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ACTUATOR, ACTUATOR CONTROL METHOD, AND ACTUATOR CONTROL PROGRAM

Foreign code F110002941
File No. S2008-0565-C0
Posted date May 9, 2011
Country WIPO
International application number 2009JP058619
International publication number WO 2009/133956
Date of international filing May 7, 2009
Date of international publication Nov 5, 2009
Priority data
  • P2008-120785 (May 2, 2008) JP
  • P2008-204612 (Aug 7, 2008) JP
Title ACTUATOR, ACTUATOR CONTROL METHOD, AND ACTUATOR CONTROL PROGRAM
Abstract The objective is to perform good control with reduced overshoot when controlling an actuator such as an air cylinder. Therefore, the present invention, when the cylinder chamber interior has first and second chambers that are partitioned by a piston, has first and second control valves (42, 44), which steplessly regulate the supply of fluid pressure to each chamber, and first and second release valves (41, 43), which control the flow of fluid from the first and second chambers (11, 12). First and second control means are provided to control at least one of the two control valves (42, 44). The first control means executes feedback control to minimize the deviation between the target piston slide position and the detected piston slide position. The second control means performs differential forward PD control to minimize deviation between the target piston slide position and the detected piston slide position, relative to the bias pressure supplied commonly to both the first and second chambers.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】 シリンダ室にスライド自在に配置されて、前記シリンダ室を第1チャンバと第2チャンバとに仕切るピストンと、
 前記第1及び第2チャンバ内の気体又は液体の流体の圧力を制御して、前記ピストンのスライド位置を制御するアクチュエータであり、
 流体圧源と前記第1及び第2のチャンバとの間に配置されて、前記第1及び第2のチャンバへの流体圧供給を、無段階で調整する第1及び第2の制御バルブと、
 前記第1及び第2のチャンバ側から大気または低圧源側に向かう出方向に前記流体を流すことを許容する第1及び第2の排出バルブとを備え、
 前記第1及び第2の制御バルブの少なくとも何れか一方の制御を行う制御手段として、
 前記ピストンの目標スライド位置と、前記ピストンの検出したスライド位置との偏差が小さくなるようにフィードバック制御を実行する第1の制御手段と、
 前記第1及び第2のチャンバへ共通に供給するバイアス圧力を、前記ピストンの目標スライド位置と、前記ピストンの検出したスライド位置との偏差が最小になるようにフィードバック制御を実行する第2の制御手段とを備えるアクチュエータ。

【請求項2】 前記第2の制御手段では、前記ピストンの目標スライド位置と、前記ピストンの検出したスライド位置との偏差が小さくなるように、微分先行型PD制御による制御手段を備えた請求項1に記載のアクチュエータ。

【請求項3】 前記目標スライド位置が前記第1及び第2の制御手段に与えられたとき、
 前記第1の制御手段では、オーバーシュートが現われる応答性の早いゲインを設定し、
 前記第2の制御手段では、前記フィードバック制御を実行する際の比例ゲインを、初期値から徐々に増やして前記オーバーシュートを打ち消すと共に、前記フィードバック制御を実行する際の微分ゲインの増減で調整する請求項1または2に記載のアクチュエータ。

【請求項4】 前記第2の制御手段で設定される前記微分ゲインの初期値は、前記第2の制御手段で設定される前記比例ゲインの初期値の約1/100とした請求項3に記載のアクチュエータ。

【請求項5】 前記第1及び第2の制御バルブの何れか一方で、前記第1の制御手段による制御を行い、前記第1及び第2の制御バルブの両方で、前記第2の制御手段による制御を行う請求項1~4のいずれか1項に記載のアクチュエータ。

【請求項6】 前記第1及び第2の制御バルブの何れか一方で、前記第1の制御手段による制御と、前記第2の制御手段による制御とを行い、他方の制御バルブで、所定の圧力をチャンバ内に与える制御を行う請求項1~4のいずれか1項に記載のアクチュエータ。

【請求項7】 前記第1及び第2の制御バルブの何れか一方で、前記第1の制御手段による制御を行い、
 前記第2の制御バルブの制御を実行する際には、それぞれ別々に設定した、前記フィードバック制御用のゲインを用いて制御を行う請求項1~4のいずれか1項に記載のアクチュエータ。

【請求項8】 前記第1の制御手段と前記第2の制御手段を、前記第1の制御バルブ制御用と、前記第2の制御バルブ制御用にそれぞれ別々に設定した、前記フィードバック制御用のゲインを用いて制御を行う請求項1~4のいずれか1項に記載のアクチュエータ。

【請求項9】 シリンダ室にスライド自在に配置されて、前記シリンダ室を第1チャンバと第2チャンバとに仕切るピストンを備え、前記第1及び第2チャンバ内の気体又は液体の流体の圧力を制御して、前記ピストンのスライド位置を制御するアクチュエータの制御方法であり、
 流体圧源と前記第1及び第2のチャンバとの間に配置されて、前記第1及び第2のチャンバへの流体圧供給を、無段階で調整する第1及び第2の制御バルブと、前記第1及び第2のチャンバ側から大気または低圧源側に向かう出方向に前記流体を流すことを許容する第1及び第2の排出バルブとを備えたアクチュエータの制御方法において、
 前記第1及び第2の制御バルブの少なくとも何れか一方の制御として、
 前記ピストンの目標スライド位置と、前記ピストンの検出したスライド位置との偏差が小さくなるようにフィードバック制御を実行する第1の制御処理と、
 前記第1及び第2のチャンバへ共通に供給するバイアス圧力を、前記ピストンの目標スライド位置と、前記ピストンの検出したスライド位置との偏差が最小になるようにフィードバック制御を実行する第2の制御処理とを行うアクチュエータの制御方法。

