(57)【要約】【課題】低コストで外乱によるプラントの出力の振動成分を除去できる制御装置の提供する。【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の制御装置は、プラントＣに対する目標指令Ｘ＊とプラントＣの出力Ｘとの偏差ｅからプラントＣの操作量Ｕを求める制御演算部２と、偏差ｅの微分値ｄｅ／ｄｔに基づいて外乱除去値Ｑを求める外乱除去値演算部３と、操作量Ｕから外乱除去値Ｑを差し引きしてプラントＣに与える制御指令Ｉを生成する外乱除去部４とを備えている。【選択図】図１
2018147069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントに対する目標指令と前記プラントの出力との偏差から前記プラントの操作量を求める制御演算部と、
前記偏差の微分値に基づいて外乱除去値を求める外乱除去値演算部と、
前記操作量から外乱除去値を差し引きして前記プラントに与える制御指令を生成する外乱除去部とを備えた
ことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記外乱除去値演算部は、周波数をパラメータとした前記プラントの周波数ゲイン特性を表現する関数に、前記偏差の微分値を前記パラメータとして入力した値の逆数を補正ゲインとし、前記補正ゲインに前記目標指令と前記出力との偏差を乗じて前記外乱除去値を求める
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記関数は、シグモイド関数のｙ軸対称関数とし、
前記外乱除去値演算部は、前記偏差をｅとし、現在時間をｔとし、予め決められた時間をｔ’として、以下の式（５）を演算して得られた値をシグモイド関数のｙ軸対称関数のパラメータｆとして入力して求めた値の逆数を前記補正ゲインとする
ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【数５】
2018147069.tif 000007
【請求項４】
前記関数は、シグモイド関数のｙ軸対称関数とし、
前記外乱除去値演算部は、前記偏差をｅとし、１より非常に小さな値に設定される定数をδとし、現在時間をｔとし、予め決められた時間をｔ’として、以下の式（６）を演算して得られた値をシグモイド関数のｙ軸対称関数のパラメータｆとして入力して求めた値の逆数を前記補正ゲインとする
ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【数６】
2018147069.tif 000008
【請求項５】
前記外乱除去値演算部は、前記偏差の絶対値が閾値より小さくなると、前記外乱除去値を０とする
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記プラントがサーボ弁を有する直動型の流体圧アクチュエータであって、
前記プラントの出力である前記流体圧アクチュエータのストローク変位を検知する変位検知部を備えた
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラントを制御する制御装置は、プラントの出力を検知して、この出力をフィードバックして目標指令との偏差を求め、ＰＩ補償やＰＩＤ補償を行ってプラントへ与える制御指令を求める。このように、制御装置がフィードバック制御を行っても、実際には、外乱の影響によりプラントの出力が目標指令通りとならない場合がある。
【０００３】
以下、プラントを振動試験機に利用される油圧アクチュエータとする場合を例に、前記外乱の影響を説明する。振動試験機は、機械、機械部品や構造物といった試験体の疲労耐久性をテストするために用いられ、多くの場合、試験体を加振するには直動型の油圧アクチュエータが用いられる。
【０００４】
このような振動試験機では、試験体に対して油圧アクチュエータで正弦波振動を与える等して振動試験が行われる。油圧アクチュエータは、内部にピストンで区画される伸側室と圧側室とを有するシリンダと、ピストンに連結されてシリンダ内に挿入されてシリンダに対して軸方向に移動可能なロッドと、伸側室と圧側室を油圧源とタンクとに連通可能なサーボ弁とを備えている。このような、油圧アクチュエータをプラントとして制御する制御装置は、サーボ弁によって伸側室と圧側室の差圧を制御して油圧アクチュエータのストロークと推力を制御する（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
