JP2007255447A - 電空変換装置及び電空変換装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電空変換手段の温度変化、経年変化及び外乱によらず、圧力増幅手段の不感帯位置を正確に把握すること。
【解決手段】温度センサ16と、温度信号Onに基づくノズル背圧Pnの変化を補償し、当該補償分を温度補償信号Iaとして出力する温度補償手段22と、使用年月の経過及び外乱に基づくノズル背圧Pnの変化を補償し、当該補償分を経年変化補償信号Ibとして出力する経年変化補償手段21と、操作信号MVと温度補償信号Iaと経年変化補償信号Ibとからノズル背圧算出値Pを算出するノズル背圧算出手段19と、圧力センサ14と、偏差圧算出手段24と、ループゲイン制御手段23と、目標値信号SV及び駆動圧信号PVの差と前記ループゲイン制御手段23からの指示とに基づき操作信号MVを生成し、当該操作信号MVによりI/Pモジュール12を制御する出力制御手段18と、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】温度センサ16と、温度信号Onに基づくノズル背圧Pnの変化を補償し、当該補償分を温度補償信号Iaとして出力する温度補償手段22と、使用年月の経過及び外乱に基づくノズル背圧Pnの変化を補償し、当該補償分を経年変化補償信号Ibとして出力する経年変化補償手段21と、操作信号MVと温度補償信号Iaと経年変化補償信号Ibとからノズル背圧算出値Pを算出するノズル背圧算出手段19と、圧力センサ14と、偏差圧算出手段24と、ループゲイン制御手段23と、目標値信号SV及び駆動圧信号PVの差と前記ループゲイン制御手段23からの指示とに基づき操作信号MVを生成し、当該操作信号MVによりI/Pモジュール12を制御する出力制御手段18と、を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、電空変換装置及び電空変換装置の制御方法に関する。
石油・石油化学、化学、鉄鋼などのプロセスプラントにおいて、プロセス制御が導入されている。当該プロセス制御は、空気式アクチュエータを駆動部とする空気式コントロールバルブが広く使用される。
空気式コントロールバルブを駆動する際、電空変換装置が使用される。電空変換装置は、電気信号を空気圧信号に変換する装置である。当該電空変換装置は、演算増幅器を複数個使用したPID(Proportional Integration and Differential)制御をベースとしたアナログ制御が用いられていた。
図5はこのような従来の電空変換装置50の一例を示す構成ブロック図である。図5に示すように、電空変換装置50は、減算回路51と、出力制御手段52と、電圧/電流変換手段53と、I/P(電流/圧力)モジュール54と、コントロールリレー55と、調節弁56と、圧力センサ57と、を備えて構成される。
図5中、SV51に示す目標値信号は減算回路51の加算入力端子に印加される。また、減算回路51の出力は出力制御手段52に接続される。
出力制御手段52の出力は、電圧/電流変換手段53を介してI/Pモジュール54に接続される。I/Pモジュール54の出力であるノズル背圧Pnはコントロールリレー55に供給される。
そして、コントロールリレー55の出力である駆動出力圧は制御対象である調節弁56に供給されると共に圧力センサ57に供給される。圧力センサ57の出力である駆動圧信号(電気信号)は、図5中、PV51に示す信号として減算回路51の減算入力端子に印加される。
ここで、図5に示す従来例の動作を簡単に説明する。コントロールリレー55の出力である駆動出力圧は圧力センサ57によって検出され、検出された駆動出力圧は駆動圧信号PV51として減算回路51に入力され駆動圧の目標値信号SV51との偏差が求められる。
出力制御手段52で演算された信号は、電圧/電流変換手段53で電流に変換される。変換された電流は、I/Pモジュール54に印加される。I/Pモジュール54より、入力された電流に基づきノズル背圧Pnが発生し、コントロールリレー55に供給される。コントロールリレー55でこのノズル背圧Pnを入力信号とし、駆動出力圧が調節弁56に供給される。
すなわち、図5に示す制御ループでは上述の偏差が0になるように動作して圧力値信号PV51が目標値信号SV51に一致するように制御される。
次に、図6を参照してコントロールリレー55の動作を詳細に説明する。図6はコントロールリレー55の具体例を示す構成断面図である。
図6のコントロールリレー55は排気弁61と、入力ダイアフラム62と、可動部63と、フィードバックダイアフラム64と、給気弁65と、ポペット66と、バネ67と、ブリード孔68と、を備えて構成される。
図6中、CP61に示すようなノズル背圧Pnの圧力が上昇した場合、入力ダイアフラム62は図面右側に凸状態になるように変形して可動部63を押し、排気弁61に接するポペット66を押す。
バネ67により保持されているポペット66に一定以上の圧力が加わると入力ダイアフラム62は図面右側に凸状態になるようにして変形して可動部63を押し、排気弁61に接するポペット66を押す。
一方、図6中CP61に示すようなノズル背圧Pnの圧力が増加した場合、入力ダイアフラム62は図面右側に凸状態になるように変形して可動部63を押す。そして、排気弁61に接するポペット66を押す。
バネ67により保持されているポペット66に一定以上の圧力が加わるとポペット66は図面右側に移動する。そして、給気弁65とポペット66との間に隙間が生じて、図6中SP61に供給されている供給圧が、図6中OP61に示す出力圧側に流れ込み出力圧が上昇する。
一方、図6中CP61に示すようなノズル背圧Pnの圧力が低下した場合、入力ダイアフラム62は図面右側に凸状態になるように変形して可動部63を図面左側に引っ張る。
このため、排気弁61とバネ67により保持されているポペット66との間に隙間が生じる。そして、図6中OP61に示す出力圧側の圧力が図6中HL61に示す可動部63に設けられた穴から図6中VE61に示す排気側に流れ込んで出力圧が低下する。
この結果、コントロールリレー55に供給するノズル背圧Pnを調整することにより、出力圧(制御圧力)を制御することが可能になる。
但し、図5に示すようなアナログ制御の一般的な問題点として、当該アナログ回路の制御パラメータは回路の定数によって決まってしまうことが挙げられる。したがって、制御対象に関する負荷容量や配管長等のプラントにおける様々な条件の全てに対応することは実用上困難であった。
また、圧力増幅手段としてはコントロールリレー55が一般的に用いられているが、アナログ制御によっては、コントロールリレー55の給気側もしくは排気側のいずれか一方に存在する不感帯の圧力制御に及ぼす影響を除去することが困難であった。
