従つて、従
来は両方の制御量を同時に制御するのでなく、いずれか
一方を優先して、他方は犠牲にする制御を行なつていた
。
流量が相互に干渉してしまい、独立に制御することがで
きない。これを第１図について説明する。図において、
Ｐｉｎは元圧、Ｐは制御点圧力、Ｆは制御流量、ＰＣは
圧力調節器、ＦＣは流量調節器、Ｚｐは圧力調節弁、Ｚ
Ｆは流量調節弁である。今、流量を大きくしようとして
流量調節弁ＺＦを開いていくと、制御流量Ｆは大きくな
る。しかしながら、制御流量Ｆが大きくなつたことによ
り圧力調節弁Ｚｐが一定開度ならば、圧力調節弁Ｚｐに
よる圧損が大きくなつて制御点圧力Ｐが低下する。しか
して、圧力調節計が動作状態にあれば、圧力調節弁Ｚｐ
は制御点圧力Ｐを所定の値にする様に開かれていく。圧
力調節弁Ｚｐが開かれていくと匍擲点圧力Ｐは回復する
が、全流路抵抗は圧力調節弁Ｚｐが開いた分だけ小さく
なり、その結果制御流量Ｆは大きくなる。したがつて、
流量調節弁ＺＦは逆に閉じられていく。こうなると、上
述とは逆に圧力調節弁Ｚｐは閉じられていく。この様に
圧カー流量制御が互いに干渉しあい、また、各々の系の
時定数でハンチングしあつて制御できない。従つて、従
来は両方の制御量を同時に制御するのでなく、いずれか
一方を優先して、他方は犠牲にする制御を行なつていた
。
この方法としては大別して次の２通りがある。
、すなわち、（１）一方のみを制御して他方は制御しな
い方法、（２）両方の系の時定数を大きくちがえて、干
渉の度合を比較的小さくする方法（一方の制御系の応答
を速くし、他方を遅くして一方の制御動作の影響が他方
に出てもゆつくりとしか修正せず、重要度の高いものの
みの制御性を向上させる）、である。
い方法、（２）両方の系の時定数を大きくちがえて、干
渉の度合を比較的小さくする方法（一方の制御系の応答
を速くし、他方を遅くして一方の制御動作の影響が他方
に出てもゆつくりとしか修正せず、重要度の高いものの
みの制御性を向上させる）、である。
しかしながら上記（１），（２）の手法は一方のみの制
御性を向上することはできるが両方は制御できなかつた
。
御性を向上することはできるが両方は制御できなかつた
。
よつて、この発明の目的は上述の如き欠点のない圧力制
御方法を提供することにある。
御方法を提供することにある。
以下にこの発明を説明する。
先ず、この発明を適用した圧力制御系を第２図に示す。
図において、１は圧力調節弁、２はポンプ、３は圧力タ
ンク、４は圧力タンク３の圧力を検出するためのタンク
圧力検出器、６は流量検出器、７は全流路抵抗調節弁、
８はこの全流路抵抗調節弁７から圧力制御点までの流路
抵抗、９は制御圧力検出器、１０は圧力調節弁、１１は
圧力調節弁１０以後の流路抵抗、２１は流量検出器６に
基づいて作動する流量調節計、２２は圧力調節弁１を作
動させる圧力調節計、２３はタンク圧力検出器４からフ
イードフオワード量を演算するためのフイードフオワー
ド量演算器、２４は圧力調節計、２５は全流路抵抗調節
計である。なお、タンク圧力をＰ。、制御点圧力をＰ、
制御流量をＦ、全流路抵抗調節弁７の流路抵抗値をＲ′
、流路抵抗８の抵抗値をＲ１、圧力調節弁１０の流路抵
抗値をＲｚ、流路抵抗１１の抵抗をＲ２とする。ところ
で、流路圧力損失式は次の様になる。フが成り立つ。
ンク、４は圧力タンク３の圧力を検出するためのタンク
圧力検出器、６は流量検出器、７は全流路抵抗調節弁、
８はこの全流路抵抗調節弁７から圧力制御点までの流路
抵抗、９は制御圧力検出器、１０は圧力調節弁、１１は
圧力調節弁１０以後の流路抵抗、２１は流量検出器６に
基づいて作動する流量調節計、２２は圧力調節弁１を作
動させる圧力調節計、２３はタンク圧力検出器４からフ
イードフオワード量を演算するためのフイードフオワー
ド量演算器、２４は圧力調節計、２５は全流路抵抗調節
計である。なお、タンク圧力をＰ。、制御点圧力をＰ、
制御流量をＦ、全流路抵抗調節弁７の流路抵抗値をＲ′
、流路抵抗８の抵抗値をＲ１、圧力調節弁１０の流路抵
抗値をＲｚ、流路抵抗１１の抵抗をＲ２とする。ところ
で、流路圧力損失式は次の様になる。フが成り立つ。
以上の関係式において、制御量と操作量との関係を次の
様に選定する。
様に選定する。
圧力：Ｒｚ変化
｛
流量：ＰＯ変化
上記（３）及び（４）式においては制御量Ｐ，Ｆは操作
量Ｒｚ，ＰＯの相互干渉系となつている。
量Ｒｚ，ＰＯの相互干渉系となつている。
ここで、Ａ＝一定とする制御を行なうと上記（６）及び
（７）式においては、制御点圧力Ｐは流路抵抗Ｒｚとタ
ンク圧力Ｐ。の関数、制御流量Ｆはタンク圧力Ｐ。の関
数となり相互干渉系ではなくなり一方方向の干渉のみと
なる。これを第３図に示す。
（７）式においては、制御点圧力Ｐは流路抵抗Ｒｚとタ
ンク圧力Ｐ。の関数、制御流量Ｆはタンク圧力Ｐ。の関
数となり相互干渉系ではなくなり一方方向の干渉のみと
なる。これを第３図に示す。
すなわち、流路抵抗Ｒｚを変化させて圧力制御を行なつ
てもＡ＝一定の補償回路をもつかぎり流量は変化しない
