定位器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種在控制過(guò)程中不會(huì)損害穩(wěn)定性且可以顯著改進(jìn)迅速響應(yīng)性能的定位器。該定位器設(shè)有偏移量運(yùn)算部（6），其根據(jù)輸入至氣動(dòng)放大器（4）的輸入空氣壓力Pn和從氣動(dòng)放大器（4）輸出的輸出空氣壓力Po來(lái)求出氣動(dòng)放大器（4）從平衡狀態(tài)偏移的偏移量。控制運(yùn)算部（2）根據(jù)實(shí)際開(kāi)度信號(hào)PV、開(kāi)度設(shè)定信號(hào)SP、及由偏移量運(yùn)算部（6）求得的氣動(dòng)放大器（4）從平衡狀態(tài)偏移的偏移量d來(lái)決定控制信號(hào)MV，并輸出給電空轉(zhuǎn)換器（3）。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)提供一種在控制過(guò)程中不會(huì)損害穩(wěn)定性且可以顯著改進(jìn)迅速響應(yīng)性能的定位器。該定位器設(shè)有偏移量運(yùn)算部（6），其根據(jù)輸入至氣動(dòng)放大器（4）的輸入空氣壓力Pn和從氣動(dòng)放大器（4）輸出的輸出空氣壓力Po來(lái)求出氣動(dòng)放大器（4）從平衡狀態(tài)偏移的偏移量。控制運(yùn)算部（2）根據(jù)實(shí)際開(kāi)度信號(hào)PV、開(kāi)度設(shè)定信號(hào)SP、及由偏移量運(yùn)算部（6）求得的氣動(dòng)放大器（4）從平衡狀態(tài)偏移的偏移量d來(lái)決定控制信號(hào)MV，并輸出給電空轉(zhuǎn)換器（3）。【專利說(shuō)明】定位器
本專利技術(shù)涉及一種對(duì)閥的開(kāi)度進(jìn)行控制的定位器。
技術(shù)介紹
以往，作為對(duì)閥的開(kāi)度進(jìn)行控制的定位器例如有圖3中示出其主要部分的結(jié)構(gòu)的定位器。在該圖中，200 (200A)是定位器、300是閥、閥300中設(shè)有對(duì)表示該閥的開(kāi)度的位置進(jìn)行檢測(cè)的位置傳感器10。定位器200A包括:電流SP轉(zhuǎn)換部1、控制運(yùn)算部2、電空轉(zhuǎn)換器3、氣動(dòng)放大器4以及閥開(kāi)度計(jì)算部5。在該定位器200A中，電流SP轉(zhuǎn)換部I將從上位裝置以4?20mA的信號(hào)送來(lái)的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成開(kāi)度設(shè)定信號(hào)SP。閥開(kāi)度計(jì)算部5根據(jù)由位置傳感器10檢測(cè)出的表示閥的開(kāi)度的位置對(duì)閥200A當(dāng)前的閥開(kāi)度進(jìn)行計(jì)算，輸出與該計(jì)算的閥開(kāi)度相符的信號(hào)作為實(shí)際開(kāi)度信號(hào)PV。控制運(yùn)算部2求出來(lái)自于電流SP轉(zhuǎn)換部I的開(kāi)度設(shè)定信號(hào)SP與來(lái)自于閥開(kāi)度計(jì)算部5的實(shí)際開(kāi)度信號(hào)PV的偏差，將對(duì)該偏差實(shí)施PID控制運(yùn)算而得到的電信號(hào)作為控制信號(hào)MV輸出。電空轉(zhuǎn)換器3將來(lái)自于控制運(yùn)算部2的控制信號(hào)MV轉(zhuǎn)換成空氣壓力(噴嘴背壓)Pn0氣動(dòng)放大器4將來(lái)自于電空轉(zhuǎn)換器3的空氣壓力Pn作為輸入空氣壓力，對(duì)該輸入空氣壓力Pn進(jìn)行增幅并生成輸出空氣壓力Po，輸出至閥300的操作器11。由此，空氣壓力Po的空氣流入到操作器11內(nèi)的隔膜室，閥部12的開(kāi)度得以調(diào)整。在該定位器200A中，對(duì)于控制運(yùn)算部2來(lái)說(shuō)的控制對(duì)象也包含:向閥300施加空氣流量及空氣壓力的電空轉(zhuǎn)換器3及氣動(dòng)放大器4。電空轉(zhuǎn)換器3和氣動(dòng)放大器4的特性為線性的，如果是自然的特性的話，即便是這種控制方式雖然也夠了，但實(shí)際上電空轉(zhuǎn)換器3及氣動(dòng)放大器4均具有滯后現(xiàn)象或不靈敏區(qū)等的非線性因素，控制則變得復(fù)雜了。并且，由于該定位器200A其反饋信息僅為閥300的實(shí)際開(kāi)度信號(hào)PV，如果實(shí)際開(kāi)度信號(hào)PV不出現(xiàn)變化的話，則控制輸出(控制信號(hào)MV)就不變化。為此，控制性能就成了問(wèn)題。因此，專利文獻(xiàn)I中提出了對(duì)控制性能進(jìn)行了改善的定位器。圖4是專利文獻(xiàn)I所示的定位器的概略示意圖。