例えば、図6において、出力圧の圧力上昇の際には、可動部63がポペット66を図面右側に押してもバネ67のバネ力とポペット66を押し付ける供給圧との関係で上述の隙間ができず、図6中、SP61に示す供給圧がブリード孔68を通して図6中、OP61に示す出力圧側に流れ込む状態が発生する。この状態を不感帯に捕捉されたものと定義する。
図7および図8は不感帯に捕捉された場合のポペット位置及び制御圧力の一例を示す特性曲線図である。
不感帯に捕捉された場合には、ポペット66はバネ67のバネ定数とポペット66を押し付ける供給圧によって力が均衡して移動することがないので、図7中、ST71やST72に示すようにポペット66の位置が一定位置に捕捉されてしまう。
一方、上述のように不感帯に捕捉された状態(ポペット66が一定位置に捕捉された状態)では供給圧がブリード孔を通じて流れ込むため、図8中CH81に示す特性曲線では、図8中OS81やOS82に示すようなオーバーシュートが生じてしまう。
すなわち、このような不感帯に捕捉されたことに起因するOS81やOS82(図8参照)に示すようなオーバーシュートの発生をアナログ制御によって抑制することが困難である。
上記の問題点を解決するためにCPU(Central Processing Unit)等の演算制御手段を用いて制御演算をデジタル演算によって行うものが考えられている(例えば、特許文献1参照)。図9は特許文献1に記載された従来の問題点を改善した電空変換装置90の一例を示す構成ブロック図である。
電空変換装置90は、電空変換器91と、コントロールリレー92と、調節弁93と、圧力センサ94と、出力制御装置95と、を備えて構成される。
電空変換器91は、入力される制御信号に応じて供給圧を用いてノズル背圧Pnを出力する。コントロールリレー92は供給圧を用いて、当該ノズル背圧Pnを増幅した制御圧力を出力する。調節弁93は、制御対象であり、コントロールリレーの出力である制御圧力により制御される。圧力センサ94は制御圧力をモニタする。出力制御装置95は、入力される制御信号とモニタされる制御圧力との偏差によりノズル背圧Pnを調整する。
図9中、IC91に示す制御信号は電空変換器91及び出力制御装置95にそれぞれ入力される。そして、電空変換器91の出力であるノズル背圧Pnはコントロールリレー92に供給される。コントロールリレー92の出力である制御圧力Poutは制御対象である調節弁93に供給されると共に圧力センサ94にも供給される。
図9中、MP41に示す圧力センサ94の出力である制御圧力の検出信号(電気信号)は出力制御装置95に接続される。そして、出力制御装置95の出力は電空変換器91の制御端子に印加される。
ここで、図9に示す電空変換装置90の動作を簡単に説明する。電空変換器91は入力される制御信号に応じて供給圧を用いてノズル背圧Pnを出力する。そして、コントロールリレー92は供給圧を用いて当該ノズル背圧Pnを増幅した制御圧力を出力する。さらに、当該制御圧力によって調節弁93の弁の開度が制御され所定の流量が得られる。
一方、コントロールリレー92の出力である制御圧力は圧力センサ94で検出される。そして、出力制御装置95は入力される制御信号と検出信号との偏差(偏差圧)ΔPを演算して、当該偏差が“0”になるように電空変換器91を制御してノズル背圧Pnを微調整する。
さらに、このような制御系において電空変換装置90(図9)では、電空変換器91のノズル背圧Pnと、コントロールリレー92の制御圧力との関係から、コントロールリレー92が不感帯に入っているか否かを判断する。そして、不感帯にあると判断した場合には制御のループゲインを大きくすることにより、当該不感帯に起因して発生する調節弁の制御遅れを改善している。
例えば、図10はこのようなループゲインの制御を説明する説明図である。図10中、CH101に示す特性曲線は制御圧力の一例を示し、CH102に示す特性曲線はループゲインの一例を示している。
すなわち、偏差(偏差圧)ΔPが図10中、P1〜P2の間に入っているか否か、言い換えれば、不感帯に入っているか否かを判断する。もし、不感帯に入っていると判断した場合には、ループゲインを図10中、A0からA1というように大きくして調節弁の制御遅れを改善させる。
特許第3396375号明細書
しかし、図9に示す電空変換器91(電空変換手段)の入出力特性は、温度、経年変化及び外乱等によって変動する。つまり、電空変換手段へ入力する入力信号に誤差が出ると、ノズル背圧Pnが変動してしまう。このため、コントロールリレー92(圧力増幅手段)が正しく動作せず、圧力増幅手段の不感帯位置を正確に把握できないという問題点があった。
本発明の課題は、電空変換手段の温度変化、経年変化及び外乱によらず、圧力増幅手段の不感帯位置を正確に把握することである。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明の電空変換装置は、
調節弁を駆動する駆動出力圧を発生する圧力増幅手段に対し所定の制御信号に応じたノズル背圧を出力する電空変換手段を有する電空変換装置において、
周囲温度を検出し、当該周囲温度を温度信号として出力する温度センサと、
前記温度信号に基づく前記ノズル背圧の変化を補償し、当該補償分を温度補償信号として出力する温度補償手段と、
使用年月の経過及び外乱に基づくノズル背圧の変化を補償し、当該補償分を経年変化補償信号として出力する経年変化補償手段と、
前記電空変換手段へ入力される操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とからノズル背圧算出値を算出するノズル背圧算出手段と、
前記圧力増幅手段から出力される駆動出力圧を検出し、当該駆動出力圧を駆動圧信号として出力する圧力センサと、
前記ノズル背圧算出値に前記圧力増幅手段の増幅率を積算した積算値と前記駆動圧信号との差により偏差圧を算出する偏差圧算出手段と、
前記偏差圧が偏差圧の変化に対して駆動出力圧の反応が鈍くなる偏差圧領域を示す前記圧力増幅手段固有の不感帯にあるか否かを判断し、前記偏差圧が前記圧力増幅手段固有の不感帯にある場合には不感帯にない場合と比較してフィードバック制御のループゲインを大きくするよう指示するループゲイン制御手段と、
前記制御信号及び前記駆動圧信号の差と前記ループゲイン制御手段からの指示とに基づき前記操作信号を生成し、当該操作信号により前記電空変換手段を制御する出力制御手段と、を備えることを特徴とする。
調節弁を駆動する駆動出力圧を発生する圧力増幅手段に対し所定の制御信号に応じたノズル背圧を出力する電空変換手段を有する電空変換装置において、
