專利名稱：連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連續(xù)鑄造時(shí)使鑄型進(jìn)行規(guī)定的振動(dòng)用的鑄型振動(dòng)裝置。
在連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型是利用振動(dòng)裝置施加振動(dòng)的。已知的這種振動(dòng)裝置有特開昭63-63562號(hào)公報(bào)中發(fā)表的振動(dòng)裝置。
在這種振動(dòng)裝置中，鑄型是通過四邊環(huán)框及連桿支持在垂直面以內(nèi)，使其可以升降；在該連桿的前端連接著使鑄型振動(dòng)用的液壓缸。在向該液壓缸供給液壓的液壓回路中，裝有伺服閥及控制該伺服閥用的控制電路。
在該控制電路中，利用傳感器分別檢測(cè)液壓缸的缸桿位置及鑄型的加速度。將這些檢測(cè)到的檢測(cè)值進(jìn)行反饋，以便使鑄型的振動(dòng)呈規(guī)定的振動(dòng)波形，以改善振動(dòng)傳遞特性。
必須改善振動(dòng)傳遞特性的理由如下。
即近來為了提高由連續(xù)鑄造制成的鑄件的表面質(zhì)量，正在試圖在鑄型上產(chǎn)生使鑄型上升慢、但下降快的鋸齒形的振動(dòng)波形。在這種鋸齒形的非正弦波形中含有2次、3次等高次諧波成分。而且在某些振動(dòng)條件下，由于支持鑄型整體的連桿等機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)部件發(fā)生共振，從而使高次諧波成分不能形成規(guī)定的振動(dòng)波形。因此，改善振動(dòng)傳遞特性就是為了要防止上述現(xiàn)象的產(chǎn)生。
可是，如果采用上述結(jié)構(gòu)，檢測(cè)出液壓缸的缸桿位置及鑄型本身的加速度，并將這些檢測(cè)值進(jìn)行反饋，以便得到規(guī)定的振動(dòng)波形。但是由于控制對(duì)象復(fù)雜，傳感器的安裝位置受到限制，所以存在難以獲得規(guī)定振動(dòng)波形的問題。
另外，在連續(xù)鑄造設(shè)備中，由于環(huán)境條件差，傳感器容易出故障。因此在傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)使液壓缸快速運(yùn)行，因此必須停止振動(dòng)，即必須停止鑄造，于是會(huì)產(chǎn)生回爐、報(bào)廢等問題，造成浪費(fèi)。
因此本發(fā)明的目的是使鑄型振動(dòng)精度高，同時(shí)，即使傳感器出現(xiàn)故障時(shí)也能繼續(xù)對(duì)鑄型進(jìn)行控制。
為了達(dá)到這一目的，本發(fā)明的第一個(gè)鑄型振動(dòng)裝置設(shè)有以機(jī)械方式支撐鑄型用的支撐結(jié)構(gòu)體、通過該支撐結(jié)構(gòu)體對(duì)鑄型施加振動(dòng)的液壓缸、通過液壓回路向該液壓缸供給工作油的液壓裝置、以及向上述液壓缸的驅(qū)動(dòng)部分輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)用的控制裝置。在這種鑄型振動(dòng)裝置中，上述液壓缸是采用電動(dòng)液壓步進(jìn)液壓缸。
上述控制裝置由下述部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器，用來產(chǎn)生鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償波形信號(hào)通過加法運(yùn)算加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)上，該機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償波形信號(hào)是用來消除由于支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后現(xiàn)象的；液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將步進(jìn)液壓缸補(bǔ)償波形信號(hào)通過加法運(yùn)算加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器輸出的波形信號(hào)上，而該步進(jìn)液壓缸補(bǔ)償波形信號(hào)則是用來改善由于上述電動(dòng)液壓步進(jìn)缸的動(dòng)作滯后產(chǎn)生的波形失真之用的；還有反饋信號(hào)發(fā)生器，用來輸入來自檢測(cè)上述鑄型的位移狀態(tài)的位移狀態(tài)檢測(cè)器的位移狀態(tài)信號(hào)后，計(jì)算出該位移狀態(tài)信號(hào)與從上述目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器求出的目標(biāo)位移狀態(tài)信號(hào)之差，并將該算得的偏差信號(hào)加到從上述機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生部分輸出的波形信號(hào)上。
本發(fā)明的第二個(gè)鑄型振動(dòng)裝置設(shè)有以機(jī)械方式支撐鑄型的支撐結(jié)構(gòu)體、通過該支撐結(jié)構(gòu)體將振動(dòng)施加到鑄型上的液壓缸、通過液壓回路向該液壓缸供給工作油的液壓裝置，以及向上述液壓缸的驅(qū)動(dòng)器輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)用的控制裝置。在該鑄型振動(dòng)裝置中，上述液壓缸是使用電動(dòng)液壓步進(jìn)缸。
該控制裝置由下述部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器，用來產(chǎn)生鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償波形信號(hào)經(jīng)過加法運(yùn)算加到從該目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)上，以便消除由于上述支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后現(xiàn)象；液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將步進(jìn)液壓缸補(bǔ)償波形信號(hào)加到從該機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生部分輸出的波形信號(hào)上，以便改善由于上述電動(dòng)液壓步進(jìn)缸的動(dòng)作滯后而產(chǎn)生的波形失真；還有反饋信號(hào)發(fā)生器，用來輸入來自檢測(cè)上述鑄型位移狀態(tài)的位移狀態(tài)檢測(cè)器的位移狀態(tài)信號(hào)后，算出該位移狀態(tài)信號(hào)與從上述目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器得到的目標(biāo)位移狀態(tài)信號(hào)之差，并將該算出的偏差信號(hào)經(jīng)過加法運(yùn)算加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)上。
本發(fā)明的第3個(gè)鑄型振動(dòng)裝置設(shè)有以機(jī)械方式支撐鑄型的支撐結(jié)構(gòu)體、通過該支撐結(jié)構(gòu)體將振動(dòng)施加到鑄型上的液壓缸、通過液壓回路向該液壓缸供給工作油的液壓裝置、以及向上述液壓缸的驅(qū)動(dòng)部分輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)用的控制裝置。在該鑄型振動(dòng)裝置中所用的上述液壓缸是電動(dòng)液壓步進(jìn)缸。
該控制裝置由下述部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器，用來產(chǎn)生鑄型目標(biāo)波形信號(hào)；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償波形信號(hào)加到從該目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)上，以便消除由于上述支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后；液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將步進(jìn)液壓缸補(bǔ)償波形信號(hào)加到從該機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生部分輸出的波形信號(hào)上，以便改善由于上述電動(dòng)液壓步進(jìn)缸的動(dòng)作滯后產(chǎn)生的波形失真；以及反饋信號(hào)發(fā)生器，用來輸入來自檢測(cè)上述鑄型位置的位置檢測(cè)器的位置信號(hào)后，算出該位置信號(hào)與從上述目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生部分得到的目標(biāo)位置信號(hào)之差，并將該算出的偏差信號(hào)加到從上述機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生部分輸出的波形信號(hào)上。
本發(fā)明的第4個(gè)鑄型振動(dòng)裝置設(shè)有以機(jī)械方式支撐鑄型用的支撐結(jié)構(gòu)體、通過該支撐結(jié)構(gòu)體將振動(dòng)施加到鑄型上的液壓缸、通過液壓回路向該液壓缸供給工作油的液壓裝置、以及向上述液壓缸的驅(qū)動(dòng)部分輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)用的控制裝置。在該鑄型振動(dòng)裝置中，上述液壓缸是采用電動(dòng)液壓步進(jìn)缸。
該控制裝置由下述部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器，用來產(chǎn)生鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生部分，用來將機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償波形信號(hào)通過加法運(yùn)算，加到從該目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)上以便消除由于上述支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后；液壓系統(tǒng)補(bǔ)償波型信號(hào)發(fā)生器，用來將步進(jìn)液壓缸補(bǔ)償波型信號(hào)加到從該機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器輸出的波形信號(hào)上，以便改善由于上述電動(dòng)液壓步進(jìn)缸的動(dòng)作滯后產(chǎn)生的波形失真；以及反饋信號(hào)發(fā)生器，用來輸入來自檢測(cè)上述鑄型的位置的位置檢測(cè)器的位置信號(hào)后，算出該位置信號(hào)與從上述目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器得到的目標(biāo)位置信號(hào)之差，并將該算出的偏差信號(hào)，通過加法運(yùn)算，加到從上述目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)上。
如果采用上述的各種結(jié)構(gòu)，則通過支承結(jié)構(gòu)體，由電動(dòng)液壓步進(jìn)缸將規(guī)定的振動(dòng)波形即目標(biāo)波形加給鑄型時(shí)，采用加補(bǔ)償信號(hào)的前饋補(bǔ)償方式，這些補(bǔ)償信號(hào)是用來消除由于支承結(jié)構(gòu)體的彈性形變產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后的被償信號(hào)，以及用來改善電動(dòng)液壓步進(jìn)缸的動(dòng)作滯后的補(bǔ)償信號(hào)，而且由于同時(shí)采用反饋控制來修正鑄型的實(shí)際振動(dòng)波形與目標(biāo)波形信號(hào)或與從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器輸出的波形信號(hào)之差，所以能實(shí)時(shí)修正鑄型的實(shí)際振動(dòng)波形的偏差。從而能進(jìn)行抗干擾強(qiáng)且精度非常高的控制。
另外，在反饋控制中，由于將鑄型的位移狀態(tài)、位置或它們的組合加以反饋，因此，例如，除了檢測(cè)鑄型的位移狀態(tài)等之外，與反饋?zhàn)鳛殍T型振動(dòng)用的驅(qū)動(dòng)裝置的液壓缸的缸桿位置，或反饋電動(dòng)液壓步進(jìn)缸的缸桿位置及其驅(qū)動(dòng)用的伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置等時(shí)相比較，容易進(jìn)行噪聲等的信號(hào)處理。而且即使在傳感器出現(xiàn)故障，反饋控制功能受到影響時(shí)，只需通過前饋補(bǔ)償，就能繼續(xù)進(jìn)行鑄型的振動(dòng)控制。
本發(fā)明的第5至第8種鑄型振動(dòng)裝置是在上述第1至第4種鑄型振動(dòng)裝置中，用電動(dòng)液壓伺服缸替代電動(dòng)液壓步進(jìn)馬達(dá)。
這時(shí)具有與第1至第4種鑄型振動(dòng)裝置同樣作用的效果。
本發(fā)明的第9種鑄型振動(dòng)裝置設(shè)有以機(jī)械方式支撐鑄型的支撐結(jié)構(gòu)體、通過該支撐結(jié)構(gòu)體將振動(dòng)加到鑄型上的液壓缸、通過液壓回路向該液壓缸供給工作油的液壓裝置、以及向上述液壓缸的驅(qū)動(dòng)器輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)用的控制裝置。在該鑄型振動(dòng)裝置中作為上述液壓缸，使用的是電動(dòng)液壓步進(jìn)缸。