【請求項10】 シリンダ室にスライド自在に配置されて、前記シリンダ室を第1チャンバと第2チャンバとに仕切るピストンを備え、前記第1及び第2チャンバ内の気体又は液体の流体の圧力を制御して、前記ピストンのスライド位置を制御するアクチュエータの制御プログラムであり、
 流体圧源と前記第1及び第2のチャンバとの間に配置されて、前記第1及び第2のチャンバへの流体圧供給を、無段階で調整する第1及び第2の制御バルブと、前記第1及び第2のチャンバ側から大気または低圧源側に向かう出方向に前記流体を流すことを許容する第1及び第2の排出バルブとを備えたアクチュエータの制御プログラムにおいて、
 前記第1及び第2の制御バルブの少なくとも何れか一方の制御として、
 前記ピストンの目標スライド位置と、前記ピストンの検出したスライド位置との偏差が小さくなるようにフィードバック制御を実行する第1の制御処理を行うステップと、
 前記第1及び第2のチャンバへ共通に供給するバイアス圧力を、前記ピストンの目標スライド位置と、前記ピストンの検出したスライド位置との偏差が最小になるようにフィードバック制御を実行する第2の制御処理を行うステップとを備えるアクチュエータの制御プログラム。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • University of Tsukuba, National University Corporation
  • Inventor
  • HOSHINO Kiyoshi
  • Weragala Don Gayan Krishantha
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE(UTILITY MODEL),AG,AL(UTILITY MODEL),AM(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),AO(UTILITY MODEL),AT(UTILITY MODEL),AU,AZ(UTILITY MODEL),BA,BB,BG(UTILITY MODEL),BH(UTILITY MODEL),BR(UTILITY MODEL),BW(UTILITY MODEL),BY(UTILITY MODEL),BZ(UTILITY MODEL),CA,CH,CN(UTILITY MODEL),CO(UTILITY MODEL),CR(UTILITY MODEL),CU(INVENTOR'S CERTIFICATE),CZ(UTILITY MODEL),DE(UTILITY MODEL),DK(UTILITY MODEL),DM(UTILITY MODEL),DO(UTILITY MODEL),DZ,EC(UTILITY MODEL),EE(UTILITY MODEL),EG(UTILITY MODEL),ES(UTILITY MODEL),FI(UTILITY MODEL),GB,GD,GE(UTILITY MODEL),GH(UTILITY CERTIFICATE),GM,GT(UTILITY MODEL),HN,HR(CONSENSUAL PATENT),HU(UTILITY MODEL),ID,IL,IN,IS,JP(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),KG(UTILITY MODEL),KM,KN,KP(INVENTOR'S CERTIFICATE)(UTILITY MODEL),KR(UTILITY MODEL),KZ(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),LA,LC,LK,LR,LS(UTILITY MODEL),LT,LU,LY,MA,MD(UTILITY MODEL),ME,MG,MK,MN,MW,MX(UTILITY MODEL),MY(UTILITY-INNOVATION),MZ(UTILITY MODEL),NA,NG,NI(UTILITY MODEL),NO,NZ,OM(UTILITY MODEL),PG,PH(UTILITY MODEL),PL(UTILITY MODEL),PT(UTILITY MODEL),RO,RS(PETTY PATENT),RU(UTILITY MODEL),SC,SD,SE,SG,SK(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SM,ST,SV(UTILITY MODEL),SY,TJ(UTILITY MODEL),TM(PROVISIONAL PATENT),TN,TR(UTILITY MODEL),TT(UTILITY CERTIFICATE),TZ,UA(UTILITY MODEL),UG(UTILITY CERTIFICATE),US,UZ(UTILITY MODEL),VC(UTILITY CERTIFICATE),VN(PATENT FOR UTILITY SOLUTION),ZA,ZM,ZW,EP(AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,SE,SI,SK,TR),OA(BF(UTILITY MODEL),BJ(UTILITY MODEL),CF(UTILITY MODEL),CG(UTILITY MODEL),CI(UTILITY MODEL),CM(UTILITY MODEL),GA(UTILITY MODEL),GN(UTILITY MODEL),GQ(UTILITY MODEL),GW(UTILITY MODEL),ML(UTILITY MODEL),MR(UTILITY MODEL),NE(UTILITY MODEL),SN(UTILITY MODEL),TD(UTILITY MODEL),TG(UTILITY MODEL)),AP(BW(UTILITY MODEL),GH(UTILITY MODEL),GM(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),LS(UTILITY MODEL),MW(UTILITY MODEL),MZ(UTILITY MODEL),NA(UTILITY MODEL),SD(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SZ(UTILITY MODEL),TZ(UTILITY MODEL),UG(UTILITY MODEL),ZM(UTILITY MODEL),ZW(UTILITY MODEL)),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM)
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