周囲温度を検出し、当該周囲温度を温度信号として出力する温度センサと、
前記温度信号に基づく前記ノズル背圧の変化を補償し、当該補償分を温度補償信号として出力する温度補償手段と、
使用年月の経過及び外乱に基づくノズル背圧の変化を補償し、当該補償分を経年変化補償信号として出力する経年変化補償手段と、
前記電空変換手段へ入力される操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とからノズル背圧算出値を算出するノズル背圧算出手段と、
前記圧力増幅手段から出力される駆動出力圧を検出し、当該駆動出力圧を駆動圧信号として出力する圧力センサと、
前記ノズル背圧算出値に前記圧力増幅手段の増幅率を積算した積算値と前記駆動圧信号との差により偏差圧を算出する偏差圧算出手段と、
前記偏差圧が偏差圧の変化に対して駆動出力圧の反応が鈍くなる偏差圧領域を示す前記圧力増幅手段固有の不感帯にあるか否かを判断し、前記偏差圧が前記圧力増幅手段固有の不感帯にある場合には不感帯にない場合と比較してフィードバック制御のループゲインを大きくするよう指示するループゲイン制御手段と、
前記制御信号及び前記駆動圧信号の差と前記ループゲイン制御手段からの指示とに基づき前記操作信号を生成し、当該操作信号により前記電空変換手段を制御する出力制御手段と、を備えることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電空変換装置において、
前記ノズル背圧算出手段は、
前記操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とに基づいて前記ノズル背圧の電流推定値を算出し、当該ノズル背圧の電流推定値に基づいて前記ノズル背圧算出値を算出し、
前記温度補償手段は、
前記温度信号に基づく前記ノズル背圧値の電流推定値と常温における前記ノズル背圧値の電流推定値との差分値を補償する温度補償信号を出力することを特徴とする。
前記ノズル背圧算出手段は、
前記操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とに基づいて前記ノズル背圧の電流推定値を算出し、当該ノズル背圧の電流推定値に基づいて前記ノズル背圧算出値を算出し、
前記温度補償手段は、
前記温度信号に基づく前記ノズル背圧値の電流推定値と常温における前記ノズル背圧値の電流推定値との差分値を補償する温度補償信号を出力することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の電空変換装置において、
前記温度補償手段は、
前記差分値の補償を周期的に行うことを特徴とする。
前記温度補償手段は、
前記差分値の補償を周期的に行うことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の電空変換装置において、
前記ノズル背圧算出手段は、
前記操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とに基づいて前記ノズル背圧の電流推定値を算出し、当該ノズル背圧の電流推定値に基づいて前記ノズル背圧算出値を算出し、
前記経年変化補償手段は、
前記制御信号と前記駆動圧信号と前記操作信号とを基準値として記憶する記憶手段を備え、
常温及び定常状態時に前記制御信号と前記駆動圧信号と前記操作信号とを最新値として測定した後、当該最新値と前記基準値との比較値を演算し、当該比較値が閾値を超えた場合は、前記基準値と前記最新値とに基づいて、前記ノズル背圧の電流推定値を補償する経年変化補償信号を出力することを特徴とする。
前記ノズル背圧算出手段は、
前記操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とに基づいて前記ノズル背圧の電流推定値を算出し、当該ノズル背圧の電流推定値に基づいて前記ノズル背圧算出値を算出し、
前記経年変化補償手段は、
前記制御信号と前記駆動圧信号と前記操作信号とを基準値として記憶する記憶手段を備え、
常温及び定常状態時に前記制御信号と前記駆動圧信号と前記操作信号とを最新値として測定した後、当該最新値と前記基準値との比較値を演算し、当該比較値が閾値を超えた場合は、前記基準値と前記最新値とに基づいて、前記ノズル背圧の電流推定値を補償する経年変化補償信号を出力することを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の電空変換装置において、
前記経年変化補償手段は、
前記最新値の測定を周期的に行うことを特徴とする。
前記経年変化補償手段は、
前記最新値の測定を周期的に行うことを特徴とする。
請求項6に記載の発明の電空変換装置の制御方法は、
調節弁を駆動する駆動出力圧を発生する圧力増幅手段に対し所定の制御信号に応じたノズル背圧を出力する電空変換手段を有する電空変換装置の制御方法において、
周囲温度を検出し、当該周囲温度を温度信号として出力する工程と、
前記温度信号に基づく前記ノズル背圧の変化を補償し、当該補償分を温度補償信号として出力する温度補償工程と、
使用年月の経過及び外乱に基づくノズル背圧の変化を補償し、当該補償分を経年変化補償信号として出力する経年変化補償工程と、
前記電空変換手段へ入力される操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とからノズル背圧算出値を算出するノズル背圧算出工程と、
前記圧力増幅手段から出力される駆動出力圧を検出し、当該駆動出力圧を駆動圧信号として出力する工程と、
前記ノズル背圧算出値に前記圧力増幅手段の増幅率を積算した積算値と前記駆動圧信号との差により偏差圧を算出する偏差圧算出工程と、
前記偏差圧が偏差圧の変化に対して駆動出力圧の反応が鈍くなる偏差圧領域を示す前記圧力増幅手段固有の不感帯にあるか否かを判断し、前記偏差圧が前記圧力増幅手段固有の不感帯にある場合には不感帯にない場合と比較してフィードバック制御のループゲインを大きくするよう指示するループゲイン制御手段によりループゲインの制御を行う工程と、
前記制御信号及び前記駆動圧信号の差と前記ループゲイン制御手段からの指示とに基づき前記操作信号を生成し、当該操作信号により前記電空変換手段を制御する出力制御工程と、を含むことを特徴とする。
調節弁を駆動する駆動出力圧を発生する圧力増幅手段に対し所定の制御信号に応じたノズル背圧を出力する電空変換手段を有する電空変換装置の制御方法において、
周囲温度を検出し、当該周囲温度を温度信号として出力する工程と、
前記温度信号に基づく前記ノズル背圧の変化を補償し、当該補償分を温度補償信号として出力する温度補償工程と、
使用年月の経過及び外乱に基づくノズル背圧の変化を補償し、当該補償分を経年変化補償信号として出力する経年変化補償工程と、