上述控制裝置由下述部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生部分，用來產(chǎn)生鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)；液壓系統(tǒng)第1補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將液壓缸補(bǔ)償波形信號(hào)加到從該目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)上，以便改善由于上述電動(dòng)液壓步進(jìn)缸的動(dòng)作滯后產(chǎn)生的波形紊亂；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償波形信號(hào)加到來自該液壓系統(tǒng)第1補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生部分的波形信號(hào)上，以便消除由于上述支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后；輸出修正波形信號(hào)的濾波電路，用來輸入來自上述目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器的目標(biāo)波型信號(hào)后，使該頻率特性時(shí)的增益平滑化；自適應(yīng)控制電路部分，用來根據(jù)目標(biāo)波形信號(hào)和位移狀態(tài)信號(hào)的偏差信號(hào)，將該濾波電路中的控制系數(shù)控制在最佳值；反饋控制器，用來根據(jù)從上述濾波電路輸出的修正波形信號(hào)通過減法運(yùn)算得到的偏差信號(hào)，產(chǎn)生反饋控制信號(hào)；以及液壓系統(tǒng)第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)加到從該反饋控制部分輸出的反饋控制信號(hào)上。同時(shí)將來自該液壓系統(tǒng)第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)通過加法運(yùn)算求出的偏差信號(hào)加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器輸出的波形信號(hào)上。
如果采用上述結(jié)構(gòu)，由電動(dòng)液壓步進(jìn)缸通過支撐結(jié)構(gòu)體，將規(guī)定的振動(dòng)波形即目標(biāo)波形輸送給鑄型時(shí)，由于采用前饋控制方式，以便對(duì)消除電動(dòng)液壓步進(jìn)缸的動(dòng)作滯后用的補(bǔ)償信號(hào)及消除由于支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后用的補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算，而且同時(shí)采用將鑄型的實(shí)際振動(dòng)波形與消除由鑄型振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率產(chǎn)生的共振用的修正波形信號(hào)之差作為偏差信號(hào)輸出的反饋控制，同時(shí)在通過濾波電路對(duì)該修正波形信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，對(duì)濾波電路中的控制參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)最佳化處理，所以能可靠地對(duì)鑄型實(shí)際的振動(dòng)波形的偏差及共振進(jìn)行修正。從而能進(jìn)行抗干擾強(qiáng)且精度非常高的控制。
在反饋控制中，由于將根據(jù)鑄型的位移狀態(tài)得到的信號(hào)加以反饋，因此由于傳感器出現(xiàn)故障而不能進(jìn)行控制等現(xiàn)象明顯地減少。另外，例如，即使在傳感器出現(xiàn)故障致使反饋控制功能無法發(fā)揮作用的情況下，通過前饋補(bǔ)償方式，仍然可以繼續(xù)進(jìn)行鑄型的振動(dòng)控制，因此能夠防止發(fā)生由于鑄造停止而產(chǎn)生報(bào)廢等現(xiàn)象。
另外，由于實(shí)時(shí)修正濾波電路的控制參數(shù)，所以，例如，在電動(dòng)液壓步進(jìn)缸的特性與時(shí)間同時(shí)變化的情況下，或者在更換同樣重量、尺寸的鑄型時(shí)，即使鑄型振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率稍有變化時(shí)，也能經(jīng)常進(jìn)行最佳的振動(dòng)控制。
本發(fā)明的第10種鑄型振動(dòng)裝置是在上述第9種鑄型振動(dòng)裝置中，用電動(dòng)液壓伺服缸代替電動(dòng)液壓步進(jìn)馬達(dá)。
這時(shí)具有與第9種鑄型振動(dòng)裝置同樣的作用效果。
通過根據(jù)后面的


的實(shí)施例，就能明白本發(fā)明的幾個(gè)特征和效果。
圖1是與本發(fā)明的第1實(shí)施例有關(guān)的鑄型振動(dòng)裝置的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是與第1個(gè)實(shí)施例有關(guān)的鑄型振動(dòng)裝置變化后的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖3是與第1個(gè)實(shí)施例有關(guān)的鑄型振動(dòng)裝置變化后的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖4是與第1個(gè)實(shí)施例有關(guān)的鑄型振動(dòng)裝置變化后的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖5是與本發(fā)明的第2個(gè)實(shí)施例有關(guān)的鑄型振動(dòng)裝置的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖6是與第2個(gè)實(shí)施例有關(guān)的鑄型振動(dòng)裝置變化后的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖7是與第2個(gè)實(shí)施例有關(guān)的鑄型振動(dòng)裝置變化后的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖8是與第2個(gè)實(shí)施例有關(guān)的鑄型振動(dòng)裝置變化后的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖9是與本發(fā)明的第3個(gè)實(shí)施例有關(guān)的鑄型振動(dòng)裝置的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖10是表示第3個(gè)實(shí)施例中的鑄型振動(dòng)裝置的主要部分的動(dòng)作的框圖。
圖11是表示第3個(gè)實(shí)施例中的鑄型振動(dòng)裝置變化后的主要部分的動(dòng)作框圖。
圖12是與本發(fā)明的第4個(gè)實(shí)施例有關(guān)的鑄型振動(dòng)裝置的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖13是表示第4個(gè)實(shí)施例中的鑄型振動(dòng)裝置的主要部分的動(dòng)作的框圖。
圖14是表示第4個(gè)實(shí)施例中的鑄型振動(dòng)裝置變化后的主要部分的動(dòng)作的框圖。
下面根據(jù)圖1至圖4，說明與本發(fā)明的第1個(gè)實(shí)施例有關(guān)的鑄型振動(dòng)裝置。
在圖1中，1是連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型，它被裝在底座2上。該鑄型1通過底座2和連桿機(jī)構(gòu)3被支撐在垂直面上，并可與臺(tái)架4作相對(duì)搖動(dòng)，同時(shí)通過連接該連桿機(jī)構(gòu)3的電動(dòng)液壓步進(jìn)缸5，能夠沿上下方向進(jìn)行振動(dòng)。
連桿機(jī)構(gòu)3由上連桿11和下連桿12構(gòu)成。上、下連桿11及12的一端分別利用銷釘連接在底座2的一個(gè)側(cè)面上。上連桿11的另一端及下連桿12的中點(diǎn)部分分別用銷釘支撐在臺(tái)架4上，下連桿12的另一端用銷釘連接在步進(jìn)缸5的缸桿5a上。
供給工作油用的液壓裝置21通過液壓配管連接在液壓步進(jìn)缸5上。另外設(shè)有使閥塞24動(dòng)作的電動(dòng)式步進(jìn)馬達(dá)(驅(qū)動(dòng)部分)25，用來將來自液壓裝置21的工作油按規(guī)定量不斷供入液壓缸體內(nèi)腔23內(nèi)，還設(shè)有驅(qū)動(dòng)該步進(jìn)馬達(dá)25用的驅(qū)動(dòng)裝置26。
另外設(shè)有控制該步進(jìn)馬達(dá)25的驅(qū)動(dòng)裝置26用的控制裝置(采用高速數(shù)字控制方式)27。
控制裝置27由下述部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器31，用來產(chǎn)生使鑄型1進(jìn)行振動(dòng)用的目標(biāo)波形信號(hào)；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器32，用來將補(bǔ)償波形信號(hào)施加到從該目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器31輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中，以便消除由于連桿機(jī)構(gòu)3以及底座2的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后現(xiàn)象；液壓步進(jìn)缸補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器)33，用來將補(bǔ)償波形信號(hào)加到來自該機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器32的波形信號(hào)上，以便改善由于液壓步進(jìn)缸5的動(dòng)作滯后而產(chǎn)生的波形失真；反饋電路(反饋信號(hào)發(fā)生器)35，用來將來自加速度傳感器(位移狀態(tài)檢測(cè)器)34的加速度信號(hào)(位移狀態(tài)信號(hào))變換成(例如)速度信號(hào)輸入。該加速度傳感器安裝在鑄型1上，是用來檢測(cè)鑄型1的位移狀態(tài)，例如，加速度之用的，然后從目標(biāo)波形位置信號(hào)發(fā)生器31輸出的目標(biāo)速度信號(hào)(目標(biāo)位移狀態(tài)信號(hào))中減去上述的速度信號(hào)，并且將經(jīng)過該減法運(yùn)算后的偏差信號(hào)變換成位置信號(hào)，然后再加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器32輸出的波形信號(hào)上；還有脈沖變換器36，用來在輸入業(yè)已計(jì)入上述各種補(bǔ)償信號(hào)之后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，向驅(qū)動(dòng)裝置26輸出脈沖信號(hào)。
上述反饋電路35由下述部分構(gòu)成A/D變換器41，用來對(duì)來自安裝在鑄型1上的加速度傳感器34的加速度信號(hào)進(jìn)行A/D變換；數(shù)據(jù)處理器42，用來對(duì)業(yè)已進(jìn)行過A/D變換的數(shù)字加速度信號(hào)進(jìn)行規(guī)定的處理(例如積分處理等)；異常判斷器43，用來對(duì)于來自該數(shù)據(jù)處理器42輸出的處理信號(hào)是否異常進(jìn)行判斷；信號(hào)變換器44，用來對(duì)從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器31輸出的目標(biāo)波形信號(hào)進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算，并變換成與上述處理信號(hào)屬于同一類型的目標(biāo)信號(hào)；以及變換處理器45，用來對(duì)從該信號(hào)變換部分44輸出的目標(biāo)信號(hào)減去上述處理信號(hào)后得到的偏差信號(hào)再進(jìn)行規(guī)定的變換處理，即從處理信號(hào)變換成位置信號(hào)，而且將作為該變換后的位置數(shù)據(jù)的偏差信號(hào)，通過加法運(yùn)算，加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器32輸出的波形信號(hào)上。另外還設(shè)有信號(hào)開閉器46，用來當(dāng)異常判斷器43判定處理信號(hào)異常時(shí)，便在從異常判斷器43輸出的信號(hào)經(jīng)過的途徑中，阻斷該信號(hào)的輸出。另外，通過機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器32及液壓步進(jìn)缸補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器33進(jìn)行前饋補(bǔ)償。
在上述結(jié)構(gòu)中，將從鑄型1的目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器31輸出的目標(biāo)波形信號(hào)設(shè)為X0，將從反饋電路35輸出的偏差信號(hào)設(shè)為(△X0)，將從構(gòu)成前饋補(bǔ)償電路的機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器32及從液壓步進(jìn)缸補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器33輸出的補(bǔ)償信號(hào)分別設(shè)為(△X1)、(△X2)，則輸入到脈沖變換器36中的信號(hào)(驅(qū)動(dòng)信號(hào))X便為(X0+△X0+△X1+△X2)。
另外，在從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器32輸出的波形信號(hào)中加上了來自反饋電路35的偏差信號(hào)，這時(shí)的信號(hào)是處于業(yè)已進(jìn)行過函數(shù)處理以后的狀態(tài)。另外，在液壓步進(jìn)缸補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器33中，時(shí)時(shí)都在進(jìn)行位置數(shù)據(jù)的變換處理。
在反饋電路35中，在輸入鑄型1的實(shí)際加速度信號(hào)的同時(shí)，將其變換成數(shù)字信號(hào)，而且由數(shù)據(jù)處理器42進(jìn)行積分處理，在成為速度信號(hào)之后，由異常判斷器43判斷該信號(hào)是否異常。當(dāng)該速度信號(hào)正常時(shí)，便直接輸出。另一方面，在信號(hào)變換器44中，作為位置數(shù)據(jù)輸入的目標(biāo)波形信號(hào)被變換(運(yùn)算)成目標(biāo)速度信號(hào)之后輸出。而且從該變換處理后的目標(biāo)速度信號(hào)中減去通過異常判斷器43的速度信號(hào)。經(jīng)過減法運(yùn)算后的該偏差信號(hào)由變換處理器45變換成作為位置數(shù)據(jù)的偏差信號(hào)，然后通過加法運(yùn)算加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器32輸出的波形信號(hào)上。
