CN111749936A - 用于调节元件的位置调节的系统和方法 - Google Patents

用于调节元件的位置调节的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111749936A
CN111749936A CN202010231434.8A CN202010231434A CN111749936A CN 111749936 A CN111749936 A CN 111749936A CN 202010231434 A CN202010231434 A CN 202010231434A CN 111749936 A CN111749936 A CN 111749936A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
signal
pressure fluid
hose
providing device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010231434.8A
Other languages
English (en)
Inventor
D.克拉森
R.诺伊曼
V.法尔肯汉
D.拉格
G.戈梅尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Festo SE and Co KG filed Critical Festo SE and Co KG
Publication of CN111749936A publication Critical patent/CN111749936A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/001—Servomotor systems with fluidic control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/08—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F15B13/08—Assemblies of units, each for the control of a single servomotor only
    • F15B13/0803—Modular units
    • F15B13/0846—Electrical details
    • F15B13/086—Sensing means, e.g. pressure sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/007—Simulation or modelling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/008—Reduction of noise or vibration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/08—Servomotor systems incorporating electrically operated control means
    • F15B21/087—Control strategy, e.g. with block diagram
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/08—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor
    • F15B9/09—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor with electrical control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F15B13/08—Assemblies of units, each for the control of a single servomotor only
    • F15B13/0803—Modular units
    • F15B13/0832—Modular valves
    • F15B13/0839—Stacked plate type valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
    • F15B2013/0409—Position sensing or feedback of the valve member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • F15B2211/30575—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve in a Wheatstone Bridge arrangement (also half bridges)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6309—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a pressure source supply pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6313—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a load pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6336—Electronic controllers using input signals representing a state of the output member, e.g. position, speed or acceleration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/634—Electronic controllers using input signals representing a state of a valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6656—Closed loop control, i.e. control using feedback