前記電空変換手段へ入力される操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とからノズル背圧算出値を算出するノズル背圧算出工程と、
前記圧力増幅手段から出力される駆動出力圧を検出し、当該駆動出力圧を駆動圧信号として出力する工程と、
前記ノズル背圧算出値に前記圧力増幅手段の増幅率を積算した積算値と前記駆動圧信号との差により偏差圧を算出する偏差圧算出工程と、
前記偏差圧が偏差圧の変化に対して駆動出力圧の反応が鈍くなる偏差圧領域を示す前記圧力増幅手段固有の不感帯にあるか否かを判断し、前記偏差圧が前記圧力増幅手段固有の不感帯にある場合には不感帯にない場合と比較してフィードバック制御のループゲインを大きくするよう指示するループゲイン制御手段によりループゲインの制御を行う工程と、
前記制御信号及び前記駆動圧信号の差と前記ループゲイン制御手段からの指示とに基づき前記操作信号を生成し、当該操作信号により前記電空変換手段を制御する出力制御工程と、を含むことを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の発明の電空変換装置の制御方法において、
前記ノズル背圧算出工程は、
前記操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とに基づいて前記ノズル背圧の電流推定値を算出し、当該ノズル背圧の電流推定値に基づいて前記ノズル背圧算出値を算出する工程であり、
前記温度補償工程は、
前記温度信号に基づく前記ノズル背圧値の電流推定値と常温における前記ノズル背圧値の電流推定値との差分値を補償する温度補償信号を出力することを特徴とする。
前記ノズル背圧算出工程は、
前記操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とに基づいて前記ノズル背圧の電流推定値を算出し、当該ノズル背圧の電流推定値に基づいて前記ノズル背圧算出値を算出する工程であり、
前記温度補償工程は、
前記温度信号に基づく前記ノズル背圧値の電流推定値と常温における前記ノズル背圧値の電流推定値との差分値を補償する温度補償信号を出力することを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の電空変換装置の制御方法において、
前記温度補償工程は、
前記差分値の補償を周期的に行うことを特徴とする。
前記温度補償工程は、
前記差分値の補償を周期的に行うことを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項6に記載の電空変換装置の制御方法において、
前記ノズル背圧算出工程は、
前記操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とに基づいて前記ノズル背圧の電流推定値を算出し、当該ノズル背圧の電流推定値に基づいて前記ノズル背圧算出値を算出する工程であり、
前記経年変化補償工程は、
前記制御信号と前記駆動圧信号と前記操作信号とを基準値として記憶し、
常温及び定常状態時に、前記制御信号と前記駆動圧信号と前記操作信号とを最新値として測定した後、当該最新値と前記基準値との比較値を演算し、当該比較値が閾値を超えた場合は、前記基準値と前記最新値とに基づいて、前記ノズル背圧の電流推定値を補償する経年変化補償信号を出力することを特徴とする。
前記ノズル背圧算出工程は、
前記操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とに基づいて前記ノズル背圧の電流推定値を算出し、当該ノズル背圧の電流推定値に基づいて前記ノズル背圧算出値を算出する工程であり、
前記経年変化補償工程は、
前記制御信号と前記駆動圧信号と前記操作信号とを基準値として記憶し、
常温及び定常状態時に、前記制御信号と前記駆動圧信号と前記操作信号とを最新値として測定した後、当該最新値と前記基準値との比較値を演算し、当該比較値が閾値を超えた場合は、前記基準値と前記最新値とに基づいて、前記ノズル背圧の電流推定値を補償する経年変化補償信号を出力することを特徴とする。
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の電空変換装置の制御方法において、
前記経年変化補償工程は、
前記最新値の測定を周期的に行うことを特徴とする。
前記経年変化補償工程は、
前記最新値の測定を周期的に行うことを特徴とする。
請求項1、6に記載の発明によれば、操作信号と温度補償信号と経年補償信号とに基づいてノズル背圧算出値を算出する。したがって、温度変化、経年変化及び外乱によらず、圧力増幅手段の不感帯位置を正確に把握することができる。
請求項2、7に記載の発明によれば、操作信号と温度補償信号と経年変化補償信号とに基づいてノズル背圧の電流推定値を算出することができる。そして、当該ノズル背圧の電流推定値に基づいてノズル背圧算出値を算出することができる。また、温度信号に基づくノズル背圧値の電流推定値と常温におけるノズル背圧値の電流推定値との差分値を補償することができる。したがって、周囲温度の変化によるノズル背圧の変動を補償することができる。
請求項3、8に記載の発明によれば、温度信号に基づくノズル背圧値の電流推定値と常温におけるノズル背圧値の電流推定値との差分値の補償を周期的に行うことができる。
請求項4、9に記載の発明によれば、操作信号と温度補償信号と経年変化補償信号とに基づいてノズル背圧の電流推定値を算出することができる。そして、当該ノズル背圧の電流推定値に基づいてノズル背圧算出値を算出することができる。また、最新値と基準値との比較値を演算し、当該比較値が閾値を超えた場合は、基準値と最新値とに基づいて、ノズル背圧の電流推定値を補償することができる。したがって、経年変化及び外乱によるノズル背圧の変動を補償することができる。
請求項5、10に記載の発明によれば、最新値の測定を周期的に行うことができる。
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
図1〜3を参照して、本発明に係る実施の形態を説明する。図1に本発明の実施の形態の電空変換装置100のブロック図を示す。図2にI/Pモジュール12の構造図を示す。図3に温度変化に対する補償に関する図を示す。図4に経年変化および外乱に対する補償に関する図を示す。
図1を参照して、本実施の形態の電空変換装置100のブロック図を説明する。電空変換装置100は、温度補償手段及び経年変化補償手段によりコントロールリレーの不感帯位置を正確に把握する装置である。電空変換装置100は、制御手段10と、電圧/電流変換手段11と、電空変換手段としてのI/Pモジュール12と、圧力増幅手段としてのコントロールリレー13と、圧力センサ14と、調節弁15と、温度センサ16と、を備えて構成される。