在該定位器200 (200B)中，除了表示閥300的當(dāng)前的開(kāi)度的實(shí)際開(kāi)度信號(hào)PV以外,將從氣動(dòng)放大器4輸出的輸出空氣壓力Po的微分值dPo/dt作為壓力微分值反饋給控制運(yùn)算部2。輸出空氣壓力Po早于實(shí)際開(kāi)度信號(hào)PV發(fā)生變化。為此，通過(guò)將輸出空氣壓力Po的變化量進(jìn)行反饋，可以在實(shí)際開(kāi)度信號(hào)PV產(chǎn)生變化之前進(jìn)行預(yù)測(cè)。由此，與僅反饋開(kāi)度信息相比，可以進(jìn)行優(yōu)異的控制。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I日本專利特開(kāi)第3595554號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的課題但是，在該專利文獻(xiàn)I所示的定位器200B中，雖然對(duì)響應(yīng)比閥300的實(shí)際開(kāi)度快的氣動(dòng)放大器4的輸出空氣壓力Po (操作器11的隔膜部的控制壓力)的微分信息進(jìn)行了反饋，但當(dāng)加雜了噪聲等時(shí)，微分信息的輸出將變得極大。為此，存在控制易變得不穩(wěn)定這樣的問(wèn)題。本專利技術(shù)正是為了解決這樣的問(wèn)題而做出的，其目的在于，提供一種在控制過(guò)程中不會(huì)損害穩(wěn)定性且可以顯著改進(jìn)迅速響應(yīng)性能的定位器。用于解決課題的手段為了實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本專利技術(shù)的定位器，包括:控制運(yùn)算部，其將從上位裝置送來(lái)的對(duì)于閥的開(kāi)度設(shè)定信號(hào)和表示所述閥的當(dāng)前的開(kāi)度的實(shí)際開(kāi)度信號(hào)作為輸入，根據(jù)該開(kāi)度設(shè)定信號(hào)和實(shí)際開(kāi)度信號(hào)來(lái)生成控制信號(hào)；電空轉(zhuǎn)換器，其將來(lái)自于該控制運(yùn)算部的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換空氣壓力；和氣動(dòng)放大器，其將該電空轉(zhuǎn)換器所轉(zhuǎn)換的空氣壓力作為輸入空氣壓力，對(duì)該輸入空氣壓力進(jìn)行增幅后生成輸出空氣壓力，并輸出至對(duì)閥進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元，所述定位器的特征在于，包括:偏移量運(yùn)算部，其根據(jù)輸入至氣動(dòng)放大器的輸入空氣壓力和從氣動(dòng)放大器輸出的輸出空氣壓力來(lái)求出氣動(dòng)放大器從平衡狀態(tài)偏移的偏移量，控制運(yùn)算部根據(jù)實(shí)際開(kāi)度信號(hào)、開(kāi)度設(shè)定信號(hào)、及氣動(dòng)放大器從平衡狀態(tài)偏移的偏移量來(lái)決定至電空轉(zhuǎn)換器的控制輸出。雖然氣動(dòng)放大器的輸出空氣壓力取決于輸入空氣壓力,但輸入空氣壓力從平衡狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)候，輸出空氣壓力在響應(yīng)之前會(huì)有延遲。在本專利技術(shù)中，通過(guò)根據(jù)輸入氣動(dòng)放大器的輸入空氣壓力和從氣動(dòng)放大器輸出的輸出空氣壓力來(lái)求出氣動(dòng)放大器從平衡狀態(tài)偏移的偏移量，將該氣動(dòng)放大器從平衡狀態(tài)偏移的偏移量也加以考慮地決定至電空轉(zhuǎn)換器的控制輸出，即，通過(guò)在輸 出空氣壓力實(shí)際變化之前對(duì)根據(jù)氣動(dòng)放大器的輸入空氣壓力的變化而變化的輸出空氣壓力的變化量進(jìn)行預(yù)測(cè)，在控制過(guò)程中不會(huì)損害穩(wěn)定性且可以改進(jìn)迅速響應(yīng)性能。例如，在本專利技術(shù)中，將氣動(dòng)放大器從平衡狀態(tài)偏移的偏移量用Po- (K ? Pn-F)求出。式中:Pn為輸入空氣壓力；Po為輸出空氣壓力；F SPo開(kāi)始變化之前所需要的力;K為dPo / dPn。專利技術(shù)的效果根據(jù)本專利技術(shù)，因?yàn)楦鶕?jù)輸入至氣動(dòng)放大器的輸入空氣壓力和從氣動(dòng)放大器輸出的輸出空氣壓力來(lái)求出氣動(dòng)放大器從平衡狀態(tài)偏移的偏移量，控制運(yùn)算部根據(jù)實(shí)際開(kāi)度信號(hào)、開(kāi)度設(shè)定信號(hào)、及根據(jù)氣動(dòng)放大器從平衡狀態(tài)偏移的偏移量來(lái)決定控制輸出，并作為至電空轉(zhuǎn)換器的控制信號(hào)進(jìn)行輸出，所以，能夠在輸出空氣壓力實(shí)際變化之前對(duì)根據(jù)輸入至氣動(dòng)放大器的輸入空氣壓力的變化而變化的輸出空氣壓力的變化量進(jìn)行預(yù)測(cè)，不會(huì)損害穩(wěn)定性且可以顯著改進(jìn)迅速響應(yīng)性能。