在前饋補(bǔ)償器中，根據(jù)上述以機(jī)械方式支撐的結(jié)構(gòu)體的彈性形變，對(duì)消除信號(hào)傳遞滯后用的補(bǔ)償信號(hào)(△X1)及改善液壓步進(jìn)缸5的動(dòng)作滯后用的補(bǔ)償信號(hào)(△X2)進(jìn)行運(yùn)算。該補(bǔ)償信號(hào)(△X1)、(△X2)是從理論上求出的補(bǔ)償成分，以便使鑄型1的振動(dòng)波形成為與規(guī)定目標(biāo)振動(dòng)波形相同的波形，(△X1)及(△X2)可以通過液壓步進(jìn)缸5的輸入信號(hào)與以機(jī)械方式支撐結(jié)構(gòu)體的輸出信號(hào)之間的傳遞函數(shù)的倒數(shù)等求得。該補(bǔ)償成分也可以是傅里葉級(jí)數(shù)等函數(shù)形式。如上所述，在由步進(jìn)液壓缸補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器33得到的補(bǔ)償信號(hào)(△X2)中加進(jìn)時(shí)間值，作為位置數(shù)據(jù)輸出。
下面具體地說明上述結(jié)構(gòu)中的控制過程。
首先，由于機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體并非是完全剛體，例如當(dāng)液壓步進(jìn)缸5的缸桿5a的輸出波形成分中含有高次成分時(shí)，則會(huì)由該成分引起機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體，例如，連桿機(jī)構(gòu)3等的共振現(xiàn)象。
特別是在信號(hào)波形為鋸齒形等非正弦波形的情況下，由于目標(biāo)波形信號(hào)本身就含有相當(dāng)高的高次成分，因此容易產(chǎn)生共振。
因此，要使液壓步進(jìn)缸5的輸出信號(hào)成為含有能消除由連桿機(jī)構(gòu)3、底座2等構(gòu)成的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體的共振的信號(hào)成分的波形信號(hào)。
其次，在液壓步進(jìn)缸5中進(jìn)行液壓系統(tǒng)的動(dòng)作滯后的補(bǔ)償。即通過控制閥及活塞24的動(dòng)作，來控制缸桿5a的動(dòng)作，但為了使缸桿5a按規(guī)定的速度動(dòng)作，必須使閥的開度達(dá)到某一數(shù)值以上。因此，由于在輸入與輸出之間產(chǎn)生動(dòng)作滯后(相位滯后)，就要對(duì)輸入波形進(jìn)行補(bǔ)償，以消除其動(dòng)作滯后，使液壓步進(jìn)缸5的輸出波形成為與規(guī)定的波形相位相同、且同屬一種波形。
即在上述補(bǔ)償信號(hào)(△X1)中含有消除由于連桿機(jī)構(gòu)3、底座2等機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生的共振用的信號(hào)成分。而在上述補(bǔ)償信號(hào)(△X2)中含有改善由液壓步進(jìn)缸5產(chǎn)生的動(dòng)作滯后用的信號(hào)成分。
當(dāng)由異常判斷器43判定速度信號(hào)異常時(shí)，即當(dāng)加速度傳感器34出現(xiàn)故障時(shí)，就通過信號(hào)開閉器46的作用，使速度信號(hào)停止輸出。即由于反饋控制功能停止起作用，所以就避免了整個(gè)系統(tǒng)失控。當(dāng)然，這時(shí)只有前饋補(bǔ)償功能還在起作用。
這樣，由于與采用前饋補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，還采用反饋控制，以便根據(jù)實(shí)際作用在鑄型1上的加速度，實(shí)時(shí)修正與目標(biāo)波形信號(hào)的偏差，所以就可以不再像例如，舊有實(shí)施例說明的那樣需要采用檢測(cè)液壓缸的缸桿位置的位置檢測(cè)傳感器，同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)修正僅只用前饋控制所不能消除的鑄型1的實(shí)際振動(dòng)波形同目標(biāo)波形的偏差。因此能夠進(jìn)行抗干擾強(qiáng)且精度非常高的控制。
由于不需要檢測(cè)液壓步進(jìn)缸的缸桿位置的位置傳感器，所以就不用擔(dān)心例如，位置傳感器出現(xiàn)故障時(shí)所發(fā)生的液壓步進(jìn)缸等的失控。
在該第1個(gè)實(shí)施例中，雖然說明在檢測(cè)鑄型1的位置時(shí)，使用的是加速度傳感器34，同時(shí)將加速度信號(hào)變換成速度信號(hào)，求出偏差信號(hào)，但是，也可以將加速度信號(hào)直接作為偏差信號(hào)使用。這時(shí)，在信號(hào)變換器45中，目標(biāo)波形信號(hào)變換成加速度數(shù)據(jù)后，同加速度信號(hào)之間進(jìn)行減法運(yùn)算，而且在變換處理器44中，變換成波形信號(hào)后，作為偏差信號(hào)，進(jìn)行加法運(yùn)算加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生部分32輸出的波形信號(hào)上。
在該第1個(gè)實(shí)施例中，雖然說明加速度傳感器(位移狀態(tài)檢測(cè)器)34是安裝在鑄型1上，但是，也可以安裝在例如底座2上，或者如圖1中的假設(shè)線所示，也可將其安裝在上連桿11的一端。
在該第1個(gè)實(shí)施例中，雖然說明了將從反饋電路35獲得的偏差信號(hào)(△X0)進(jìn)行加法運(yùn)算，加在從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器32輸出的波形信號(hào)上，但也可以如圖2所示那樣，例如，將該偏差信號(hào)(△X0)進(jìn)行加法運(yùn)算加在從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器31輸出的目標(biāo)波形信號(hào)(輸入到機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器32之前的信號(hào))上。這時(shí)也能獲得與第1個(gè)實(shí)施例同樣的效果。
在該第1個(gè)實(shí)施例中，為了檢測(cè)鑄型1的位置而設(shè)置了加速度傳感器，但也可以如圖3所示那樣，設(shè)置直接檢測(cè)鑄型1的位置的位置檢測(cè)傳感器(位置檢測(cè)器)34’，利用從該位置檢測(cè)傳感器得到的位置信號(hào)進(jìn)行反饋控制。這時(shí)對(duì)通過異常判斷器43的位置信號(hào)和從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器31輸出后經(jīng)過信號(hào)變換器45的目標(biāo)波形信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算，而且經(jīng)過減法運(yùn)算后的該偏差信號(hào)再同從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器31輸出的目標(biāo)波形信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算(或者如圖4所示，也可以同從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器32輸出的波形信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算)。因此就不再需要變換處理器44。但是，雖然圖中未示出，最好還是要設(shè)置使偏差信號(hào)得到規(guī)定增益的放大部分。
另外，也可以使用加速度傳感器34來替代位置檢測(cè)傳感器，同時(shí)通過數(shù)據(jù)處理器42，對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行2次積分，然后變換成位置數(shù)據(jù)，利用該位置數(shù)據(jù)，求出偏差信號(hào)。
另外，雖然在說明中指出在反饋電路35中，分別以加速度信號(hào)、速度信號(hào)及位置信號(hào)作為反饋信號(hào)，但也可以使用，例如，將這些信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)組合之后的信號(hào)。例如，可以使用將全部信號(hào)經(jīng)過組合之后的信號(hào)(加速度信號(hào)+速度信號(hào)+位置信號(hào))。
在該第1個(gè)實(shí)施例中，雖然說明是通過底座和連桿機(jī)構(gòu)，將振動(dòng)傳遞給鑄型，但也可以將步進(jìn)缸直接連接在例如支撐鑄型的底座上。這時(shí)就要將底座作為傳遞信號(hào)用的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體來考慮。
其次，根據(jù)圖5至圖8說明本發(fā)明的第2個(gè)實(shí)施例。
與第1個(gè)實(shí)施例不同的地方是對(duì)鑄型施加振動(dòng)的液壓缸，在第1個(gè)實(shí)施例中，使用的是電動(dòng)液壓步進(jìn)缸，在第2個(gè)實(shí)施例中與之不同，使用的是電動(dòng)液壓伺服缸。
在圖5中，101是連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型，被設(shè)置在底座102上。而且該鑄型101通過底座102及連桿機(jī)構(gòu)103被支撐在垂直面內(nèi)，可以與臺(tái)架作相對(duì)搖動(dòng)，同時(shí)，利用與該連桿機(jī)構(gòu)103相連接的電動(dòng)液壓伺服缸105，可以沿上下方向進(jìn)行振動(dòng)。
連桿機(jī)構(gòu)103由上連桿111和下連桿112構(gòu)成。該上、下連桿111、112的一端用銷釘分別連接在底座102的一個(gè)側(cè)面上。上連桿111的另一端和下連桿112的中點(diǎn)部分通過銷釘分別支撐在臺(tái)架104一端。下連桿112的另一端用銷釘連接在伺服缸105的缸桿105a上。
供給工作油用的液壓裝置121通過液壓配管122連接在伺服缸105上。另外，設(shè)有使閥塞124動(dòng)作的電動(dòng)式伺服馬達(dá)(驅(qū)動(dòng)部分)125，用來將來自液壓裝置121的工作油按規(guī)定量不斷供給液壓缸內(nèi)腔123內(nèi)，還設(shè)有驅(qū)動(dòng)該伺服馬達(dá)125用的驅(qū)動(dòng)裝置126。
而且備有控制該伺服馬達(dá)125的驅(qū)動(dòng)裝置126用的控制裝置(采用高速數(shù)字控制方式)127。
該控制裝置127由下述部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器131，用來產(chǎn)生使鑄型101振動(dòng)用的目標(biāo)波形信號(hào)；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器132，用來將補(bǔ)償波形信號(hào)通過加法運(yùn)算加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器131輸出的目標(biāo)波形信號(hào)上，以便消除由于包括連桿機(jī)構(gòu)103及底座102的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后現(xiàn)象；液壓缸補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器)133，用來將補(bǔ)償波形信號(hào)經(jīng)過加法運(yùn)算加到來自機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器132的波形信號(hào)中，以便改善由于伺服缸105的動(dòng)作滯后產(chǎn)生的波形失真；反饋電路(反饋信號(hào)發(fā)生器)135，用來將來自安裝在鑄型101上并檢測(cè)鑄型101的位移狀態(tài)(例如加速度)的加速度傳感器(位移狀態(tài)檢測(cè)器)134的加速度信號(hào)(位移狀態(tài)信號(hào))變換成，例如，速度信號(hào)之后再進(jìn)行輸入，從目標(biāo)波形位置信號(hào)發(fā)生器131輸出的目標(biāo)速度信號(hào)(目標(biāo)位移狀態(tài)信號(hào))中減去上述速度信號(hào)，再將求出的偏差信號(hào)變換成位置信號(hào)，然后加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器132輸出的波形信號(hào)中；以及伺服馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度變換器136，用來輸入上述各補(bǔ)償信號(hào)經(jīng)過加法運(yùn)算后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并將旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)輸出給驅(qū)動(dòng)裝置126。
驅(qū)動(dòng)裝置126由D/A變換器141和伺服放大器142構(gòu)成。D/A變換器141用來將從伺服馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度變換器136輸出的旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)變換成模擬信號(hào)。伺服放大器142用來將來自D/A變換器141的輸出信號(hào)放大。而且由設(shè)置在伺服馬達(dá)125上的角度檢測(cè)器143檢測(cè)伺服馬達(dá)125的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度，同時(shí)將該檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)反饋到輸入給伺服放大器142的控制信號(hào)中。
反饋電路135由下述部分構(gòu)成A/D變換器151，用來對(duì)來自安裝在鑄型101上的加速度傳感器134的加速度信號(hào)進(jìn)行A/D變換；數(shù)據(jù)處理器152，用來對(duì)進(jìn)行過A/D變換的數(shù)字加速度信號(hào)進(jìn)行規(guī)定的處理(例如積分處理等)；異常判斷器153，用來判斷從數(shù)據(jù)處理器152輸出的處理信號(hào)是否異常；信號(hào)變換器154，用來對(duì)從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器131輸出的目標(biāo)波形信號(hào)進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算后，變換成與上述處理信號(hào)屬于同一類型的目標(biāo)信號(hào)；以及變換處理器155，用來對(duì)從信號(hào)變換器154輸出的目標(biāo)信號(hào)減去上述處理信號(hào)所得到的偏差信號(hào)進(jìn)行規(guī)定的變換處理，即從處理信號(hào)變換成位置信號(hào)，而且將該作為變換后的位置數(shù)據(jù)的偏差信號(hào)經(jīng)過加法運(yùn)算加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器132輸出的波形信號(hào)上。另外還備有信號(hào)開閉器156，用來當(dāng)由異常判斷器153判定處理信號(hào)異常時(shí)，將從異常判斷器153輸出的信號(hào)在其輸出途徑中予以阻斷。另外還由機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器132及缸補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器133進(jìn)行前饋補(bǔ)償。