。すなわち、圧力制御は全抵抗を変化させないで、圧力
制御点前後の圧力損失のみを変化させる。また、Ａ＝一
定を実現するには次の様に行なえばよい。
てもＡ＝一定の補償回路をもつかぎり流量は変化しない
。すなわち、圧力制御は全抵抗を変化させないで、圧力
制御点前後の圧力損失のみを変化させる。また、Ａ＝一
定を実現するには次の様に行なえばよい。
上記（５）式においてＡ，Ｒ７，Ｒｚを変動させると、
ここで、（５）式及びΔＡ＝Ｏより すなわち、全流路抵抗調節計２５と圧力調節計２４の出
力は（９）式の関係を有する限りＡ＝一定となり、流量
を変化させないで圧力制御を行なうことができる。
ここで、（５）式及びΔＡ＝Ｏより すなわち、全流路抵抗調節計２５と圧力調節計２４の出
力は（９）式の関係を有する限りＡ＝一定となり、流量
を変化させないで圧力制御を行なうことができる。
次に、タンク圧力Ｐ。
から制御点圧力Ｐへの干渉を排するには、タンク圧力Ｐ
。の変動により制御点圧力Ｐが変動する量だけ圧力制御
系に先行加算すればよい。この場合、流路抵抗Ｒｚから
制御流量Ｆへの干渉は上記の方法で解消されているので
先行加算は有効である。また、先行加算量は次の様に行
なえばよい。
。の変動により制御点圧力Ｐが変動する量だけ圧力制御
系に先行加算すればよい。この場合、流路抵抗Ｒｚから
制御流量Ｆへの干渉は上記の方法で解消されているので
先行加算は有効である。また、先行加算量は次の様に行
なえばよい。
上記（６）式においてＰ，Ｒｚ，ＰＯを変動させると、
Ａ＋ΔＲｚΔＰＯＡ・・・・・・・・・・・・・・・（
代）となる。ここで、△Ｐ＝０とするためには、 であればよい。
Ａ＋ΔＲｚΔＰＯＡ・・・・・・・・・・・・・・・（
代）となる。ここで、△Ｐ＝０とするためには、 であればよい。
以上の条件を制御装置化したのが第２図である。
流量調節計２１は実流量が設定流量になる様に制御演算
を行ない、この時のタンク圧力目標値を出力する。圧力
調節計２２はこの目標値に一致する様にポンプのバイパ
ス弁を制御する。また、タンク圧力変動は圧力制御系に
先行加算用変数として圧力調節計２２に送られる。圧力
調節計２４は実圧力が設定圧力になる様に制御演算を行
ない、圧力調節弁１０を開閉する。同時に、全流路抵抗
調節計２５は圧力調節計２４の動作に合せて全流路抵抗
が一定となる様に制御し流路抵抗Ｒ′を開閉する。とこ
ろで従来なぜ圧力ー流量が同時に制御できなかつたかと
いうと、屡力制御により全流路抵抗が変化しこれが流量
制御の外乱となつていた点である。
を行ない、この時のタンク圧力目標値を出力する。圧力
調節計２２はこの目標値に一致する様にポンプのバイパ
ス弁を制御する。また、タンク圧力変動は圧力制御系に
先行加算用変数として圧力調節計２２に送られる。圧力
調節計２４は実圧力が設定圧力になる様に制御演算を行
ない、圧力調節弁１０を開閉する。同時に、全流路抵抗
調節計２５は圧力調節計２４の動作に合せて全流路抵抗
が一定となる様に制御し流路抵抗Ｒ′を開閉する。とこ
ろで従来なぜ圧力ー流量が同時に制御できなかつたかと
いうと、屡力制御により全流路抵抗が変化しこれが流量
制御の外乱となつていた点である。
従つて第２図において、全流路抵抗調節弁７と全流路抵
抗調節計２５を追加して圧力調節計２４の制御動作によ
る抵抗変化を補正してやることである。すなわち、圧力
調節弁１０が動作しても全流路抵抗調節弁７が同時に動
作して全流路抵抗の変化を防止し、流量を変化させない
点がこの発明の第１の改良点である。第２の改良点は上
記第１の手法により圧力が流量に無関係に制御できるこ
とに着目して、フイードフオワード量演算器２３を追加
した点である。
抗調節計２５を追加して圧力調節計２４の制御動作によ
る抵抗変化を補正してやることである。すなわち、圧力
調節弁１０が動作しても全流路抵抗調節弁７が同時に動
作して全流路抵抗の変化を防止し、流量を変化させない
点がこの発明の第１の改良点である。第２の改良点は上
記第１の手法により圧力が流量に無関係に制御できるこ
とに着目して、フイードフオワード量演算器２３を追加
した点である。
すなわち、圧力制御から流量制御への外乱はなくなつた
が、流量制御から圧力制御への外乱はのこつているので
、流量制御系の変動要素を圧力制御系に先行加算（フイ
ードフオワード）してやり、圧力制御系の変動をおさえ
た点である。この手法が適用できるのは、第１の手法に
より圧力制御系から流量制御系への干渉を排したから可
能なのである。
が、流量制御から圧力制御への外乱はのこつているので
、流量制御系の変動要素を圧力制御系に先行加算（フイ
ードフオワード）してやり、圧力制御系の変動をおさえ
た点である。この手法が適用できるのは、第１の手法に
より圧力制御系から流量制御系への干渉を排したから可
能なのである。
第１図は従来の圧力ー流量制御系を示す図、第２図はこ
の発明による圧カー流量制御系を示す図、第３図Ａ−Ｃ
はその動作を説明するための図である。 １・・・・・・圧力調節弁、２・・・・・・ポンプ、３