油圧アクチュエータは、シリンダ内に充填される作動油を作動媒体として利用しているので、シリンダとシリンダに出入りするロッドとの間には必ずオイルシールが設けられていて、シリンダ内からの作動油の漏洩を防止している。そのため、たとえば、油圧アクチュエータで正弦波振動を試験体に与える場合、油圧アクチュエータのストローク変位が正弦波を描くようにストロークさせるが、油圧アクチュエータオイルシールとロッドとの間に生じる摩擦力等の外乱に起因する振動がこのストローク波形に重畳される場合がある。
【０００６】
このような波形乱れを防止するために、従来の制御装置では、油圧アクチュエータのストローク変位だけでなく、ストローク加速度をも検知し、目標ストローク変位と実際のストローク変位との偏差および目標ストローク加速度と実際のストローク加速度の偏差を求めて制御指令を生成する（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
よって、従来の制御装置では、油圧アクチュエータのストローク波形に乱れが生じさせずに、試験体に振動を与えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１０１７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような従来の制御装置では、油圧アクチュエータのストローク変位に加えてストローク加速度もフィードバックして制御しているので、前述のように油圧アクチュエータのストローク中の外乱に起因する振動を解消できる。
【００１０】
従来の制御装置は、外乱による振動を打ち消せる点ではよいが、ストローク変位に基づく制御指令に対してストローク加速度に基づく制御指令を外乱による振動を打ち消すように加算しているため、プラントの出力を検知するセンサ以外に他のセンサが必要となる。したがって、従来の制御装置では、コストが非常に高くなるという課題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、低コストで外乱によるプラントの出力の振動成分を除去できる制御装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した目的を達成するため、本発明の制御装置は、プラントに対する目標指令とプラントの出力との偏差からプラントの操作量を求める制御演算部と、偏差の微分値に基づいて外乱除去値を求める外乱除去値演算部と、操作量から外乱除去値を差し引きしてプラントに与える制御指令を生成する外乱除去部とを備えている。このように構成された本発明の制御装置によれば、外乱による振動が高周波となっても、プラントの出力を目標指令に追従させられるとともに、プラントの出力を検知するセンサ以外にセンサを要しない。
【００１３】
また、外乱除去値演算部がプラントのゲイン特性を周波数をパラメータとして表現する関数に偏差の微分値をパラメータとして入力した値の逆数を補正ゲインとし、補正ゲインに目標指令と出力との偏差を乗じて外乱除去値を求めるように制御装置を構成してもよい。このように構成された制御装置では、プラントのシステムの周波数応答に適した外乱除去値が得られるので、プラントのシステムの応答が遅れる外乱による高周波の振動成分もきれいに打ち消せる。
【００１４】
さらに、関数をシグモイド関数のｙ軸対称関数とし、外乱除去値演算部が偏差をｅとし、現在時間をｔとし、予め決められた時間をｔ’として、以下の式（１）を演算して得られた値ｆをシグモイド関数のｙ軸対称関数のパラメータとして入力して求めた値の逆数を前記補正ゲインとするように制御装置を構成してもよい。
【００１５】
【数１】
2018147069.tif 000003
このように制御装置を構成すれば、シグモイド関数のｙ軸対称関数を利用してプラントの周波数ゲイン特性を近似でき、プラントのシステムの周波数応答に適した外乱除去値が得られ、プラントのシステムの応答が遅れる外乱による高周波の振動成分を効果的に打ち消せる。
【００１６】
また、関数をシグモイド関数のｙ軸対称関数とし、外乱除去値演算部が偏差をｅとし、現在時間をｔとし、予め決められた時間をｔ’として、以下の式（２）を演算して得られた値ｆをシグモイド関数のｙ軸対称関数のパラメータとして入力して求めた値の逆数を補正ゲインとするよう制御装置を構成してもよい。