在上述結(jié)構(gòu)中，分別設(shè)從鑄型101的目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器131輸出的目標(biāo)波形信號(hào)為X0、從反饋電路135輸出的偏差信號(hào)為(△X0)、從構(gòu)成前饋補(bǔ)償電路的機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器132輸出的補(bǔ)償信號(hào)為(△X1)、從液壓缸補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器133輸出的補(bǔ)償信號(hào)為(△X2)，則輸入到伺服馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度變換器136的信號(hào)(驅(qū)動(dòng)信號(hào))X便為(X0+△X0+△X1+△X2)。
另外，將來自反饋電路135的偏差信號(hào)經(jīng)過加法運(yùn)算加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器132輸出的波形信號(hào)上，由此輸出的信號(hào)已經(jīng)進(jìn)行過函數(shù)處理。另外，在液壓缸補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器133中，每時(shí)每刻都在進(jìn)行位置數(shù)據(jù)的變換處理。
在反饋電路135中，輸入鑄型101的實(shí)際加速度信號(hào)，同時(shí)變換成數(shù)字信號(hào)，在數(shù)據(jù)處理器152中進(jìn)行積分處理，經(jīng)過變換成速度信號(hào)之后，由異常判斷器153判斷該信號(hào)是否異常。如果該速度信號(hào)正常，便直接輸出。另一方面，在信號(hào)變換器154中，作為位置數(shù)據(jù)輸入的目標(biāo)波形信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算，變換成目標(biāo)速度信號(hào)之后再行輸出。而且從經(jīng)過該變換處理后的目標(biāo)速度信號(hào)減去通過異常判斷器153的速度信號(hào)。經(jīng)過該減法運(yùn)算求出的偏差信號(hào)由變換處理器155變換成偏差信號(hào)作為位置數(shù)據(jù)，經(jīng)過加法運(yùn)算加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器132輸出的波形信號(hào)上。
在前饋補(bǔ)償部分，根據(jù)上述的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變，對(duì)消除信號(hào)傳遞滯后用的補(bǔ)償信號(hào)(△X1)和改善伺服缸105的動(dòng)作滯后用的補(bǔ)償信號(hào)(△X2)進(jìn)行運(yùn)算。該補(bǔ)償信號(hào)(△X1)、(△X2)是從理論上求出的補(bǔ)償成分，以便使鑄型101的振動(dòng)波形成為與所規(guī)定的目標(biāo)振動(dòng)波形同樣的波形，該補(bǔ)償信號(hào)(△X1)、(△X2)可以通過伺服缸105的輸入信號(hào)與機(jī)械支撐體的輸出信號(hào)之間的傳遞函數(shù)的倒數(shù)等求得。該補(bǔ)償成分可以采用傅里葉級(jí)數(shù)等函數(shù)形式。如上所述，將時(shí)間值經(jīng)過加法運(yùn)算加到由液壓缸補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器133求出的補(bǔ)償信號(hào)(△X2)中，作為位置數(shù)據(jù)輸出。
下面具體地說明上述結(jié)構(gòu)中的控制過程。
首先，由于機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體不是完全的剛體，例如在伺服缸105的缸桿105a的輸出波形成分中含有高次成分，于是會(huì)由該成分引起機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體，例如，連桿機(jī)構(gòu)103等的共振現(xiàn)象。
特別是當(dāng)信號(hào)波形為鋸齒形等非正弦波形時(shí)，由于目標(biāo)波形信號(hào)本身就含有相當(dāng)高的高次成分，因此容易引起共振。
因此，應(yīng)使從伺服缸105輸出的波形信號(hào)含有能以消除由連桿機(jī)構(gòu)103、底座102構(gòu)成的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體的共振的信號(hào)成分。
在伺服缸105中對(duì)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作滯后進(jìn)行補(bǔ)償。即通過控制閥及活塞124的動(dòng)作來控制桿105a的動(dòng)作，但為了使桿105a按規(guī)定的速度動(dòng)作，必須使閥的開度在某一數(shù)值以上。因此，在輸入與輸出之間會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作滯后(相位滯后)現(xiàn)象。這就要對(duì)輸入波形進(jìn)行補(bǔ)償，消除其動(dòng)作滯后，使伺服缸105的輸出波形成為與規(guī)定的波形相位相同且為同一波形。
即在補(bǔ)償信號(hào)(△X1)中含有消除由于連桿機(jī)構(gòu)103、底座102等機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生的共振用的信號(hào)成分。而在補(bǔ)償信號(hào)(△X2)中含有改善由伺服缸105產(chǎn)生的動(dòng)作滯后用的信號(hào)成分。
當(dāng)由異常判斷器153判定速度信號(hào)異常時(shí)，即加速度傳感器134發(fā)生故障時(shí)，利用信號(hào)開閉器156停止速度信號(hào)的輸出。即反饋控制功能停止起作用，借以避免使整個(gè)系統(tǒng)失控。當(dāng)然，這時(shí)只有前饋補(bǔ)償功能還在起作用。
這樣，由于采用前饋補(bǔ)償，同時(shí)還采用反饋控制，用來根據(jù)實(shí)際作用在鑄模101上的加速度，實(shí)時(shí)修正與目標(biāo)波形信號(hào)的偏差，因此，例如，就可以不必像舊有的實(shí)施例說明的那樣，不再需要檢測(cè)液壓缸的缸桿的位置用的位置檢測(cè)傳感器，同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)修正只有前饋控制所不能消除的鑄型101的實(shí)際波形同目標(biāo)波形的偏差。因此能夠進(jìn)行抗干擾強(qiáng)且精度非常高的控制。
另外，由于不需要檢測(cè)伺服缸的缸桿的位置用的位置傳感器，所以就不用擔(dān)心，例如，位置傳感器出現(xiàn)故障時(shí)所發(fā)生的伺服缸等的失控現(xiàn)象。
在該第2個(gè)實(shí)施例中，雖然說明在檢測(cè)鑄型101的位置時(shí)，是使用加速度傳感器134，同時(shí)進(jìn)行將加速度信號(hào)變換成速度信號(hào)的處理，求出偏差信號(hào)，但也可以將加速度信號(hào)直接作為偏差信號(hào)使用。這時(shí)，在信號(hào)變換部分153中，目標(biāo)波形信號(hào)經(jīng)過變換成加速度數(shù)據(jù)之后，同加速度信號(hào)之間進(jìn)行減法運(yùn)算，而且在變換處理部分154中變換成波形信號(hào)之后，作為偏差信號(hào)，加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器132輸出的波形信號(hào)上。
在該第2個(gè)實(shí)施例中，雖然說明加速度傳感器(位移狀態(tài)檢測(cè)器)134是安裝在鑄型101上的，但也可以安裝在，例如，底座102上，或者如圖5中的假設(shè)線所示，將其安裝在上連桿111的一端。
在該第2個(gè)實(shí)施例中，雖然說明從反饋電路135求出的偏差信號(hào)(△X0)是經(jīng)過加法運(yùn)算加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器132輸出的波形信號(hào)上，但也可以如圖6所示，將該偏差信號(hào)(△X0)加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器131輸出的目標(biāo)波形信號(hào)(輸入到機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器132之前的信號(hào))上。這時(shí)也能獲得與上述第2個(gè)實(shí)施例同樣的效果。
在該第2個(gè)實(shí)施例中，雖然為了檢測(cè)鑄型101的位置，設(shè)置了加速傳感器，但也可以如圖7所示，設(shè)置直接檢測(cè)鑄型101的位置的位置傳感器(位置檢測(cè)器)134’，利用由該位置檢測(cè)傳感器求出位置信號(hào)進(jìn)行反饋控制。這時(shí)，對(duì)通過異常判斷器153的位置信號(hào)和從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器131輸出后經(jīng)過信號(hào)變換器153的目標(biāo)波形信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算。并將該減得的偏差信號(hào)再同從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器131輸出的目標(biāo)波形信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算(或者如圖8所示，也可以同從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器132輸出的波形信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算)。因此不需要變換處理器154。但是，雖然圖中未示出，最好還是設(shè)置使偏差信號(hào)得到規(guī)定的增益的放大部分。
另外還可以使用加速度傳感器134，替代上述位置檢測(cè)傳感器，同時(shí)通過數(shù)據(jù)處理器152，經(jīng)過對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行2次積分處理后，變換成位置數(shù)據(jù)，利用該位置數(shù)據(jù)求出偏差信號(hào)。另外雖然在說明中提出過在反饋電路135中，作為反饋信號(hào)，分別以加速度信號(hào)、速度信號(hào)及位置信號(hào)作為反饋信號(hào)使用，但也可以使用，例如，將這些信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合后的信號(hào)。例如可以使用將全部信號(hào)進(jìn)行組合后的信號(hào)(加速度信號(hào)+速度信號(hào)+位置信號(hào))。
在該第2個(gè)實(shí)施例中，雖然說明振動(dòng)是通過底座和連桿機(jī)構(gòu)傳遞給鑄型的，但也可以將伺服缸直接連接在，例如，支撐鑄型的底座上。這時(shí)，就要將底座作為傳遞信號(hào)用的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體來考慮。
下面根據(jù)圖9-圖11說明本發(fā)明的第3個(gè)實(shí)施例。
圖9及圖10中，201是連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型，設(shè)置在底座202上。而且該鑄型201通過底座202和連桿機(jī)構(gòu)203支撐在垂直面內(nèi)，且可與臺(tái)架204作相對(duì)搖動(dòng)，同時(shí)利用連接著該連桿機(jī)構(gòu)203的電動(dòng)液壓步進(jìn)缸205，可以沿上下方向進(jìn)行振動(dòng)。
連桿機(jī)構(gòu)203由上連桿211和下連桿212構(gòu)成。該上、下連桿211、212的一端分別用銷釘連接在底座202上。上連桿211的另一端及下連桿212的中點(diǎn)部分通過銷釘分別支撐在臺(tái)架204上，下連桿212的另一端用銷釘連接在液壓步進(jìn)缸205的缸桿205a上。
供給工作油用的液壓裝置221通過液壓配管222連接在液壓步進(jìn)缸205上。另外設(shè)有使閥塞224動(dòng)作的電動(dòng)式步進(jìn)馬達(dá)(驅(qū)動(dòng)部分)225，用來將來自液壓裝置221的工作油按規(guī)定量不斷地供給缸體內(nèi)腔223中，還備有驅(qū)動(dòng)該步進(jìn)馬達(dá)225用的驅(qū)動(dòng)裝置226。
另外備有控制該步進(jìn)馬達(dá)225的驅(qū)動(dòng)裝置226用的控制裝置227。
控制裝置227由下述部分構(gòu)成有A/D變換器的信號(hào)輸入器231，安裝在鑄型201上、用來檢測(cè)鑄型201的位移狀態(tài)，例如，振動(dòng)位置用的位置傳感器(位移狀態(tài)檢測(cè)器)228借以輸入實(shí)際的鑄型位置信號(hào)(位移狀態(tài)信號(hào)的一個(gè)示例，以下簡(jiǎn)稱實(shí)際位置信號(hào))，同時(shí)將該實(shí)際位置信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)；第1控制器232，用來產(chǎn)生鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)；第2控制器233，用來將使頻率特性的增益平滑化的修正波形信號(hào)輸出至來自信號(hào)輸入器231的位置信號(hào)中；第3控制部分234，用來對(duì)鑄型的實(shí)際位置信號(hào)和來自第2控制部分233的修正波形信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算，求出偏差信號(hào)，同時(shí)根據(jù)該偏差信號(hào)，進(jìn)行規(guī)定的反饋控制信號(hào)運(yùn)算，而且將該反饋控制信號(hào)經(jīng)過加法運(yùn)算加到從第1控制部分232輸出的信號(hào)中；還有脈沖變換器235，用來輸入來自兩個(gè)控制器232、234的輸出信號(hào)相加而求出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而將脈沖信號(hào)輸向驅(qū)動(dòng)裝置226。