【專利附圖】【附圖說(shuō)明】圖1是本專利技術(shù)的定位器的一實(shí)施方式的主要部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是對(duì)由該定位器的偏移量運(yùn)算部求得的氣動(dòng)放大器從平衡狀態(tài)偏移的偏移量進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖3是現(xiàn)有的定位器的主要部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是專利文獻(xiàn)I所示的定位器的主要部分的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】下面，根據(jù)附圖對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。圖1是本專利技術(shù)的定位器的一實(shí)施方式的主要部分的結(jié)構(gòu)示意圖。在該圖中，與圖3相同的符號(hào)表示與參照?qǐng)D3進(jìn)行說(shuō)明的結(jié)構(gòu)要素為相同或者等同的結(jié)構(gòu)要素，其說(shuō)明予以省略。為了將本專利技術(shù)的定位器與現(xiàn)有的定位器進(jìn)行區(qū)別用符號(hào)100來(lái)表示。在該實(shí)施方式中，定位器100包括:偏移量運(yùn)算部6，其根據(jù)輸入至氣動(dòng)放大器4的輸入空氣壓力Pn和從氣動(dòng)放大器4輸出的輸出空氣壓力Po來(lái)求出氣動(dòng)放大器4從平衡狀態(tài)偏移的偏移量d。另外，控制運(yùn)算部2具有根據(jù)實(shí)際開(kāi)度信號(hào)PV、開(kāi)度設(shè)定信號(hào)SP、及由偏移量運(yùn)算部6求得的氣動(dòng)放大器4從平衡狀態(tài)偏移的偏移量d來(lái)決定控制信號(hào)MV，并輸出給電空轉(zhuǎn)換器3的功能。偏移量運(yùn)算部6根據(jù)輸入至氣動(dòng)放大器4的輸入空氣壓力Pn和從氣動(dòng)放大器4輸出的輸出空氣壓力Po，用由下述的(I)式所示的運(yùn)算式來(lái)求出氣動(dòng)放大器4從平衡狀態(tài)偏移的偏移量d。d = Po- (K ? Pn-F) ? ? ? (I)式中:Pn為輸入至氣動(dòng)放大器4的輸入空氣壓力；Po為從氣動(dòng)放大器4輸出的輸出空氣壓力；F為Po開(kāi)始變化之前所需要的力；K為dPo / dPn。由該偏移量運(yùn)算部6求得的氣動(dòng)放大器4從平衡狀態(tài)偏移的偏移量d是在輸出空氣壓力Po實(shí)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種定位器，包括：控制運(yùn)算部，其將從上位裝置送來(lái)的對(duì)于閥的開(kāi)度設(shè)定信號(hào)和表示所述閥的當(dāng)前的開(kāi)度的實(shí)際開(kāi)度信號(hào)作為輸入，根據(jù)該開(kāi)度設(shè)定信號(hào)和實(shí)際開(kāi)度信號(hào)來(lái)生成控制信號(hào)；電空轉(zhuǎn)換器，其將來(lái)自于該控制運(yùn)算部的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為空氣壓力；和氣動(dòng)放大器，其將該電空轉(zhuǎn)換器所轉(zhuǎn)換的空氣壓力作為輸入空氣壓力，對(duì)該輸入空氣壓力進(jìn)行放大后生成輸出空氣壓力，并輸出至對(duì)所述閥進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元，所述定位器的特征在于，包括：偏移量運(yùn)算部，其根據(jù)輸入至所述氣動(dòng)放大器的輸入空氣壓力和從所述氣動(dòng)放大器輸出的輸出空氣壓力求出所述氣動(dòng)放大器從平衡狀態(tài)偏移的偏移量，所述控制運(yùn)算部根據(jù)所述實(shí)際開(kāi)度信號(hào)、所述開(kāi)度設(shè)定信號(hào)、及所述氣動(dòng)放大器從平衡狀態(tài)偏移的偏移量來(lái)決定至所述電空轉(zhuǎn)換器的控制輸出。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：野見(jiàn)山隆，并河將樹(shù)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：阿自倍爾株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：