【００１７】
【数２】
2018147069.tif 000004
このように制御装置を構成すると、補正ゲインの発散が防止されるので、外乱除去値の値が発散して過大となってしまうのを防止でき、制御装置における制御の発信も防止される。
【００１８】
さらに、外乱除去値演算部が偏差の絶対値が閾値より小さくなると、外乱除去値の値が発散して過大となってしまうのを防止でき、制御装置における制御の発信も防止される。
【００１９】
そして、さらに、制御装置は、プラントをサーボ弁を有する直動型の流体圧アクチュエータとして、プラントの出力である流体圧アクチュエータのストローク変位を検知する変位検知部を備えてもよい。このように制御装置を構成すると、流体圧アクチュエータを用いた振動試験機に最適となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の制御装置によれば、低コストで外乱によるプラントの出力の振動成分を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施の形態における制御装置における制御ブロック図である。
【図２】一実施の形態における制御装置が適用される流体圧アクチュエータの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１および図２に示すように、一実施の形態における制御装置１の説明に当たり、プラントを振動試験機における流体圧アクチュエータＣとして、流体圧アクチュエータＣを制御する場合を例に制御装置１について説明する。
【００２３】
制御装置１は、図１に示すように、プラントである流体圧アクチュエータＣに対する目標指令としての目標変位Ｘ＊と流体圧アクチュエータＣの出力としてのストローク変位Ｘとの偏差ｅから流体圧アクチュエータＣの操作量Ｕを求める制御演算部２と、偏差ｅの微分値に基づいて外乱除去値Ｑを求める外乱除去値演算部３と、操作量Ｕから外乱除去値Ｑを差し引きして流体圧アクチュエータＣに入力する制御指令Ｉを生成する外乱除去部４とを備えて構成されている。
【００２４】
他方、制御装置１によって制御される流体圧アクチュエータＣは、図２に示すように、シリンダ１１と、シリンダ１１内に移動自在に挿入されるとともにシリンダ１１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画するピストン１２と、シリンダ１１内に移動自在に挿入されるとともにピストン１２に連結されるピストンロッド１３と、ポンプ１４と、タンク１５と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２をポンプ１４とタンク１５に連通して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の差圧を制御するサーボ弁１６とを備えて直動型のシリンダ装置として構成されている。伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２およびタンク１５には、本例では、作動流体として作動油が充填されている。
【００２５】
サーボ弁１６は、伸側室Ｒ１をポンプ１４へ連通するとともに圧側室Ｒ２をタンク１５へ連通する伸側供給ポジションと、伸側室Ｒ１をタンク１５へ連通するとともに圧側室Ｒ２をポンプ１４へ連通する圧側供給ポジションと、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２をポンプ１４とタンク１５の双方へ連通する中立ポジションとを備えソレノイドで切換駆動する電磁弁とされている。そして、サーボ弁１６は、制御装置１から入力される制御指令Ｉに応じて前述の各ポジションに切換わる。
【００２６】
ポンプ１４は、本例では、制御装置１によって、一定回転数で駆動されており、サーボ弁１６による伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のポンプ１４とタンク１５への連通状態が制御装置１によって制御され、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の差圧が制御される。このように制御装置１は、サーボ弁１６に供給する電流量を調節して流体圧アクチュエータＣのストローク量を制御する。
【００２７】