第1控制器232由下述部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器241，用來產(chǎn)生使鑄型201進(jìn)行振動(dòng)用的目標(biāo)波形信號(hào)；液壓步進(jìn)缸第1補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(液壓系統(tǒng)第1補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器)242，用來將補(bǔ)償波形信號(hào)經(jīng)過加法運(yùn)算加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器241輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中，以便改善由于液壓步進(jìn)缸205的動(dòng)作滯后(例如由于閥門的切換、油的壓縮等引起的滯后)產(chǎn)生的波形失真；還有機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(例如進(jìn)行鑄型的加速度補(bǔ)償)243，用來將補(bǔ)償波形信號(hào)經(jīng)過加法運(yùn)算加到從液壓步進(jìn)缸第1補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器242輸出的波形信號(hào)上，以便消除由于連桿機(jī)構(gòu)203及底座202的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后現(xiàn)象。
第2控制器233中設(shè)有濾波電路251，經(jīng)過輸入來自目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器241的目標(biāo)波形信號(hào)，根據(jù)該目標(biāo)波形信號(hào)輸出修正波形信號(hào)(具體地說，是消除鑄型振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率用的波形信號(hào))，以便使該頻率特性的增益平滑化。還設(shè)有自適應(yīng)控制電路252，用來根據(jù)鑄型201的實(shí)際振動(dòng)狀態(tài)，使該濾波電路251中的特性、即控制參數(shù)達(dá)到最佳化。作為濾波電路251，可以使用例如目標(biāo)值濾波器或陷波濾波器等。
自適應(yīng)控制電路部分252由下述部分構(gòu)成波形診斷電路253，經(jīng)過輸入來自信號(hào)輸入器231的實(shí)際位置信號(hào)，進(jìn)行快速傅里葉變換等傅里葉級(jí)數(shù)展開，并進(jìn)行實(shí)際位置信號(hào)的頻率分析；以及自學(xué)習(xí)電路254，經(jīng)過輸入來自波形診斷電路253的輸出信號(hào)及來自目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器241的目標(biāo)波形信號(hào)，根據(jù)這兩個(gè)波形信號(hào)的偏差信號(hào)，使濾波電路251中的控制參數(shù)(具體地說，是控制用的傳遞函數(shù)的各系數(shù)值)達(dá)到最佳值。
自學(xué)習(xí)電路254中使用數(shù)字式信號(hào)處理器等。在該自學(xué)習(xí)電路254中，從混入，例如，實(shí)際位置信號(hào)中的若干峰值中選出原來的固有頻率，經(jīng)常輸出使濾波電路251中的控制參數(shù)成為最佳值的實(shí)時(shí)信號(hào)，以便消除鑄型201的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。在該自學(xué)習(xí)電路254中，采用適用于自適應(yīng)濾波器等的算法。
在自學(xué)習(xí)電路254和波形診斷電路253之間裝有自學(xué)習(xí)判斷器255，用來判斷是否使用自學(xué)習(xí)電路254。例如，當(dāng)輸入的波形與前一次的波形信號(hào)不同時(shí)，便經(jīng)過自學(xué)習(xí)電路254輸出信號(hào)。
第3控制器234由反饋控制器261和液壓步進(jìn)缸第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(液壓系統(tǒng)第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器)262構(gòu)成。該反饋控制器261經(jīng)過輸入來自信號(hào)輸入器231的實(shí)際位置信號(hào)，輸出反饋控制信號(hào)(PID控制信號(hào))及反饋補(bǔ)償信號(hào)(例如以速度及位置信號(hào)為根據(jù)的補(bǔ)償信號(hào))。該液壓步進(jìn)缸第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器262經(jīng)過輸入從反饋控制器261輸出的位置信號(hào)，改善由于液壓步進(jìn)缸205的動(dòng)作滯后而產(chǎn)生的波形失真。另外，經(jīng)過液壓步進(jìn)缸第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器262補(bǔ)償?shù)钠钚盘?hào)，被加到經(jīng)過液壓系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)波形信號(hào)中。
反饋控制器261由進(jìn)行PID控制的反饋控制電路263和根據(jù)速度及位置信號(hào)而輸出補(bǔ)償信號(hào)的反饋補(bǔ)償電路264構(gòu)成。該反饋補(bǔ)償電路264是用來使控制系統(tǒng)穩(wěn)定，同時(shí)提高控制精度之用的。另外，由液壓步進(jìn)缸第1補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器242及機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器243進(jìn)行前饋補(bǔ)償。
在上述結(jié)構(gòu)中，分別將從鑄型201的目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器241輸出的目標(biāo)波形信號(hào)設(shè)為X0，從構(gòu)成前饋補(bǔ)償電路器的液壓步進(jìn)缸第1補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器242輸出的補(bǔ)償信號(hào)設(shè)為(△X1)，從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器243輸出的補(bǔ)償信號(hào)設(shè)為(△X2)，以及根據(jù)來自信號(hào)輸入器231的實(shí)際位置信號(hào)，由反饋控制器261及液壓步進(jìn)缸第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器262進(jìn)行反饋控制，同時(shí)將進(jìn)行補(bǔ)償?shù)钠钚盘?hào)設(shè)為(△X0)，于是輸入到脈沖變換器235中的信號(hào)為(X0+△X0+△X1+△X2)。
來自信號(hào)輸入器231的波形信號(hào)由第2控制器233中的波形診斷電路253進(jìn)行頻率分析后，輸入到自學(xué)習(xí)判斷器255中。在此判斷是需要還是不需要進(jìn)行自學(xué)習(xí)。而且當(dāng)斷定需要自學(xué)習(xí)時(shí)，該波形信號(hào)及來自目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器241的目標(biāo)波形信號(hào)輸入到自學(xué)習(xí)電路254中，同時(shí)運(yùn)算出兩個(gè)波形信號(hào)的偏差信號(hào)。這時(shí)根據(jù)該偏差信號(hào)，采用適用于自適應(yīng)濾波器的算法進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算。例如求出波形信號(hào)的頻率特性中的峰值、既共振頻率(固有頻率)與目標(biāo)波形信號(hào)的偏差信號(hào)，并根據(jù)該偏差信號(hào)，將控制參數(shù)輸出至濾波電路251，以使輸出消除共振頻率的波形信號(hào)。因此在鑄型201的實(shí)際振動(dòng)狀態(tài)下，從濾波電路251輸出消除固有頻率的修正波形信號(hào)(△X3)。
在前饋補(bǔ)償電路部分，根據(jù)改善步進(jìn)缸205的動(dòng)作滯后用的補(bǔ)償信號(hào)(△X1)以及機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變，運(yùn)算出消除信號(hào)傳遞滯后用的補(bǔ)償信號(hào)(△X2)。該補(bǔ)償信號(hào)(△X1)、(△X2)是從理論上求出的補(bǔ)償成分，以便使鑄型201的振動(dòng)波形與規(guī)定的目標(biāo)振動(dòng)波形為同一波形，(△X1)、(△X2)可以通過液壓步進(jìn)缸205的輸入與機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體的輸出之間的傳遞函數(shù)的倒數(shù)等求得。
下面具體地說明上述結(jié)構(gòu)中的控制方式。
首先，在液壓步進(jìn)缸205中補(bǔ)償液壓系統(tǒng)的動(dòng)作滯后。即通過對(duì)閥門及活塞224的動(dòng)作進(jìn)行控制，來控制缸桿205a的動(dòng)作；但是為了使缸桿205a按規(guī)定的速度動(dòng)作，必須使閥門的開度在某一數(shù)值以上。因此在輸入與輸出之間產(chǎn)生動(dòng)作滯后(相位滯后)現(xiàn)象。這就是要對(duì)輸入波形進(jìn)行補(bǔ)償，以便消除該動(dòng)作滯后現(xiàn)象，使液壓步進(jìn)缸205的輸出波形與規(guī)定的波形相位相同、且同屬一種波形。
其次，由于機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體并非完全的剛體，例如當(dāng)液壓步進(jìn)缸205的缸桿205a的輸出波形成分中含有高次成分時(shí)，則會(huì)由該成分引起機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體，例如，連桿機(jī)構(gòu)203等的共振現(xiàn)象。特別是當(dāng)信號(hào)波形為鋸齒形的非正弦波形時(shí)，目標(biāo)波形信號(hào)本身含有相當(dāng)高的高次成分，所以容易引起共振。
于是，在液壓步進(jìn)缸205輸出的波形信號(hào)中含有消除由連桿機(jī)構(gòu)203、底座202等構(gòu)成的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體共振的信號(hào)成分。
即在補(bǔ)償信號(hào)(△X1)中含有改善由液壓步進(jìn)缸205產(chǎn)生的動(dòng)作滯后用的信號(hào)成分，另外在補(bǔ)償信號(hào)(△X2)中含有消除由連桿機(jī)構(gòu)203、底座202等機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生的共振用的信號(hào)成分。
這樣，由于采用前饋補(bǔ)償，同時(shí)根據(jù)鑄型201的實(shí)際位置，同時(shí)還采用了反饋控制的方式對(duì)目標(biāo)波形信號(hào)的偏差進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，因此例如，可以不必像舊有的實(shí)施例中說明的那樣，可以不再需要采用檢測(cè)液壓缸的缸桿位置的位置傳感器，同時(shí)能夠?qū)τ谥挥们梆伩刂撇荒芟蔫T型201的實(shí)際振動(dòng)波形同目標(biāo)波形的偏移進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。因此能有效地控制干擾，而且控制精度非常之好。
由于可以不需要檢測(cè)步進(jìn)缸的缸桿的位置用的位置傳感器，所以沒有必要擔(dān)心，例如，當(dāng)設(shè)置在步進(jìn)缸的缸桿上的位置傳感器出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)生的步進(jìn)缸的失控現(xiàn)象。
在第3個(gè)實(shí)施例中，雖然說明是通過采用了自適應(yīng)濾波器中的算法的自學(xué)習(xí)電路254，使濾波電路251中的控制參數(shù)達(dá)到是佳值，但也可以對(duì)于，例如，各液壓步進(jìn)缸補(bǔ)償器中的時(shí)間常數(shù)及反饋控制器(反饋控制電路、反饋補(bǔ)償電路)中的增益進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，使其達(dá)到最佳化。
在第3個(gè)實(shí)施例中，雖然說明檢測(cè)鑄型201的位置、速度及加速度時(shí)，是用位置傳感器228輸出位置信號(hào)，但也可以使用，例如，加速度傳感器，同時(shí)對(duì)該加速度信號(hào)進(jìn)行1次積分，作為位置信號(hào)；或者進(jìn)行2次積分，作為位置信號(hào)。也可以將加速度信號(hào)直接輸入到控制裝置中，另外也可以使用速度信號(hào)，還可以同時(shí)使用位置傳感器和加速度傳感器。
在第3個(gè)實(shí)施例中，雖然說明是將位置傳感器(位移狀態(tài)檢測(cè)器)228安裝在鑄型201上，但也可以安裝在，例如，底座202的一個(gè)側(cè)面上。另外，如圖9中的假設(shè)線所示，也可以安裝在上連桿211的一端。在此情況下，就以根據(jù)鑄型的振動(dòng)波形推斷出的底座波形作為目標(biāo)波形信號(hào)使用。
在第3個(gè)實(shí)施例中，雖然說明是通過底座及連桿機(jī)構(gòu)，將振動(dòng)傳遞給鑄型，但也可以將一個(gè)或數(shù)個(gè)步進(jìn)缸直接連接在，例如，支撐鑄型的底座上。這時(shí)應(yīng)考慮以底座作為傳遞信號(hào)用的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體。
以下根據(jù)圖12至圖14說明本發(fā)明的第4個(gè)實(shí)施例。
與第3個(gè)實(shí)施例的不同之處在于向鑄型施加振動(dòng)的液壓缸，在第3個(gè)實(shí)施例中使用的是電動(dòng)液壓步進(jìn)缸，而在第4個(gè)實(shí)施例中使用的則是電動(dòng)液壓伺服缸。
在圖12及圖13中，301是連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型，安裝在底座302上。該鑄型301通過底座302及連桿機(jī)構(gòu)303支撐在垂直面內(nèi)，可與臺(tái)架304作相對(duì)搖動(dòng)，同時(shí)可利用與該連桿機(jī)構(gòu)303連接的電動(dòng)液壓伺服缸305沿上下方向進(jìn)行振動(dòng)。