制御手段10は、減算手段17と、出力制御手段18と、ノズル背圧算出手段19と、不感帯補償手段20と、経年変化補償手段21と、温度補償手段22と、を備えて構成される。減算手段17と、出力制御手段18と、ノズル背圧算出手段19と、不感帯補償手段20と、経年変化補償手段21と、温度補償手段22と、はCPU(Central Processing Unit)によって、各手段がソフトウエア的に実行される。具体的にCPUは、図示しないROMに記憶されている各手段のプログラムの中から指定されたプログラムを、図示しないRAMに展開する。そして、RAMに展開されたプログラムとの協働で各種処理を実行する。
減算手段17は、偏差信号Errorを演算する手段である。ここで、偏差信号Errorとは、制御信号としての目標値信号SVと駆動圧信号PVの偏差である。目標値信号SVは、駆動出力圧Poutの目標値を示す信号である。また、駆動出力圧Poutとはコントロールリレー13から出力される空気圧のことをいう。目標値信号SVは減算手段17の加算入力端子に印加される。また、駆動圧信号PVは駆動出力圧Poutを電気信号へ変換した信号である。駆動圧信号PVは減算手段17の減算入力端子に印加される。減算手段17は、これらの両信号の偏差を演算して、偏差信号Errorとして出力制御手段18に出力する。
出力制御手段18は、操作信号MVを生成し、当該操作信号MVによりI/Pモジュール12を制御する。ここで、操作信号MVとは、I/Pモジュール12を操作する信号である。操作信号MVは、不感帯補償手段20から出力された信号Idと偏差信号Errorとに基づいて算出される。
ノズル背圧算出手段19は、ノズル背圧Pnの電流推定値Inを算出する。そして、当該ノズル背圧Pnの電流推定値Inに基づいて、ノズル背圧算出値Pを算出する。ここで、ノズル背圧Pnとは、I/Pモジュール12から出力された圧力のことをいう。また、ノズル背圧Pnの電流推定値Inとは、I/Pモジュール12に入力される電流の推定値のことをいう。また、ノズル背圧算出値Pとは、ノズル背圧Pnの算出値のことをいう。ノズル背圧算出値Pは、ノズル背圧Pnの電流推定値Inに基づいて算出される。ノズル背圧の電流推定値Inは、操作信号MVと温度補償信号Iaと経年変化補償信号Ibとに基づいて算出される。温度補償信号Iaは、温度補償手段22から出力される信号である。温度補償手段22については後述する。また、経年変化補償信号Ibは、経年変化補償手段21から出力される信号である。経年変化補償手段21については後述する。
電圧/電流変換手段11は、操作信号MVを電流信号IVに変換する。また、I/Pモジュール12は、トルクモーターにより構成され、電流信号IVに対応するノズル背圧Pnを出力する。コントロールリレー13は、ノズル背圧Pnを増幅した駆動出力圧Poutを出力する。圧力センサ14は、駆動出力圧Poutを検知して駆動圧信号PVに変換する。調節弁15は、駆動出力圧Poutに基づいて、弁の開度を制御し、所定の流量を出力する。
不感帯補償手段20は、偏差圧算出手段24と、ループゲイン制御手段23と、を備えて構成される。偏差圧算出手段24は、算出したノズル背圧算出値Pにコントロールリレー13のゲインを積算して積算値Bを算出する。そして、当該積算値Bと駆動圧信号PVとから偏差圧ΔPを算出する。ループゲイン制御手段23は、偏差圧ΔPが不感帯にあるか否かによってループゲインAを切り換え制御する。ここで、不感帯とは図6の説明を援用するものとする。また、ループゲインAとは、電空変換装置100における制御パラメータ(微分パラメータ、積分パラメータ等)のことをいう。また、ループゲイン制御手段23の動作については、図10の説明を援用するものとする。
温度センサ16は、周囲温度を測定するセンサである。温度センサ16は温度信号Onを出力する。ここで、温度信号Onとは、周囲温度の測定値のことをいう。
温度補償手段22は、ノズル背圧Pnの電流推定値Inに補償を行う手段である。補償は、温度補償信号Iaを演算することにより行う。ここで、温度補償信号Iaとは、温度信号Onに基づく電流推定値と常温の電流推定値との差分値のことをいう。
以下、温度補償手段22で行われる温度補償信号Iaの演算について図2および図3を参照して説明する。図2はI/Pモジュール12の構成図である。図3は、温度変化に対する補償を示したグラフである。
まず、図2を参照してI/Pモジュール12の温度変化に対するノズル背圧Pnの変化について説明する。図2は、I/Pモジュール12の構成図30である。図2は、上部側のハウジング31と、下部側のハウジング32と、ポールピース33と、ノズル34と、永久磁石35と、可動部材36と、配管37と、絞り38と、導管39と、排気孔40と、ポールピース41と、コイル42と、を備えて構成される。ハウジング31,32は、いずれも純鉄、フェライト系のステンレス、パーマロイなどの軟磁性の材料で出来ている。ハウジング31は、その外形部が円筒状をなしており、その中心部に軟磁性で出来た円柱状のポールピース33が内側に向かって形成されている。さらに、このポールピース33の中央部には内外部に貫通するノズル34が形成されている。
ポールピース33を囲んでドーナツ状の永久磁石35が、ハウジング31の内面に形成されている。永久磁石35はその軸方向に、例えばハウジング31と固着される側がN極、その反対側がS極に磁化されている。この永久磁石35は、磁化方向の長さをあまり長くとる必要がないように、エネルギー積の大きなサマリウム−コバルト磁石、或いは鉄−ネオジウム磁石などが適している。
永久磁石35のハウジング31と固着された側とは反対側には、ダイアフラム状の可動部材36がポールピース33とは所定の間隙長Lg1を保持して、例えば永久磁石35の吸引力により固定されており、外部からの力により上下方向に撓む。
可動部材36は、例えば析出硬化系のステンレス鋼、鉄−ニッケル合金、鉄−クロム−コバルト合金などのバネ特性と、特に飽和磁束密度の高い磁気特性との両方の特性を持った磁性バネ材料で構成される。また、可動部材36は、永久磁石35によりS極又はN極のみの片極に磁化されている。
ノズル34は、配管37を介して絞り38と接続され、この絞り38には外部から空気圧PSが供給され、絞り38で生じたノズル背圧Pnを導管39を介して取り出す。さらに、ハウジング31には外部と連通する排気孔40が形成されている。