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/765—Control of position or angle of the output member
    • F15B2211/7656—Control of position or angle of the output member with continuous position control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/885—Control specific to the type of fluid, e.g. specific to magnetorheological fluid
    • F15B2211/8855—Compressible fluids, e.g. specific to pneumatics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

本发明涉及一种系统（100），其包括：可加载压力流体的具有调节元件（3）的流体致动器（2）；压力流体提供设备（4），所述压力流体提供设备构造为：执行所述调节元件（3）的位置调节并且在所述位置调节的范围内给所述流体致动器（2）加载所述压力流体，以便使所述调节元件（3）移动到预先给定的位置；和软管装置（28），所述软管装置包括至少一根软管（51、52），所述流体致动器（2）经由所述至少一根软管来与所述压力流体提供设备（4）流体连接，其中所述压力流体提供设备（4）构造为：在考虑描述所述软管装置（28）、所述致动器（2）和/或所述压力流体提供设备（4）的系统模型的情况下执行所述位置调节。

Description

用于调节元件的位置调节的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种系统，该系统包括：可加载压力流体的具有调节元件的流体致动器；压力流体提供设备，该压力流体提供设备构造为：执行该调节元件的位置调节并且在该位置调节的范围内给该流体致动器加载压力流体，以便使该调节元件移动到预先给定的位置；和软管装置，该软管装置包括至少一根软管，该流体致动器经由该至少一根软管与该压力流体提供设备流体连接。
背景技术
压力流体提供设备例如包括阀门组，该阀门组通过软管与流体致动器连接。流体致动器例如是气动驱动气缸。
该系统适宜被用在工业自动化中，例如以便通过调节元件来定位驱动对象，如工具、工件和/或机器部件。
流体致动器包括一个或多个压力室，所述压力室在位置调节的范围内通过加载压力流体而被置于压力下，以便这样引起调节元件的定位。适宜地，在流体致动器本身上没有压力传感器，使得在流体致动器的压力室中的压力不能直接被测量。压力流体优选地是压缩空气。借助于压缩空气加载的位置调节也被称作伺服气动。
发明内容
本发明的任务在于：提供一种能更灵活地使用的系统。
该任务通过根据权利要求1的系统来解决。该系统的压力流体提供设备构造为：在考虑描述软管装置、致动器和/或压力流体提供设备的系统模型的情况下执行位置调节。
压力流体提供设备尤其构造为：提供基于模型的位置调节。该系统模型包括如下系统参数，这些系统参数例如描述了物理特性，如该软管装置、该致动器和/或该压力流体提供设备的尺寸和/或质量。例如，该系统模型包括该软管装置的软管的长度、直径和/或容积，作为系统参数。该系统模型还可包括尤其是构造为驱动气缸的致动器的尺寸和/或（在位置调节时要置于移动中的）质量，作为系统参数。该系统模型还可包括如下系统参数，这些系统参数描述了该压力流体提供设备的调节特性、尤其是该压力流体提供设备的阀装置的调节特性。通过该系统模型，还可以考虑被用于位置调节的传感装置的确定特性。
通过使用该系统模型、尤其是通过考虑描述该软管装置的软管的系统参数，例如可能的是：即使在该压力流体提供设备、例如该阀门组与该致动器之间使用更长的软管的情况下，也提供位置调节，而为此不必在该致动器本身上设置压力传感器。通过该系统模型、尤其是通过该系统模型的软管模型，例如可以根据在该压力流体提供设备上所检测到的测量压力来计算致动器压力，该致动器压力对应于在该致动器上的压力、例如在该致动器的压力室中的压力。该软管模型描述了该软管的物理特性，例如该软管的长度、直径和/或容积。所计算出的致动器压力也可以被称作所计算出的室压力。
在软管长度非常短的情况下，在压力流体提供设备上测量的测量压力与在执行器上存在的致动器压力之差很小，使得测量压力可以被用作致动器压力。在软管长度增加的情况下，当前的测量压力与当前的致动器压力之差可以增加。通过该系统模型、尤其是该软管模型，可以在计算致动器压力时考虑软管对致动器压力的影响，使得即使在软管更长的情况下也可以基于测量压力来精确地计算致动器压力。接着，所计算出的致动器压力可以在位置调节时被用作反馈参量。
以这种方式，可能的是：即使在如下情况下也使用该位置调节，在所述情况下，在该压力流体提供设备与该致动器之间使用更长的软管（而不必在该致动器上设置压力传感器）。因而，该系统可以更灵活地（即即使在软管更长的情况下也）被使用。
有利的扩展方案是从属权利要求的主题。
本发明还涉及一种用于运行上文所描述的系统的方法。该方法包括如下步骤：在考虑该系统模型的情况下执行该位置调节。
适宜地，该方法与该系统的扩展方案相对应地来设计。
附图说明
在下文，参考附图来阐述示范性的细节和示例性的实施方式。在此：
图1示出了具有压力流体提供设备、软管装置和流体致动器的系统的示意图；
图2示出了阀装置的示意图；
图3示出了位置调节器的示意图；而
图4示出了该位置调节器的调节单元的示意图。
具体实施方式
图1示出了系统100。系统100包括可加载压力流体的具有调节元件3的流体致动器2。
系统100还包括压力流体提供设备4，该压力流体提供设备包括例如构造为阀门组的阀机构14。压力流体提供设备4构造为：执行调节元件3的位置调节并且在位置调节的范围内给流体致动器2加载压力流体，以便使调节元件3移动到预先给定的位置。