上述連桿機(jī)構(gòu)303由上連桿311和下連桿312構(gòu)成。該上、下連桿311、312的一端分別用銷釘連接在底座302的一個(gè)側(cè)面上。上連桿311的另一端和下連桿312的中點(diǎn)部分，通過銷釘分別支撐在臺(tái)架304的一端，下連桿312的另一端用銷釘連接在伺服缸305的缸桿305a上。
供給工作油用的液壓裝置321通過油壓配管322連接在伺服缸305上。另外設(shè)有使活塞324動(dòng)作的電動(dòng)式伺服馬達(dá)(驅(qū)動(dòng)部分)325，用來將來自液壓裝置321的工作按規(guī)定量不斷供給到缸體內(nèi)腔323中，還設(shè)有供驅(qū)動(dòng)該伺服馬達(dá)325之用的、由伺服放大器等構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置326。
另外設(shè)有控制該伺服馬達(dá)325的驅(qū)動(dòng)裝置326用的控制裝置327。該控制裝置327由下述部分構(gòu)成信號(hào)輸入器331，其中設(shè)有安裝在鑄型301上的、用來從檢測(cè)鑄型301的位移狀態(tài)，例如，振動(dòng)位置的位置傳感器(位移檢測(cè)器)328，用來輸入鑄型實(shí)際位置信號(hào)(這是位移狀態(tài)信號(hào)的一個(gè)示例，以下簡(jiǎn)稱實(shí)際位置信號(hào))，同時(shí)將該實(shí)際位置信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)的A/D變換器；第1控制器332，用來產(chǎn)生鑄型目標(biāo)波形信號(hào)；第2控制器333，用來將使頻率特性的增益平滑化的修正波形信號(hào)輸出到來自信號(hào)輸入器331的位置信號(hào)中；第3控制器334，用來從上述鑄型的實(shí)際位置信號(hào)中減去來自第2控制器333的修正波形信號(hào)，求出偏差信號(hào)，同時(shí)根據(jù)該偏差信號(hào)，計(jì)算出規(guī)定的反饋控制信號(hào)，而且將該反饋控制信號(hào)經(jīng)過加法運(yùn)算加到來自第1控制器332的輸出信號(hào)中；還有伺服馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度變換器335，經(jīng)過輸入由來自兩個(gè)控制器332、334的輸出信號(hào)相加而成的驅(qū)信號(hào)，將旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)裝置326。
第1控制器332由下述部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器341，用來產(chǎn)生使鑄型301振動(dòng)用的目標(biāo)波形信號(hào)；伺服缸第1補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(液壓系統(tǒng)第1補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器)342，用來將改善伺服缸305的動(dòng)作滯后現(xiàn)象(例如閥門的切換、油的壓縮等引起的滯后現(xiàn)象)產(chǎn)生的波形失真用的補(bǔ)償波形信號(hào)通過加法運(yùn)算加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器341輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中；以及機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(例如進(jìn)行鑄型1的加速度補(bǔ)償?shù)牟糠?343，用來將消除由連桿機(jī)構(gòu)303及底座302的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后用的補(bǔ)償波形信號(hào)，通過加法計(jì)算，加到從伺服缸第1補(bǔ)償波形信號(hào)，發(fā)生器342輸出的波形信號(hào)中。
在第2控制器333中，設(shè)有濾波電路351，經(jīng)過輸入來自目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器341的目標(biāo)波形信號(hào)，同時(shí)根據(jù)該目標(biāo)波形信號(hào)，輸出使頻率特性的增益平滑化的修正波形信號(hào)(具體地說，是消除鑄型振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率用的波形信號(hào))。另外還設(shè)有自適應(yīng)控制電路部分352，用來根據(jù)鑄型301的實(shí)際振動(dòng)狀態(tài)，使濾波電路351的特性、即控制參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，使其達(dá)到最佳化。上述濾波電路351，是使用，例如，目標(biāo)值濾波器或陷波濾波器等。
自適應(yīng)控制電路部分352由下述部分構(gòu)成波形診斷電路353，經(jīng)過輸入來自信號(hào)輸入部分331的實(shí)際位置信號(hào)，進(jìn)行快速傅里葉變換等傅里葉級(jí)數(shù)展開，以及進(jìn)行實(shí)際位置信號(hào)的頻率分析；還有自學(xué)習(xí)電路354，經(jīng)過輸入來自波形診斷電路353的輸出信號(hào)及來自目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器341的目標(biāo)波形信號(hào)，根據(jù)這兩個(gè)波形信號(hào)的偏差信號(hào)，使濾波電路351中的控制參數(shù)(具體地說，是控制用的傳遞函數(shù)的各系數(shù)值)達(dá)到最佳值。
在該自學(xué)習(xí)電路354中，使用數(shù)字信號(hào)處理器等。利用該自學(xué)習(xí)電路354，從例如，混入實(shí)際位置信號(hào)中的若干峰值中選出原來的固有頻率，輸出能對(duì)濾波電路351中的控制參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，使其成為達(dá)到最佳值的信號(hào)，以便能經(jīng)常消除鑄型301的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。在自學(xué)習(xí)電路354中，采用適合于自適應(yīng)濾波器等的算法。
在自學(xué)習(xí)電路354和波形診斷電路353之間，設(shè)有用來判斷是否需要使用自學(xué)習(xí)電路354的自學(xué)習(xí)判斷器355。例如，當(dāng)輸入了與前一次的波形信號(hào)不同的波形時(shí)，便要通過自學(xué)習(xí)電路354輸出信號(hào)。
第3控制器334由反饋控制器361和伺服缸第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(液壓系統(tǒng)第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器)362構(gòu)成。該反饋控制器361經(jīng)過輸入來自信號(hào)輸入部分331的實(shí)際位置信號(hào)，輸出反饋控制信號(hào)(PID控制信號(hào))及反饋補(bǔ)償信號(hào)(例如以速度及位置為根據(jù)的補(bǔ)償信號(hào))。該伺服缸第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器362經(jīng)過輸入從反饋控制器361輸出的位置信號(hào)，改善由于伺服缸305的動(dòng)作滯后所產(chǎn)生的波形失真。另外，經(jīng)過伺服缸第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器362補(bǔ)償?shù)钠钚盘?hào)，通過加法運(yùn)算，加到進(jìn)行液壓系統(tǒng)及機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)波形信號(hào)中。
反饋控制器361由進(jìn)行PID控制的反饋控制電路363以及根據(jù)速度和位置信號(hào)輸出補(bǔ)償信號(hào)的反饋補(bǔ)償電路364構(gòu)成。該反饋補(bǔ)償電路364是用來使控制系統(tǒng)穩(wěn)定，同時(shí)提高控制精度的。
驅(qū)動(dòng)裝置326由D/A變換器371和伺服放大器372構(gòu)成，該D/A變換器371用來將從伺服馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度變換器335輸出的旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)，該伺服放大器372用來放大來自D/A變換器371的輸出信號(hào)。而且由設(shè)置在伺服馬達(dá)325上的角度檢測(cè)器325a檢測(cè)伺服馬達(dá)325的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度，同時(shí)將該檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)反饋輸入到伺服放大器372的控制用信號(hào)中。另外，由伺服缸第1補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器342及機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器343進(jìn)行前饋補(bǔ)償。
在上述結(jié)構(gòu)中，分別將從鑄型301的目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器341輸出的目標(biāo)波形信號(hào)設(shè)為X0，將從構(gòu)成前饋補(bǔ)償電路部分的伺服缸第1補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器342輸出的補(bǔ)償信號(hào)設(shè)為(△X1)，將從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器343輸出的補(bǔ)償信號(hào)設(shè)為(△X2)，而將根據(jù)來自信號(hào)輸入器331的實(shí)際位置信號(hào)、由反饋控制器361及伺服缸第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器362進(jìn)行反饋控制并經(jīng)過補(bǔ)償?shù)钠钚盘?hào)設(shè)為(△X0)，則輸入到伺服馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度變換器335中的信號(hào)為(X0+△X0+△X1+△X2)。
來自信號(hào)輸入器331的波形信號(hào)，由第2控制器333中的波形診斷電路353進(jìn)行頻率分析后，輸入到自學(xué)習(xí)判斷器355中。在此判斷是需要還是不需要自學(xué)習(xí)。當(dāng)判定需要自學(xué)習(xí)時(shí)，該波形信號(hào)及來自目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器341的目標(biāo)波形信號(hào)便輸入到自學(xué)習(xí)電路354中，同時(shí)運(yùn)算出這兩個(gè)波形信號(hào)的偏差信號(hào)。這時(shí)根據(jù)該偏差信號(hào)，利用自適應(yīng)濾波器中使用的算法進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算。例如，求出實(shí)際的波形信號(hào)的頻率特性的峰值，即共振頻率(固有頻率)同目標(biāo)波形信號(hào)的偏差信號(hào)，根據(jù)該偏差信號(hào)，向?yàn)V波電路351輸出控制參數(shù)，以便輸出用于消除共振頻率的波形信號(hào)。因此，在鑄型301的實(shí)際振動(dòng)狀態(tài)下，從濾波電路351輸出消除固有頻率的修正波形信號(hào)(△X3)。
在前饋補(bǔ)償電路部分，根據(jù)改善伺服缸305的動(dòng)作滯后用的補(bǔ)償信號(hào)(△X1)及機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變，運(yùn)算出消除信號(hào)傳遞滯后用的補(bǔ)償信號(hào)(△X2)。該補(bǔ)償信號(hào)(△X1)、(△X2)是從理論上求出的補(bǔ)償成分，以便使鑄型301的振動(dòng)波形與規(guī)定的目標(biāo)振動(dòng)波形為同一波形，這可通過伺服缸305的輸入與機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體的輸出之間的傳遞函數(shù)的倒數(shù)等求得。
下面具體地說明上述結(jié)構(gòu)中的控制方法。
首先，在伺服缸305中補(bǔ)償液壓系統(tǒng)的動(dòng)作滯后。即通過控制閥及活塞324的動(dòng)作，來控制缸桿305a的動(dòng)作，但為了使缸桿305a按規(guī)定的速度動(dòng)作，閥門的開度必須在某一數(shù)值以上。因此在輸入與輸出之間產(chǎn)生動(dòng)作滯后(相位滯后)。這就要補(bǔ)償輸入波形，以便消除其動(dòng)作滯后現(xiàn)象，使伺服缸305的輸出波形與規(guī)定的波形相位相同，且為同一波形。
由于機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體并非完全的剛體，例如，在伺服缸305的桿305a的輸出波形成分中含有高次成分時(shí)，會(huì)由該成分引起機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體，例如，連桿機(jī)構(gòu)303等的共振現(xiàn)象。特別是當(dāng)信號(hào)波形是鋸齒形等非正弦波形時(shí)，由于目標(biāo)波形本身含有相當(dāng)大的高次成分，所以容易引起共振。
因此，從伺服缸305輸出含有消除由連桿機(jī)構(gòu)303、底座302等構(gòu)成的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體的共振的信號(hào)成分的波形信號(hào)。
即在補(bǔ)償信號(hào)(△X1)中含有改善由伺服缸305產(chǎn)生的動(dòng)作滯后用的信號(hào)成分，而在補(bǔ)償信號(hào)(△X2)中含有消除由連桿機(jī)構(gòu)303、底座302等機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生的共振用的信號(hào)成分。
這樣，由于采用前饋補(bǔ)償，同時(shí)還根據(jù)鑄型301的實(shí)際的位置，按照與目標(biāo)波形信號(hào)之間存在的偏差進(jìn)行實(shí)時(shí)修正的反饋控制，就不用像舊有的實(shí)施例中說明的那樣，可以不需要檢測(cè)液壓缸的缸桿位置用的位置檢測(cè)傳感器，同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)修正僅只用前饋控制所不能消除的鑄型301的實(shí)際振動(dòng)波形同目標(biāo)波形之間的偏差。因此，能夠進(jìn)行抗干擾性強(qiáng)且精度非常高的控制。