下部側のハウジング32は、その外径部が円筒状をなしており、ハウジング31の外径部と一体に固定されている。その中心部には軟磁性の材料で出来た円柱状のポールピース41が可動部材36と所定の間隙長Lg2を保持して固定されている。そして、このポールピース41の回りには電流信号Iを流すコイル42が巻かれている。
以上の構成において、コイル42への電流を変化させることにより可動部材36の両側のエアー・ギャップの磁束を変化させ、それにより可動部材36とノズル34との間隙をコントロールする。間隙が変化すると空気の漏れ量が変わることによりノズル背圧Pnが変化する。
次に、図2と図3とを参照して、温度変化によるI/Pモジュール12の入出力特性について説明する。図3のグラフの縦軸はノズル背圧Pn、横軸は電流信号IVを示す。以下、I/Pモジュール12の電流信号IVが増加すると、ノズル背圧Pnが増加する場合において説明する。一般的に周囲温度が低い場合、磁気抵抗が低下する。すると、図2に示す可動部材36の釣り合い位置が変化する。このとき、可動部材36は矢印Aに示す方向に変化する。よって、可動部材36の位置がノズル34側に近づくため、低温時のノズル背圧Pnは高くなる(後述する図3のa点)。反対に、周囲温度が高い場合、磁気抵抗が増加する。すると、可動部材36は矢印Bに示す方向に変化する。よって、可動部材36の位置がノズル34側から遠くなるため、高温時のノズル背圧Pnは低くなる(後述する図3のb点)。
次に図3を参照して、温度変化に対する補償について説明する。ここで、常温での電流値をIchとする。上述の通り、周囲温度が低い場合はノズル背圧が高くなる(a点)。また、周囲温度が低い場合はノズル背圧が低くなる(b点)。したがって、目標とするノズル背圧Pncを出力するためには、周囲温度の変化分、温度補償を行う必要がある。
例えば、周囲温度が低温の場合、ノズル背圧Pnc値を出力するためには、電流信号IVはIclowとなる。よって、ΔI1=Ich−Iclow分、補償を行う必要がある。同様に、高温の場合はΔI2=Ichigh−Ich分、補償を行う必要がある。
温度補償手段22は、ΔI1又はΔI2を温度補償信号Iaとして出力する。温度補償信号Iaはノズル背圧算出手段19に入力される。そして、ノズル背圧算出手段19において、ノズル背圧Pnの電流推定値Inに温度補償信号Iaが加減算される。また、温度補償手段22の温度補償周期は、制御手段10の制御演算周期と比較して長い周期で行う。例えば、制御手段10の演算周期が0.1秒とすると、温度補償手段22の周期は数秒とする。
経年変化補償手段21は、温度補償手段22と同様に、ノズル背圧Pnの電流推定値Inに補償を行う手段である。経年変化補償手段21は、記憶手段25を備える。記憶手段25は、基準値を記憶する。ここで、基準値とは、予め測定された目標値信号SV1、操作信号MV1及び駆動圧信号PV1の値のことをいう。当該基準値を基準として、経年変化補償手段21の補償が行われる。
経年変化補償手段21の補償は、経年変化補償信号Ibを演算することにより行う。ここで、経年変化補償信号Ibとは、経年変化及び外乱等により変化した電流推定値と初期状態の電流推定値との差分値のことをいう。また、経年変化及び外乱等とは、温度サイクルドリフト、外部磁界の影響、衝撃の影響、振動の影響等のことをいう。
次に、図4を参照して、経年変化補償について説明する。図4は、図3と同じくI/Pモジュール12の入出力特性を示した図である。図4のグラフの縦軸はノズル背圧Pn、横軸は電流信号IVを示す。図4において、基準値測定時の入出力特性をAとする。また、経年変化および外乱を受けた入出力特性をBとする。Bに示すように、I/Pモジュール12の入出力特性は、経年変化及び外乱により差(オフセット)を生じる。例えば、任意の電流信号をIc1とすると、入出力特性Aのノズル背圧PnはPnc2となる。また、経年変化及び外乱を受けた時のノズル背圧PnはPnc3となる。したがって、Pnc3−Pnc2分のオフセットを生じる。ここで、例えばノズル背圧Pnc2を目標として出力する場合を想定する。この場合、入出力特性Aでは、電流信号Ic1のとき、ノズル背圧Pnc2が出力される。しかし、経年変化及び外乱を受けたとき、ノズル背圧Pnc2を出力するには、電流信号はIc2となる。したがって、ΔI3=Ic1−Ic2分の補償を行う必要がある。
上記ΔI3の補償を行うため、経年変化補償手段21は、最新値として目標値信号SV2、操作信号MV2及び駆動圧信号PV2の最新値を測定(以下、最新値)する。ここで、最新値とは最新の目標値信号SV2、操作信号MV2及び駆動信号PV2の測定値のことをいう。また、最新値は常温及び定常状態時に測定される。ここで、常温とは例えば、15〜30℃の範囲の温度のことをいう。また、定常状態とは電空変換装置100において、駆動出力圧Poutの変化量が時間的に一定の状態のことをいう。そして、基準値が記憶手段25から読み出される。読み出された基準値と最新値とを比較して比較値を算出する。ここで、比較値とは、基準値と最新値との差のことをいい、図4の例ではΔI3に該当する。当該比較値が一定の閾値を超えた場合は、ΔI3分を経年補償信号Ibとして出力する。
経年変化補償信号Ibはノズル背圧算出手段19に入力される。そして、ノズル背圧算出手段19において、ノズル背圧Pnの電流推定値Inに経年変化補償信号Ibが加減算される。ここで、比較値が一定の閾値を超えた場合、基準値は更新される。例えば、上記の説明の場合、目標値信号SV2、操作信号MV2及び駆動圧信号PV2が基準値として更新される。また、経年変化補償の周期は温度補償の周期よりも長い周期で行う。例えば、温度補償の周期が数秒であるのに対して、経年変化補償の周期は数ヶ月の周期で行う。
次に、以上のように構成された電空変換システム100の動作について説明する。先ず、目標値信号SVが、減算手段17の加算入力端子に印加される。また、減算手段17の減算入力端子に駆動圧信号PVが印加される。そして、減算手段17により目標値信号SVと駆動圧信号PVとの差である偏差信号Errorが算出される。減算手段17の偏差信号Errorは、出力制御手段18に印加される。
出力制御手段18には、偏差信号Errorと不感帯補償手段20の出力信号Idとが印加される。そして、操作信号MVが算出される。算出された操作信号MVは電圧/電流変換手段11へ印加される。電圧/電流変換手段11より操作信号MVが電流信号IVへ変換される。
電圧/電流変換手段11により変換された電流信号IVはI/Pモジュール12に印加される。I/Pモジュール12により電流信号IVはノズル背圧Pnへ変換される。ノズル背圧Pnはコントロールリレー13に供給される。
ノズル背圧Pnはコントロールリレー13により駆動出力圧Poutへ変換される。駆動出力圧Poutは、制御対象である調節弁15に供給されると共に圧力センサ14に供給される。圧力センサ14の駆動圧信号PVは、減算手段の減算入力端子にフィードバックされる。