・・・・・・圧力タンク、４・・・・・・タンク圧力検
出器、６・・・・・・流量検出器、７・・・・・・全流
路抵抗調節弁、８・・・・・・流路抵抗、９・・・・・
・制御圧力検出器、１０・・・・・・圧力調節弁、１１
１・・・・・・流路抵抗、２１・・・・・・流量調節計
、２２・・・・・・圧力調節計、２３・・・・・・フイ
・−ドフオワード量演算器、２４・・・・・・圧力調節
計、２５・・・・・・全流路抵抗調節弁。
の発明による圧カー流量制御系を示す図、第３図Ａ−Ｃ
はその動作を説明するための図である。 １・・・・・・圧力調節弁、２・・・・・・ポンプ、３
・・・・・・圧力タンク、４・・・・・・タンク圧力検
出器、６・・・・・・流量検出器、７・・・・・・全流
路抵抗調節弁、８・・・・・・流路抵抗、９・・・・・
・制御圧力検出器、１０・・・・・・圧力調節弁、１１
１・・・・・・流路抵抗、２１・・・・・・流量調節計
、２２・・・・・・圧力調節計、２３・・・・・・フイ
・−ドフオワード量演算器、２４・・・・・・圧力調節
計、２５・・・・・・全流路抵抗調節弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流量制御系を有する流路の制御点の圧力を一定に制
御する圧力制御方法において、前記流路に、圧力を調整
するための圧力調節弁およびこの圧力調節弁と相関をも
つて動作させ得る流路抵抗調節弁を設置し、前記流量制
御系の圧力変動分が及ぼす前記制御点の圧力変動分を補
償する側に前記圧力調節弁を調節し、この圧力調節弁の
調節による流路抵抗値の変化に対して全流路抵抗を一定
に保つように、前記流路抵抗調節弁を前記圧力調節弁に
追随させて調節することを特徴とする圧力制御方法。 ２ 流量制御系を有する流路の制御点の圧力を一定に制
御する圧力制御方法において、前記流路に、圧力を調整
するための圧力調節弁およびこの圧力調節弁と相関を持
つて動作させ得る流路抵抗調節弁を設置し、前記流量制
御系の変力変動分が及ぼす前記制御点の圧力変動分を補
償する量を、前記圧力制御弁の調節計に先行加算してこ
の圧力調節弁を調節し、この圧力調節弁の調節による流
路抵抗値の変化に対して全流路抵抗を一定に保つように
、前記流路抵抗調節弁を前記圧力調節弁に追随させて調
節することを特徴とする圧力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52054917A JPS596406B2 (ja) | 1977-05-13 | 1977-05-13 | 圧力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52054917A JPS596406B2 (ja) | 1977-05-13 | 1977-05-13 | 圧力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53140486A JPS53140486A (en) | 1978-12-07 |
| JPS596406B2 true JPS596406B2 (ja) | 1984-02-10 |
Family
ID=12983953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52054917A Expired JPS596406B2 (ja) | 1977-05-13 | 1977-05-13 | 圧力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS596406B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58140818A (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスパイプラインの圧力制御方法 |
| US5148792A (en) * | 1992-01-03 | 1992-09-22 | Walbro Corporation | Pressure-responsive fuel delivery system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS497984U (ja) * | 1972-04-22 | 1974-01-23 |
-
1977
- 1977-05-13 JP JP52054917A patent/JPS596406B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS497984U (ja) * | 1972-04-22 | 1974-01-23 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53140486A (en) | 1978-12-07 |
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