由于可以不要檢測(cè)伺服缸的缸桿位置用的位置傳感器，所以不必?fù)?dān)心，例如，設(shè)置在伺服缸的缸桿上的位置傳感器出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)生的伺服缸的失控。
在第4個(gè)實(shí)施例中，雖然說明在檢測(cè)鑄型301的位置、速度及加速度時(shí)是使用位置傳感器328輸出位置信號(hào)，但也可以使用，例如，加速度傳感器，同時(shí)對(duì)該加速度信號(hào)進(jìn)行1次積分，作為速度信號(hào)，還可以經(jīng)過2次積分，然后作為位置信號(hào)。另外也可以將加速度信號(hào)直接輸入控制裝置，也可以使用速度信號(hào)，另外也可以同時(shí)使用位置傳感器和加速度傳感器。
在第4個(gè)實(shí)施例中，雖然說明位置傳感器(位移狀態(tài)檢測(cè)器)328是安裝在鑄型301上，但也可以安裝在底座302上，或者如圖12中的假設(shè)線所示，也可以安裝在上連桿312的端部。這時(shí)，將從鑄型的振動(dòng)波形推斷的底座振動(dòng)波形作為目標(biāo)波形信號(hào)使用。
在第4個(gè)實(shí)施例中，雖然說明自適應(yīng)控制電路部分是采用自適應(yīng)濾波器的算法，但也可以如圖14所示，采用模糊推導(dǎo)，或采用以紐拉爾(Noral)網(wǎng)絡(luò)為根據(jù)的快速傅里葉變換進(jìn)行的分析方法，來代替前面所述的算法。
另外，在第4個(gè)實(shí)施例中，雖然說明通過底座及連桿機(jī)構(gòu)，將振動(dòng)傳遞給鑄型，但也可以將伺服缸直接連接在，例如，支撐鑄型的底座上。這時(shí)，應(yīng)考慮以底座作為傳遞信號(hào)用的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)體。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，設(shè)有以機(jī)械方式支撐鑄型用的支撐結(jié)構(gòu)體、通過該支撐結(jié)構(gòu)體將振動(dòng)施加到鑄型上之用的液壓缸、通過液壓回路向該液壓缸供給工作油的液壓裝置、以及向上述液壓缸的驅(qū)動(dòng)部分輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)用的控制裝置，在該鑄型振動(dòng)裝置中，以電動(dòng)液壓步進(jìn)缸作為上述液壓缸使用，上述控制裝置由下述各部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器，用來發(fā)生鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將消除由于上述支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變所引起的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后用的機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償波形信號(hào)，通過加法計(jì)算，加到由目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中；液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將改善由于電動(dòng)液壓步進(jìn)缸的動(dòng)作滯后所引起的波形失真用的步進(jìn)缸補(bǔ)償波形信號(hào)，通過加法運(yùn)算，加到來自機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器的波形信號(hào)上；還有反饋信號(hào)發(fā)生器，經(jīng)過輸入來自檢測(cè)鑄型位移狀態(tài)的位移狀態(tài)檢測(cè)器的位移狀態(tài)信號(hào)，通過減法運(yùn)算，求出該位移狀態(tài)信號(hào)與來自目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器的目標(biāo)位移狀態(tài)信號(hào)之間的差值，再將減得的該偏差信號(hào)通過加法運(yùn)算，加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器輸出的波形信號(hào)中。
2.連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，設(shè)有以機(jī)械方式支撐鑄型用的支撐結(jié)構(gòu)體、通過該支撐結(jié)構(gòu)體將振動(dòng)施加到鑄型上之用的液壓缸、通過液壓回路向該液壓缸供給工作油的液壓裝置，以及向液壓缸的驅(qū)動(dòng)部分輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)用的控制裝置，在該鑄型振動(dòng)裝置中，以電動(dòng)液壓步進(jìn)缸作為上述液壓缸使用，上述控制裝置由下述各部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器，用來發(fā)生鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將消除由于支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形跡所引起的運(yùn)動(dòng)滯后用的機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償波形信號(hào)通過加法運(yùn)算，加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中；液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將改善由于電動(dòng)液壓步進(jìn)缸的動(dòng)作滯后所引起的波形失真用的步進(jìn)缸補(bǔ)償波形信號(hào)通過加法運(yùn)算，加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器輸出的波形信號(hào)中；還有反饋信號(hào)發(fā)生部分，經(jīng)過輸入來自檢測(cè)鑄型的位移狀態(tài)的位移狀態(tài)檢測(cè)器的位移狀態(tài)信號(hào)，通過減法運(yùn)算，求出該位移狀態(tài)信號(hào)同從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器得出的目標(biāo)位移狀態(tài)信號(hào)之間的差值，而且將減得的該偏差信號(hào)通過加法運(yùn)算，加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中。
3.連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，設(shè)有以機(jī)械方式支撐鑄型用的支撐結(jié)構(gòu)體、通過該支撐結(jié)構(gòu)體將振動(dòng)施加到鑄型上之用的液壓缸、通過液壓回路向該液壓缸供給工作油的液壓裝置，以及向液壓缸的驅(qū)動(dòng)部分輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)用的控制裝置，在該鑄型振動(dòng)裝置中，使用電動(dòng)液壓步進(jìn)缸作為上述液壓缸，上述控制裝置由下述各部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器，用來產(chǎn)生鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將消除由于支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變所引起的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后用的機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償波形信號(hào)通過加法運(yùn)算，加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中；液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將改善電動(dòng)液壓步進(jìn)缸的動(dòng)作滯后所引起的波形失真用的步進(jìn)缸補(bǔ)償波形信號(hào)通過加法運(yùn)算，加到來自機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器的波形信號(hào)中；以及反饋信號(hào)發(fā)生器，經(jīng)過輸入來自檢測(cè)鑄型的位置的位置檢測(cè)器的位置信號(hào)，運(yùn)算出該位置信號(hào)同從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器得到的目標(biāo)位置信號(hào)之差，而且將減得的該偏差信號(hào)經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器輸出的波形信號(hào)中。
4.連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，設(shè)有以機(jī)械方式支持鑄型用的支撐結(jié)構(gòu)體、通過該支撐結(jié)構(gòu)體將振動(dòng)施加到鑄型上之用的液壓缸、通過液壓回路向該液壓缸供給工作油的液壓裝置、以及向液壓缸的驅(qū)動(dòng)部分輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)用的控制裝置，在該鑄型振動(dòng)裝置中，以電動(dòng)液壓步進(jìn)缸作為上述液壓缸使用，上述控制裝置由下述各部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器，用來產(chǎn)生鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將消除由于支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變所引起的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后用的機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償波形信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中；液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將改善電動(dòng)液壓步進(jìn)缸的動(dòng)作滯后所引起的波形失真用的步進(jìn)缸補(bǔ)償波形信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器輸出的波形信號(hào)上；以及反饋信號(hào)發(fā)生器，經(jīng)過輸入來自檢測(cè)鑄型位置的位置檢測(cè)器的位置信號(hào)，運(yùn)算出該位置信號(hào)同目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器得出的目標(biāo)位置信號(hào)之差，而且將減得的該偏差信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生部分輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中。
5.連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，設(shè)有以機(jī)械方式支撐鑄型用的支撐結(jié)構(gòu)體、通過該支撐結(jié)構(gòu)體將振動(dòng)施加到鑄型上之用的液壓缸，通過液壓回路向該液壓缸供給工作油的液壓裝置、以及向缸的驅(qū)動(dòng)部分輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)用的控制裝置，在該鑄型振動(dòng)裝置中，以電動(dòng)液壓伺服缸作為上述液壓使用，上述控制裝置由下述各部分構(gòu)成目標(biāo)信號(hào)發(fā)生器，用來產(chǎn)生鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將消除由于支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變所引起的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后用的機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償波形信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中；液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將改善電動(dòng)液壓伺服缸的動(dòng)作滯后所引起的波形失真用的缸體補(bǔ)償波形信號(hào)施加到來自機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器的波形信號(hào)中；以及反饋信號(hào)發(fā)生器，經(jīng)過輸入來自檢測(cè)鑄型位移狀態(tài)的位移狀態(tài)檢測(cè)器的位移狀態(tài)信號(hào)，運(yùn)算出該位移狀態(tài)信號(hào)同從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器得出的目標(biāo)位移狀態(tài)信號(hào)之差，而且將減得的該偏差信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器輸出的波形信號(hào)中。