また、圧力センサ14より出力される駆動圧信号PVは、不感帯補償手段20と経年変化補償手段21とに印加される。経年変化補償手段21は、駆動圧信号PVの他に、目標値信号SVと操作信号MVとが印加される。そして、記憶手段25に記憶されている初期値と測定値との比較値を算出する。比較値が一定の閾値よりも大きい場合は、経年変化補償信号Ibがノズル背圧算出手段19へ出力される。
また、温度センサ16により測定された温度信号Onは、温度補償手段22に入力される。温度補償手段22により、周囲温度値に基づいて温度補償信号Iaがノズル背圧算出手段19へ出力される。
ノズル背圧算出手段19は、温度補償信号Ia、経年変化補償信号Ib、及び操作信号MVに基づいてノズル背圧Pnの電流推定値Inを算出する。そして、当該ノズル背圧Pnの電流推定値Inに基づいて、ノズル背圧算出値Pが算出される。算出されたノズル背圧算出値Pは、不感帯補償手段20の偏差圧算出手段24へ出力される。
偏差圧算出手段24により、ノズル背圧算出値Pとコントロールリレー13のゲインとを積算した積算値Bが算出される。そして、当該積算値Bと駆動圧信号PVとから偏差圧ΔPが算出される。偏差圧ΔPはループゲイン制御手段23により、偏差圧ΔPが不感帯にあるか否かが判断される。偏差圧ΔPが不感帯にあると判断された場合、ループゲインAが切替え制御される。そして、ループゲイン制御手段23からの指示に基づいて出力信号Idが出力される。当該出力信号Idと偏差信号Errorとに基づいて、出力制御手段18により操作信号MVが出力される。上記の動作が、目標値信号SVと駆動圧信号PVの偏差Errorが0になるまで繰り返えされる。
以上、本実施の形態によれば、操作信号MVと温度補償信号Iaと経年補償信号Ibとに基づいてノズル背圧算出値Pを算出する。したがって、温度変化、経年変化及び外乱によらず、コントロールリレー13の不感帯位置を正確に把握することができる。
また、操作信号MVと温度補償信号Iaと経年変化補償信号Ibとに基づいてノズル背圧Pnの電流推定値Inを算出することができる。そして、当該ノズル背圧Pnの電流推定値Inに基づいてノズル背圧算出値Pを算出することができる。また、温度信号Onに基づくノズル背圧値Pnの電流推定値Inと常温におけるノズル背圧値Pnの電流推定値Inとの差分値を補償することができる。したがって、周囲温度の変化によるノズル背圧Pnの変動を補償することができる。
また、温度信号Onに基づくノズル背圧値Pnの電流推定値Inと常温におけるノズル背圧値Pnの電流推定値Inとの差分値の補償を周期的に行うことができる。
また、操作信号MVと温度補償信号Iaと経年変化補償信号Ibとに基づいてノズル背圧Pnの電流推定値Inを算出することができる。そして、当該ノズル背圧Pnの電流推定値Inに基づいてノズル背圧算出値Pを算出することができる。また、最新値と基準値との比較値を演算し、当該比較値が閾値を超えた場合は、基準値と最新値とに基づいて、ノズル背圧Pnの電流推定値Inを補償することができる。したがって、経年変化及び外乱によるノズル背圧Pnの変動を補償することができる。また、最新値の測定を周期的に行うことができる。
その他、本実施の形態における電空変換装置100の細部構成及び詳細動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
10 制御手段
11 電流変換手段
12 I/Pモジュール
13 コントロールリレー
14 圧力センサ
15 調節弁
16 温度センサ
17 減算手段
18 出力制御手段
19 ノズル背圧算出手段
20 不感帯補償手段
21 経年変化補償手段
22 温度補償手段
23 ループゲイン制御手段
24 偏差圧算出手段
25 記憶手段
30 構成図
31,32 ハウジング
33 ポールピース
34 ノズル
35 永久磁石
36 可動部材
37 配管
38 絞り
39 導管
40 排気孔
41 導管
42 コイル
43 ポールピース
51 減算回路
52 出力制御手段
53 電流変換手段
54 I/Pモジュール
55 コントロールリレー
56 調節弁
57 圧力センサ
61 排気弁
62 入力ダイアフラム
63 可動部
64 フィードバックダイアフラム
65 給気弁
66 ポペット
67 バネ
68 ブリード孔
90 電空変換装置
91 電空変換器
92 コントロールリレー
93 調節弁
94 圧力センサ
95 出力制御装置
100 電空変換システム
A ループゲイン
Error 偏差信号
I 電流信号
Ia 温度補償信号
Ib 経年変化補償信号
Id 出力信号
In 電流推定値
IV 電流信号
Lg1 間隙長
Lg2 間隙長
MV 操作信号
On 温度信号
Pn ノズル背圧
Pout 駆動出力圧
PS 空気圧
PV 駆動圧信号
SV 目標値信号
ΔP 偏差圧
11 電流変換手段
12 I/Pモジュール
13 コントロールリレー
14 圧力センサ
15 調節弁
16 温度センサ
17 減算手段
18 出力制御手段
19 ノズル背圧算出手段
20 不感帯補償手段
21 経年変化補償手段
22 温度補償手段
23 ループゲイン制御手段
24 偏差圧算出手段
25 記憶手段
30 構成図
31,32 ハウジング
33 ポールピース
34 ノズル
35 永久磁石
36 可動部材
37 配管
38 絞り
39 導管
40 排気孔
41 導管
42 コイル
43 ポールピース
51 減算回路
52 出力制御手段
53 電流変換手段
54 I/Pモジュール
55 コントロールリレー
56 調節弁
57 圧力センサ
61 排気弁
62 入力ダイアフラム
63 可動部
64 フィードバックダイアフラム
65 給気弁
66 ポペット
67 バネ
68 ブリード孔
90 電空変換装置
91 電空変換器
92 コントロールリレー
93 調節弁
94 圧力センサ
95 出力制御装置
100 電空変換システム
A ループゲイン
Error 偏差信号
I 電流信号
Ia 温度補償信号
Ib 経年変化補償信号
Id 出力信号
In 電流推定値
IV 電流信号
Lg1 間隙長
Lg2 間隙長
MV 操作信号
On 温度信号
Pn ノズル背圧
Pout 駆動出力圧
PS 空気圧
PV 駆動圧信号
SV 目標値信号
ΔP 偏差圧
Claims (10)
- 調節弁を駆動する駆動出力圧を発生する圧力増幅手段に対し所定の制御信号に応じたノズル背圧を出力する電空変換手段を有する電空変換装置において、
周囲温度を検出し、当該周囲温度を温度信号として出力する温度センサと、
前記温度信号に基づく前記ノズル背圧の変化を補償し、当該補償分を温度補償信号として出力する温度補償手段と、