本例では、制御装置１は、振動試験機に適用されて、図外の試験体に予め決められた振幅で加振するために、流体圧アクチュエータＣのストローク変位Ｘをフィードバックして流体圧シリンダＣを制御する。このように、本例では、プラントを流体圧アクチュエータＣとして、流体圧アクチュエータＣのストローク変位Ｘをフィードバックして制御するので、目標指令を目標変位Ｘ＊とし、プラントの出力をストローク変位Ｘとしている。
【００２８】
そのため、本例の制御装置１は、流体圧アクチュエータＣのストローク変位Ｘを検知する変位検知部５を備えている。変位検知部５は、本例ではストロークセンサとされていて、流体圧アクチュエータＣに内蔵されている。なお、変位検知部５には、磁歪式等、種々のストロークセンサを利用できる。変位検知部５は、検知した流体圧アクチュエータＣのストローク変位Ｘを制御演算部２と外乱除去値演算部３とへ入力する。
【００２９】
制御演算部２は、図示しない上位の装置から繰り返し入力される目標変位Ｘ＊とストローク変位Ｘとに基づいて、サーボ弁１６へ与えるべき操作量Ｕを生成する。具体的には、制御演算部２は、図１に示すように、目標変位Ｘ＊とストローク変位Ｘとの偏差ｅを求める偏差演算部２１と、偏差演算部２１が求めた偏差ｅをＰＩＤ補償して操作量Ｕを求める補償部２２とを備えている。
【００３０】
偏差演算部２１は、目標変位Ｘ＊とストローク変位Ｘとの偏差ｅを求めて補償部２２へ入力する。補償部２２は、本例では偏差ｅを比例積分微分補償して操作量Ｕを求めて外乱除去部４に入力する。つまり、補償部２２は、ＰＩＤ補償するＰＩＤ補償器とされているが、ＰＩ補償器とされてもよい。このように、制御演算部２は、ストローク変位Ｘをフィードバックして、流体圧アクチュエータＣを制御するようになっている。
【００３１】
外乱除去値演算部３は、前記偏差ｅの微分値ｄｅ／ｄｔに基づいて外乱除去値Ｑを求める。具体的には、外乱除去値演算部３は、ｋを比例ゲインとすると、外乱除去値ＱをＱ＝ｋ（ｄｅ／ｄｔ）／２πを演算して求める。ここで、偏差ｅは、プラントである流体圧アクチュエータＣの出力であるストローク変位Ｘに含まれる外乱の影響に起因する振動成分である。この偏差ｅは、振動成分であるから、偏差ｅ＝Ａｓｉｎωｔ（ただし、Ａは係数、ωは角周波数、ｔは時間）と表現すると、その微分値ｄｅ／ｄｔ＝Ａωｃｏｓωｔとなる。偏差ｅの振動周波数をｆとすると、ｆ＝ω／２πとなるから、偏差ｅの微分値ｄｅ／ｄｔは、２πｆＡｃｏｓωｔとなる。これを前述の外乱除去値Ｑを求める式に代入すると、外乱除去値Ｑ＝ｋｆＡｃｏｓωｔとなる。よって、外乱除去値Ｑは、偏差ｅの周波数ｆに比例した値を採り、周波数ｆが大きければ大きいほど、大きな値をとる。そして、この外乱除去値Ｑは、外乱除去部４に入力される。また、Ａｃｏｓωｔは、偏差ｅに対して位相ずれはあるものの、偏差ｅの大きさと考えることができるので、微分値ｄｅ／ｄｔを利用して偏差ｅと偏差ｅの振動周波数を乗じた値を疑似的に求め得る。つまり、本例における外乱除去値Ｑは、偏差ｅと偏差ｅの振動周波数を乗じた値に近似する値に比例ゲインｋを乗じたものとして捉えられる。なお、比例ゲインｋは、実機でチューニングして適切な値に設定されればよい。
【００３２】
外乱除去部４は、制御演算部２によって入力される操作量Ｕから外乱除去値演算部３によって入力される外乱除去値Ｑを差し引きして、プラントにおけるサーボ弁１６に与える制御指令Ｉを生成する。
【００３３】
なお、サーボ弁１６は、図示はしないが、ソレノイドを駆動するドライバを備えている。そして、制御指令Ｉの入力を受けたドライバが電流を制御指令Ｉが指示する通りにソレノイドへ供給して、サーボ弁１６は、駆動する。
【００３４】
ここで、サーボ弁１６の周波数ゲイン特性は、一次遅れの特性であり、高周波になればなるほどゲインが低下する特性である。他方、外乱除去値Ｑは、前述したように、偏差ｅの大きさに偏差ｅの振動周波数を乗じた値に近似する値である。よって、外乱除去値Ｑは、偏差ｅの振動周波数が大きくなると値が大きくなる。
【００３５】
偏差ｅの振動周波数が低い状況では、サーボ弁１６が充分に応答できるので、外乱除去値Ｑが差し引かれた制御指令Ｉによって、流体圧アクチュエータＣが外乱の影響でストローク変位Ｘに振動成分が現れてもこれを取り除いて、ストローク変位Ｘを目標変位Ｘ＊に追従させ得る。また、偏差ｅの振動周波数が高くなると、サーボ弁１６のゲインが低下するが外乱除去値Ｑの値は大きくなる。つまり、微分値ｄｅ／ｄｔを用いて外乱除去値Ｑを求めると、偏差ｅの周波数に応じて偏差ｅに乗じるゲインが見掛け上大きくなり、サーボ弁１６のゲイン低下を補って、流体圧アクチュエータＣが外乱の影響でストローク変位Ｘに振動成分が現れてもこれを取り除ける。