6.連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，設(shè)有以機(jī)械方式支撐鑄型用的支撐結(jié)構(gòu)體、通過該支持結(jié)構(gòu)體將振動(dòng)施加到鑄型上之用的液壓缸、通過液壓回路向該液壓缸供給工作油的液壓裝置、以及向液壓缸的驅(qū)動(dòng)部分輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)用的控制裝置，在該鑄型振動(dòng)裝置中，使用電動(dòng)液壓缸作為上述液壓伺服缸使用，上述控制裝置由下述各部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器，用來發(fā)生鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將消除由于支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變所引起的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后之用的機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償波形信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從目標(biāo)波形信號(hào)信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中；液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將改善電動(dòng)液壓伺服缸的動(dòng)作滯后所引起的波形失真用的液壓缸補(bǔ)償波形信號(hào)經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器輸出的波形信號(hào)上；以及反饋信號(hào)發(fā)生器，經(jīng)過輸入來自檢測(cè)鑄型位移狀態(tài)的位移狀態(tài)檢測(cè)器的位移狀態(tài)信號(hào)，運(yùn)算出該位移狀態(tài)信號(hào)同從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器得出的目標(biāo)位移狀態(tài)信號(hào)之差，而且將減得的該偏差信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生部分輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中。
7.連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，設(shè)有以機(jī)械方式支撐鑄型用的支撐結(jié)構(gòu)體、通過該支撐結(jié)構(gòu)體將振動(dòng)施加到鑄型上之用的液壓缸、通過液壓回路向該液壓缸供給工作油的液壓裝置、以及向液壓缸的驅(qū)動(dòng)部分輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)用的控制裝置，在該鑄型振動(dòng)裝置中，以電動(dòng)液壓伺服缸作為上述液壓缸使用，上述控制裝置由下述各部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器，用來發(fā)生鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將消除由于支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變所引起的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后用的機(jī)械補(bǔ)償波形信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中；液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將改善電動(dòng)液壓伺服缸的動(dòng)作滯后所引起的波形失真用的液壓缸補(bǔ)償波形信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到來自機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器的波形信號(hào)中；以及反饋信號(hào)發(fā)生器，經(jīng)過輸入來自檢測(cè)鑄型的位置的位置檢測(cè)器的位置信號(hào)，經(jīng)過減法運(yùn)算求出該位置信號(hào)同從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器得出的目標(biāo)位置信號(hào)之差，而且將減得的該偏差信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生部分輸出的波形信號(hào)中。
8.連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，設(shè)有以機(jī)械方式支撐鑄型用的支撐結(jié)構(gòu)體、通過該支撐結(jié)構(gòu)體將振動(dòng)加到鑄型上之用的液壓缸、通過液壓回路向液壓缸供給工作油的液壓裝置，以及向液壓缸的驅(qū)動(dòng)部分輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)用的控制裝置，在該鑄型振動(dòng)裝置中，以電動(dòng)液壓伺服缸作為上述液壓缸使用，上述控制裝置由下述各部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器，用來發(fā)生鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將消除由于支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變所引起的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后用的機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償波形信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中；液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將改善電動(dòng)液壓伺服缸的動(dòng)作滯后所引起的波形失真用的液壓缸補(bǔ)償波形信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器輸出的波形信號(hào)中；以及反饋信號(hào)發(fā)生器，經(jīng)過輸入來自檢測(cè)鑄型位置的位置檢測(cè)器的位置信號(hào)，經(jīng)過減法運(yùn)算求出該位置信號(hào)同從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器得出的目標(biāo)位置信號(hào)之差，而且將減得的該偏差信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中。
9.連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，設(shè)有以機(jī)械方式支撐鑄型用的支撐結(jié)構(gòu)體、通過該支持結(jié)構(gòu)體將振動(dòng)施加到鑄型上之用的液壓缸，通過液壓回路向該液壓缸供給工作油的液壓裝置、以及向液壓缸的驅(qū)動(dòng)裝置輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)用的控制裝置，在該鑄型振動(dòng)裝置中，以電動(dòng)液壓步進(jìn)缸作為上述的液壓缸使用，上述控制裝置由下述各部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器，用來發(fā)生鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)；液壓系統(tǒng)第1補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將改善電動(dòng)液壓步進(jìn)缸的動(dòng)作滯后所引起的波形失真用的液壓缸補(bǔ)償波形信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將消除由于支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形所引起的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后用的機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償波形信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到來自液壓系統(tǒng)第1補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器的波形信號(hào)中；濾波電路，經(jīng)過輸入來自目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器的目標(biāo)波形信號(hào)，輸出使其頻率特性的增益平均化用的修正波形信號(hào)；自適應(yīng)控制電路部分，用來根據(jù)目標(biāo)波形信號(hào)同位移狀態(tài)信號(hào)之間的偏差信號(hào)，將濾波電路中的控制系統(tǒng)控制在最佳值；反饋控制器，用來進(jìn)行減法運(yùn)算從來自位移狀態(tài)檢測(cè)器的位移狀態(tài)信號(hào)，減去從濾波電路輸出的修正波形信號(hào)，求出偏差信號(hào)，由此產(chǎn)生反饋控制信號(hào)；以及液壓系統(tǒng)第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)加到來自反饋控制器的反饋控制信號(hào)中，同時(shí)將來自液壓系統(tǒng)第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)經(jīng)過加法運(yùn)算后求出的偏差信號(hào)加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器輸出的波形信號(hào)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，其自適應(yīng)控制電路部分采用自適應(yīng)濾波器中所用的算法。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，其自適應(yīng)控制電路部分采用模糊推導(dǎo)法。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，其自適應(yīng)控制電路部分采用以紐拉爾網(wǎng)絡(luò)為依據(jù)的按快速傅里葉變換進(jìn)行的分析方法。
13.連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，設(shè)有以機(jī)械方式支撐鑄型用的支撐結(jié)構(gòu)體、通過該支撐結(jié)構(gòu)體將振動(dòng)施加到鑄型上的液壓缸、通過液壓回路向液壓缸供給工作油的液壓裝置，以及向液壓缸的驅(qū)動(dòng)部分輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)用的控制裝置，在該鑄型振動(dòng)裝置中，以電動(dòng)液壓伺服缸作為上述液壓缸使用，上述控制裝置由下述各部分構(gòu)成目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器，用來發(fā)生鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)；液壓系統(tǒng)第1補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將改善電動(dòng)液壓伺服缸的動(dòng)作滯后所引起的波形失真用的液壓缸補(bǔ)償波形信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算，加到從目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器輸出的目標(biāo)波形信號(hào)中；機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將消除由于支撐結(jié)構(gòu)體的彈性形變所引起的運(yùn)動(dòng)傳遞滯后之用的機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償波形信號(hào)經(jīng)過加法運(yùn)算，加到來自液壓系統(tǒng)第1補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器的波形信號(hào)中；濾波電路，經(jīng)過輸入來自目標(biāo)波形信號(hào)發(fā)生器的目標(biāo)波形信號(hào)，輸出使其頻率特性的增益平均化用的修正波形信號(hào)；自適應(yīng)控制電路部分，用來根據(jù)目標(biāo)波形信號(hào)同位移狀態(tài)信號(hào)的偏差信號(hào)，將濾波電路的控制系數(shù)控制在最佳值；反饋控制器，用來進(jìn)行減法運(yùn)算，從來自位移狀態(tài)檢測(cè)器的位移狀態(tài)信號(hào)中減去從濾波電路輸出的修正波形信號(hào)，求出偏差信號(hào)，由此產(chǎn)生反饋控制信號(hào)；以及液壓系統(tǒng)第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用來將液壓系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算加到來自反饋控制器的反饋控制信號(hào)中，同時(shí)，將來自液壓系統(tǒng)第2補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)，經(jīng)過加法運(yùn)算后求出的偏差信號(hào)加到從機(jī)械系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器輸出的波形信號(hào)中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，其自適應(yīng)控制電路部分采用自適應(yīng)濾波器中所用的算法。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，其自適應(yīng)控制電路部分采用模糊推導(dǎo)法。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的連續(xù)鑄造設(shè)備中的鑄型振動(dòng)裝置，其自適應(yīng)控制電路部分采用以紐拉爾網(wǎng)絡(luò)為依據(jù)、按快速傅里葉變換進(jìn)行的分析方法。
全文摘要
在利用電動(dòng)液壓步進(jìn)缸、通過連機(jī)機(jī)構(gòu)使鑄型振動(dòng)的振動(dòng)裝置中，向步進(jìn)缸的驅(qū)動(dòng)裝置輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，將鑄型的實(shí)際加速度反饋到鑄型的目標(biāo)波形信號(hào)中，同時(shí)還加上消除步進(jìn)缸的動(dòng)作滯后及連桿機(jī)構(gòu)等的彈性形變引起的信號(hào)傳遞滯后用的補(bǔ)償信號(hào)，進(jìn)行前饋補(bǔ)償。
文檔編號(hào)B22D11/16GK1104943SQ9411715
公開日1995年7月12日 申請(qǐng)日期1994年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月21日
發(fā)明者青木正人, 奧村重溫, 鈴木基光, 千木良曉司, 岡田利幸, 佐佐木加津也, 中村陽一郎, 齊藤英樹 申請(qǐng)人:日立造船株式會(huì)社