使用年月の経過及び外乱に基づくノズル背圧の変化を補償し、当該補償分を経年変化補償信号として出力する経年変化補償手段と、
前記電空変換手段へ入力される操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とからノズル背圧算出値を算出するノズル背圧算出手段と、
前記圧力増幅手段から出力される駆動出力圧を検出し、当該駆動出力圧を駆動圧信号として出力する圧力センサと、
前記ノズル背圧算出値に前記圧力増幅手段の増幅率を積算した積算値と前記駆動圧信号との差により偏差圧を算出する偏差圧算出手段と、
前記偏差圧が偏差圧の変化に対して駆動出力圧の反応が鈍くなる偏差圧領域を示す前記圧力増幅手段固有の不感帯にあるか否かを判断し、前記偏差圧が前記圧力増幅手段固有の不感帯にある場合には不感帯にない場合と比較してフィードバック制御のループゲインを大きくするよう指示するループゲイン制御手段と、
前記制御信号及び前記駆動圧信号の差と前記ループゲイン制御手段からの指示とに基づき前記操作信号を生成し、当該操作信号により前記電空変換手段を制御する出力制御手段と、
を備えることを特徴とする電空変換装置。 - 前記ノズル背圧算出手段は、
前記操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とに基づいて前記ノズル背圧の電流推定値を算出し、当該ノズル背圧の電流推定値に基づいて前記ノズル背圧算出値を算出し、
前記温度補償手段は、
前記温度信号に基づく前記ノズル背圧値の電流推定値と常温における前記ノズル背圧値の電流推定値との差分値を補償する温度補償信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の電空変換装置。 - 前記温度補償手段は、
前記差分値の補償を周期的に行うことを特徴とする請求項2に記載の電空変換装置。 - 前記ノズル背圧算出手段は、
前記操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とに基づいて前記ノズル背圧の電流推定値を算出し、当該ノズル背圧の電流推定値に基づいて前記ノズル背圧算出値を算出し、
前記経年変化補償手段は、
前記制御信号と前記駆動圧信号と前記操作信号とを基準値として記憶する記憶手段を備え、
常温及び定常状態時に前記制御信号と前記駆動圧信号と前記操作信号とを最新値として測定した後、当該最新値と前記基準値との比較値を演算し、当該比較値が閾値を超えた場合は、前記基準値と前記最新値とに基づいて、前記ノズル背圧の電流推定値を補償する経年変化補償信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の電空変換装置。 - 前記経年変化補償手段は、
前記最新値の測定を周期的に行うことを特徴とする請求項4に記載の電空変換装置。 - 調節弁を駆動する駆動出力圧を発生する圧力増幅手段に対し所定の制御信号に応じたノズル背圧を出力する電空変換手段を有する電空変換装置の制御方法において、
周囲温度を検出し、当該周囲温度を温度信号として出力する工程と、
前記温度信号に基づく前記ノズル背圧の変化を補償し、当該補償分を温度補償信号として出力する温度補償工程と、
使用年月の経過及び外乱に基づくノズル背圧の変化を補償し、当該補償分を経年変化補償信号として出力する経年変化補償工程と、
前記電空変換手段へ入力される操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とからノズル背圧算出値を算出するノズル背圧算出工程と、
前記圧力増幅手段から出力される駆動出力圧を検出し、当該駆動出力圧を駆動圧信号として出力する工程と、
前記ノズル背圧算出値に前記圧力増幅手段の増幅率を積算した積算値と前記駆動圧信号との差により偏差圧を算出する偏差圧算出工程と、
前記偏差圧が偏差圧の変化に対して駆動出力圧の反応が鈍くなる偏差圧領域を示す前記圧力増幅手段固有の不感帯にあるか否かを判断し、前記偏差圧が前記圧力増幅手段固有の不感帯にある場合には不感帯にない場合と比較してフィードバック制御のループゲインを大きくするよう指示するループゲイン制御手段によりループゲインの制御を行う工程と、
前記制御信号及び前記駆動圧信号の差と前記ループゲイン制御手段からの指示とに基づき前記操作信号を生成し、当該操作信号により前記電空変換手段を制御する出力制御工程と、
を含むことを特徴とする電空変換装置の制御方法。 - 前記ノズル背圧算出工程は、
前記操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とに基づいて前記ノズル背圧の電流推定値を算出し、当該ノズル背圧の電流推定値に基づいて前記ノズル背圧算出値を算出する工程であり、
前記温度補償工程は、
前記温度信号に基づく前記ノズル背圧値の電流推定値と常温における前記ノズル背圧値の電流推定値との差分値を補償する温度補償信号を出力することを特徴とする請求項6に記載の電空変換装置の制御方法。 - 前記温度補償工程は、
前記差分値の補償を周期的に行うことを特徴とする請求項7に記載の電空変換装置の制御方法。 - 前記ノズル背圧算出工程は、
前記操作信号と前記温度補償信号と前記経年変化補償信号とに基づいて前記ノズル背圧の電流推定値を算出し、当該ノズル背圧の電流推定値に基づいて前記ノズル背圧算出値を算出する工程であり、
前記経年変化補償工程は、
前記制御信号と前記駆動圧信号と前記操作信号とを基準値として記憶し、
常温及び定常状態時に、前記制御信号と前記駆動圧信号と前記操作信号とを最新値として測定した後、当該最新値と前記基準値との比較値を演算し、当該比較値が閾値を超えた場合は、前記基準値と前記最新値とに基づいて、前記ノズル背圧の電流推定値を補償する経年変化補償信号を出力することを特徴とする請求項6に記載の電空変換装置の制御方法。 - 前記経年変化補償工程は、
前記最新値の測定を周期的に行うことを特徴とする請求項9に記載の電空変換装置の制御方法。
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JP2006077198A JP2007255447A (ja) | 2006-03-20 | 2006-03-20 | 電空変換装置及び電空変換装置の制御方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2006
- 2006-03-20 JP JP2006077198A patent/JP2007255447A/ja active Pending
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