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FUZZY CONTROLLER FOR MULTI-SERVO ACTUATOR

Patent code P04A006901
File No. KN000467
Posted date Mar 18, 2005
Application number P1999-311851
Publication number P2001-134305A
Patent number P3364650
Date of filing Nov 2, 1999
Date of publication of application May 18, 2001
Date of registration Nov 1, 2002
Inventor
  • (In Japanese)真柳 光美
Applicant
  • (In Japanese)独立行政法人宇宙航空研究開発機構
Title FUZZY CONTROLLER FOR MULTI-SERVO ACTUATOR
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To construct a control system for reducing the force fight of an electronic/hydraulic multi-servo actuator and solving a deterioration suppressing problem and to attain the high reliability and high accuracy of the control system.
SOLUTION: Differential pressure signals from plural systems and an input/ output difference signal to/from an actuator are used as input signals to a fuzzy controller, respective fuzzy outputs estimated by fuzzy inference based on fuzzy control rules are fed back to respective systems as corrected values through signal holding circuits in respective systems to reduce the force fight of the multi-servo actuator and suppress the deterioration of these outputs. In the fuzzy inference, Mumdant's max-min method is used for an inference type, a max-min method is used for non-fuzzy and the number of fuzzy variables is minimized to three. Although a monotonous increment type function is used for a membership function, the set range of the membership function is set up so as to be matched with the purposes of the fuzzy functions and majority principle is adopted for main control rules as a rule base to sharply reduce the number of control rules.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


多重サーボアクチュエータは、一般的に高信頼性が要求される産業分野において用いられているが、各アクチュエータ出力を全く同一条件で結合する事は困難であり、各系統間のミスマッチに起因したフォースファイトは本質的に発生するものである。このフォースファイトを避けるため手法として1系統で駆動を行い他系統を待機させるスタンバイ方式と、フォースファイトの低減化にアナログ方式の均等化回路(イコライザ)を用いる方式が一般的に用いられている。後者は故障発生時の出力トランジェント変位が少ないことから、多重サーボアクチュエータに採用されている。しかし、このイコライザ方式は他系統との整合をとることによってフォースファイトを低減化するが、これはアクチュエータ出力の適正化とは無関係の事柄であり、出力の劣化抑制に対しては十分に作用しない。
従来技術として、多重サーボアクチュエータのフォースファイトの低減化にアナログ型のイコライザが用いられているのであるが、イコライザの入力信号として用いられる各差圧信号は各アクチュエータを各々作動させるものであり、アクチュエータが無負荷の静止状態では本来零になるべきものであるが、フォースファイト現象があると無負荷の静止状態でも信号を発生し、その符号が系統間で異なることからフォースファイトの検知信号として用いられている。従って、イコライザはアナログ的処理で各差圧信号の中間値や平均値を算出し、それを出力信号(基準信号)として出力する。この基準信号と各系統の差圧信号との差分が信号保持回路を経てフォースファイトの低減化信号(補正値)としてサーボアンプにフイードバックされている。
各補正値はイコライザからの基準信号と各系統の差圧信号との差分信号である事から、従来技術の欠点・問題点を箇条書きにすると、以下のようにまとめることができる。
イコライザの出力を基準に算出される各補正値は、基準信号と各差圧信号との差分であることからフォースファイトの低減化に有効であるが、多重サーポアクチュエータ出力の劣化抑制に関しては効果的に作用するものではない。
アナログ方式の制御は、最新の制御技術と多くの情報を活用して優れた制御が可能なディジタル方式の制御と比較して機能的にも柔軟さの面でも欠けているから、多重サーボアクチュエータ出力の劣化抑制問題を始めその他の故障判断等の機能的な問題に対して柔軟に対処できず、その発展が望めない。
これら従来技術におけるイコライザの問題点に関しては、最近の制御技術とマイクロ技術の発展を踏まえて捉え直し、アクチュエータ入・出力信号を有効に活用できる優れた制御技術の研究開発が望まれるところである。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、高信頼性が要求される航空宇宙機の飛行制御システムの各動翼を駆動するフォース・サミング型の電気・油圧式多重サーボアクチュエータ(多重サーボアクチュエータ)の各系統間のフォースファイトの低減化と出力の劣化を抑制するための制御方式に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ファジィ入力信号として、フォースファイトの検知信号に用いる各系統のシリンダー内ピストン両側の油圧差信号とアクチュエータの入・出力差信号とを用い、ファジィ推論で各系統のファジィ出力を推定し、それを各系統の信号保持回路を介して補正値として各系統へフイードバックして制御を行うことを特徴とする、フォースサミング型の多重サーボアクチュエータのフォースファイトの低減化と出力の劣化を抑制するファジィ制御方式。

【請求項2】
 
請求項1に記載のファジィ制御方式を効果的に実行する為のものであって、ファジィ推論は、推論型にマムダニのmax-min法、非ファジィ化に最大最大法を用い、ファジィ変数の数を最小限の3とし、メンバーシップ関数に単調増加型の関数を用いるが、メンバーシップ関数の設定範囲をファジィ変数の目的に合致させて設定すると共に、多数決の原理をルールベースとした制御ルールを主に構築することにより、制御ルールの数を大幅に減らしたことを特徴とするファジィコントローラ。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP1999311851thum.jpg
State of application right Registered
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