【００３６】
以上から、制御装置１が前述のように制御演算部２が変位フィードバックによって操作量Ｕから外乱除去値Ｑを差し引きして制御指令Ｉを求めると、操作量Ｕから外乱の影響による振動成分が取り除くように制御指令Ｉを生成できる。そして、制御装置１が前述のように制御指令Ｉを生成して流体圧アクチュエータＣを制御すると、流体圧アクチュエータＣの出力であるストローク変位Ｘに含まれる外乱による振動成分が除去される。このように、外乱除去値Ｑは、サーボ弁１６に入力されるとプラントである流体圧アクチュエータＣの外乱による振動成分を減殺するように作用する。また、本発明の制御装置１によれば、外乱による振動が高周波となっても、プラントの出力を目標指令に追従させられるとともに、プラントの出力を検知するセンサ以外にセンサを要しない。
【００３７】
このように、本発明の制御装置１は、プラントに対する目標指令とプラントの出力との偏差ｅからプラントの操作量Ｕを求める制御演算部２と、偏差ｅの微分値ｄｅ／ｄｔに基づいて外乱除去値Ｑを求める外乱除去値演算部３と、操作量Ｕから外乱除去値Ｑを差し引きしてプラントに与える制御指令Ｉを生成する外乱除去部４とを備えているので、センサが不要となって低コストで、外乱によるプラントの出力の振動成分を除去できる。
【００３８】
なお、外乱除去値Ｑを操作量Ｕから差し引いて制御指令Ｉを得て、流体圧アクチュエータＣの出力から外乱による振動を打ち消すと、より高周波域でより小さい振動成分が発生する現象が生じる。外乱による振動成分を流体圧アクチュエータＣの出力から打ち消す制御をし続けると、目標変位Ｘ＊とプラントの出力であるストローク変位Ｘとの偏差ｅは、小さくなっていくが、その振動周波数は高くなっていく。偏差ｅの振動周波数が高くなると外乱除去値Ｑは、どんどん大きくなっていくので、そのまま制御を継続すると、外乱除去値Ｑが過大な値となって発振する可能性がある。前述したように、流体圧アクチュエータＣの出力から外乱による振動を打ち消した際に出現する高周波側での振動成分をどんどん打ち消していくと、振動成分は、振幅を小さくしつつどんどん高周波側にシフトする。よって、偏差ｅの絶対値｜ｅ｜を基準として、｜ｅ｜が充分に小さくなると、これ以上振動成分を打ち消す制御を実行しないようにすれば、外乱除去値Ｑが過大に大きくなるのを防止でき、制御装置１による制御が発振するのを防止できる。具体的には、偏差ｅの絶対値｜ｅ｜が閾値αより小さくなると、外乱除去値Ｑを０とすればよく、閾値αの値は、外乱除去値Ｑの値が過大とならないように設定すればよい。
【００３９】
さらに、外乱除去値演算部３が外乱除去値Ｑを求めるに際して、以下のようにしてもよい。前述したとおり、サーボ弁１６の周波数ゲイン特性は、一次遅れの特性であり、高周波になればなるほどゲインが低下する特性である。ここで、シグモイド関数ｙ＝１／｛１＋ｅｘｐ（−ａｘ＋ｂ）｝（ただし、ａ＞０）を考える。シグモイド関数は、パラメータのｘが∞になると１に収束し、パラメータのｘが−∞になると０に収束する。このシグモイド関数のｙ軸対称関数ｙ＝１／｛１＋ｅｘｐ（ａｘ＋ｂ）｝（ただし、ａ＞０）では、パラメータのｘが∞になると０に収束し、パラメータのｘが−∞になると１に収束する。よって、シグモイド関数のｙ軸対称関数は、パラメータを周波数としてｘに代入すると、サーボ弁１６の周波数ゲイン特性に形が近似する。なお、係数ａ，ｂの値は、ｙ軸対称関数がサーボ弁１６の周波数ゲイン特性に近似するように設定されればよい。
【００４０】
したがって、偏差ｅの振動周波数ｆをパラメータとして前記ｙ軸対称関数へ入力して得た値の逆数を補正ゲインＫとし、補正ゲインＫに偏差ｅを乗じて外乱除去値Ｑとすれば、外乱除去値Ｑは、偏差ｅの振動周波数が高くなると大きな値を採る。つまり、Ｋ＝１＋ｅｘｐ（ａｆ＋ｂ）を演算して補正ゲインＫを求め、Ｑ＝Ｋ・ｅを演算すれば外乱除去値Ｑが求まる。よって、このように外乱除去値Ｑを求めれば、偏差ｅの周波数が高くサーボ弁１６のゲインが低下する周波数帯でも、外乱による振動成分を除去できプラントの出力を目標指令に追従させ得る。
【００４１】
ｙ軸対称関数に入力するパラメータとしての偏差ｅの振動周波数ｆは、偏差をｅとし、現在時間をｔとし、予め決められた時間をｔ’として、以下の式（３）を演算して得ればよい。
【００４２】
【数３】
2018147069.tif 000005
偏差ｅをＡｓｉｎωｔとすると、偏差ｅの絶対値｜ｅ｜の微分値ｄ｜ｅ｜／ｄｔは、Ａω｜ｃｏｓωｔ｜となる。そして、｜ｃｏｓωｔ｜のｔ’からｔまでの積分値と、偏差ｅの絶対値｜ｅ｜のｔ’からｔまでの積分値は、ｔ’を偏差ｅの想定される周期の１／２以上に設定すれば、ほぼ等しい値となる。式（３）を演算して得られる値はω／２πにほぼ等しい値となり、偏差ｅの微分値ｄ｜ｅ｜／ｄｔを利用して偏差ｅの振動周波数ｆを簡単に演算できる。なお、式（３）における積分演算は、偏差ｅの演算結果を加算すれば足り、偏差ｅの絶対値｜ｅ｜の微分値ｄ｜ｅ｜／ｄｔの演算もサンプリングされる偏差ｅの絶対値｜ｅ｜の差を求めればよいので、演算負担もかからない。
【００４３】
このように、偏差ｅの微分値ｄｅ／ｄｔを利用して偏差ｅの振動周波数ｆを求め、前述の補正ゲインＫを求める式であるＫ＝１＋ｅｘｐ（ａｆ＋ｂ）に代入すれば、補正ゲインＫを簡単に求められる。
【００４４】
そして、補正ゲインＫが求まれば、前述の外乱除去値Ｑを求める式であるＱ＝Ｋ・ｅに代入して外乱除去値Ｑを求めればよい。
【００４５】
このように外乱除去値Ｑを求めると、プラントのシステムの周波数応答に適した外乱除去値Ｑが得られるので、プラントのシステムの応答が遅れる外乱による高周波の振動成分もきれいに打ち消せる。
【００４６】
また、シグモイド関数のｙ軸対称関数でプラントの周波数ゲイン特性を近似でき、式（３）の演算により求めた偏差ｅの振動周波数を入力して補正ゲインを求めて外乱除去値Ｑが簡単に得られる。そして、このように外乱除去値Ｑを求めれば、プラントの出力から外乱の影響による振動をより効果的に打ち消せる。
【００４７】
また、このように外乱除去値Ｑを求める場合にも、偏差ｅの振動周波数が高くなると、補正ゲインＫが過大となるので、制御装置１の制御が発信する可能性がある。そこで、ｙ軸対称関数に入力するパラメータである偏差ｅの振動周波数ｆを以下の式（４）を用いて求めてもよい。
【００４８】
【数４】
2018147069.tif 000006
式（４）中のδは、予め決められた定数で、１より非常に小さな値に設定される定数であり、偏差ｅが０に近づくと、（ｅ−δ）の値も０に近づくので、式（４）で求められる値が１に近づいていく。すると、このように式（４）を演算して求めた値を補正ゲインＫを求める式に代入すると、偏差ｅの値がごく小さくなると、補正ゲインＫは、１＋ｅｘｐ（ａ＋ｂ）という一定の値に収束してくので、補正ゲインＫが無限大に発散するのを防止できる。なお、δは、補正ゲインＫの発散を防止するための偏差ｅに対して設定される閾値としての役割を果たしている。
【００４９】
このように補正ゲインＫの発散が防止されると、外乱除去値Ｑの値が発散して過大となってしまうのを防止でき、制御装置１における制御の発信も防止される。また、補正ゲインＫは徐々に前記値に収束するように変化するから、外乱除去値Ｑの値の急変を避けられ、制御指令Ｉの急変も緩和され、安定した制御を行える。
【００５０】
なお、外乱除去値Ｑを求めるのにシグモイド関数のｙ軸対称関数に偏差ｅの微分値を用いて求めた偏差ｅの振動周波数を入力して補正ゲインＫを求めているが、周波数をパラメータとしてプラントの周波数ゲイン特性を表現できる他の関数を用いて補正ゲインＫを求めてもよい。
【００５１】
また、本例の制御装置１は、プラントを流体圧アクチュエータＣとして、流体圧アクチュエータＣを変位制御するようになっているが、流体圧アクチュエータＣのストローク速度を出力として速度制御を行ってもよいし、荷重を出力として荷重制御を行ってもよい。速度制御をする場合には、目標速度を目標指令とすればよく、荷重制御をする場合には、流体圧アクチュエータＣ内の目標圧力やピストンロッド１３に作用する目標荷重を目標指令とすればよい。
【００５２】
さらに、本例では、前記した流体圧アクチュエータＣとこれを駆動するシステムをプラントにしているが、プラントはこれに限られないので、制御装置１は、流体圧アクチュエータＣの制御以外に使用されてもよい。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・制御装置、２・・・制御演算部、３・・・外乱除去値演算部、４・・・外乱除去部、５・・・変位検知部、Ｃ・・・流体圧アクチュエータ（プラント）
【図１】
2018147069.tif 000009
【図２】
2018147069.tif 000010