系统100还包括软管装置28，该软管装置适宜地包括至少一根软管51、52。流体致动器2经由软管装置28来与压力流体提供设备4流体连接。压力流体提供设备4构造为：经由软管装置28来给流体致动器2加载压力流体。
压力流体提供设备4构造为：在考虑描述软管装置28、致动器2和/或压力流体提供设备4的系统模型的情况下执行位置调节。
在下文，应该阐述其它示范性的细节。
首先，应该探讨压力流体提供设备4：
压力流体提供设备4包括示范性地构造为阀门组的阀机构14，通过该阀机构来提供压力流体，用于致动器2的位置调节。阀机构14不一定必须是阀门组。阀机构14例如也可以实施为单阀或者其它阀单元。
在阀机构14上存在两个压力输出端23、24，用于提供压力流体、尤其是压缩空气。这两个压力输出端23、24中的每个压力输出端与流体致动器2的相应的压力室8、9流体连接。在一个替选的其中致动器2只有一个压力室的设计方案中，与此相应地只有一个压力输出端与一个压力室连接。
阀机构14拥有压力传感装置29，该压力传感装置具有压力传感器，利用这些压力传感器可以测量在压力输出端23、24处的压力和/或在排气连接端26和/或进气连接端27中的压力。适宜地，这些压力传感器布置在阀机构14上，尤其是布置在阀门组上。如下文参考图2还进一步予以阐述的那样，压力传感装置29示范性地包括第一压力输出端压力传感器45、第二压力输出端压力传感器46、排气压力传感器43和/或进气压力传感器44。
示范性地，阀机构14包括多个模块，例如阀模块17和/或I/O模块18。阀机构14还包括控制单元19，该控制单元优选地同样实施为模块。适宜地，阀机构14拥有载体20、尤其是载体板，在该载体上布置有控制单元19、阀盘17和/或I/O模块18。
阀机构14示范性地实施为直列模块装置而且尤其是也可以被称作阀门组。上文提到的模块尤其是直列模块，这些直列模块优选地实施为盘状。阀模块17尤其实施为阀盘。适宜地，这些直列模块排成一行，尤其是沿着阀机构14的纵轴排成一行。
压力流体提供设备4示范性地还包括上级控制装置15和/或可选地包括云服务器16和/或用户设备49。
适宜地，阀机构14与上级控制装置15和/或云服务器16通信连接。优选地，阀机构14与上级控制装置15经由总线25、尤其是本地总线、例如现场总线来连接和/或可选地与云服务器16经由广域网22、例如因特网来连接。
阀机构14与致动器2的位置传感装置10通信连接，尤其是经由I/O模块18来通信连接。示范性地，阀机构14经由一条或多条通信线路91、92来与位置传感装置10通信连接。适宜地，将由位置传感装置10检测到的位置传感值提供给控制单元19、上级控制装置15和/或云服务器16。适宜地，还将压力传感器43、44、45、46的压力传感值同样提供给控制单元19、上级控制装置15和/或云服务器16。
在下文，应该进一步探讨流体致动器2。
适宜地，流体致动器2是可加载压缩空气的气动致动器。示范性地，流体致动器2构造为驱动装置，尤其构造为驱动气缸。示范性地，流体致动器2包括致动器主体7、调节元件3和至少一个压力室8、9。适宜地，流体致动器2包括两个彼此独立的可加载压力流体的压力室8、9，而且尤其构造为双动致动器。替选于此，流体致动器2也可只具有一个压力室而且与此相应地构造为单动致动器。
致动器主体7优选地实施为气缸并且拥有内部容积。调节元件3例如包括活塞5和/或活塞杆6。活塞5布置在致动器主体7中并且将致动器主体7的内部容积分成两个压力室8、9。
适宜地，流体致动器2包括位置传感装置10。位置传感装置10尤其用于检测调节元件3的位置。示范性地，位置传感装置10布置在致动器主体7外部。位置传感装置10例如包括两个位置传感单元11、12，这两个位置传感单元沿着调节元件3的移动路径分布地来布置。示范性地，位置传感单元11、12共同覆盖调节元件3的整个移动路径。
每个位置传感单元11、12例如都可包括一个或多个（在这些附图中未示出的）传感元件、尤其是磁传感元件、例如霍尔传感元件。适宜地，在调节元件3上布置磁体，该磁体的磁场可用磁传感元件来探测。
适宜地，位置传感装置10构造为：在调节元件3的整个移动路径内检测调节元件3的位置。
适宜地，在流体致动器2上不存在压力传感器，尤其是不存在用于测量压力室8、9之一中的压力的压力传感器。
软管装置28示范性地包括两根软管51、52。第一软管51使第一压力输出端23与第一压力室8流体连接，而第二软管52使第二压力输出端24与第二压力室9流体连接。在一个替选的其中流体致动器2只有一个压力室的设计方案中，适宜地，软管装置28只包括一根软管。
一根或两根软管51、52的长度示范性地分别长于1.5m，尤其是长于2m。示范性地，一根或两根软管51、52的长度分别多达5m长。优选地，一根或两根软管51、52的长度分别长于被构造为驱动气缸的致动器2的一半长度与40cm之和。尤其是，一根或两根软管51、52的长度分别长于调节元件3的移动路径的一半长度与40cm之和。
上级控制装置15示范性地构造为存储器可编程控制装置SPS，而且与阀机构14、尤其是与控制单元19通信连接。适宜地，上级控制装置15还与云服务器16连接，尤其是经由广域网22、优选地经由因特网来与云服务器16连接。适宜地，上级控制装置15构造为：提供额定值信号SWS，该额定值信号规定了调节元件3在位置调节的范围内被调节到的（额定）位置。
示范性地，用户设备49是移动设备，例如智能电话、平板计算机和/或笔记本电脑。用户设备49还可以是台式计算机、例如PC。适宜地，用户设备49与控制单元19、云服务器16和/或上级控制装置15通信连接，尤其是经由广域网22、例如因特网来通信连接。用户设备49尤其构造用于对该系统模型的一个或多个系统参数的用户输入。适宜地，可以通过用户设备49来访问用户界面，该用户界面例如提供在云服务器16、控制装置15和/或控制单元19上。适宜地，用户界面是网页界面。用户界面尤其用于由用户来输入模型参数。用户界面还优选地用于：选择、激活应用程序和/或将该应用程序加载到控制单元19上，该应用程序提供在下文还予以阐述的位置调节器50。
适宜地，云服务器16远离阀机构14和/或流体致动器2地布置，尤其是布置在其它地理位置。优选地，云服务器16构造为：提供应用程序，利用该应用程序可以执行该位置调节。该应用程序可以从云服务器16加载到上级控制装置15和/或控制单元19上，适宜地作为对利用用户设备49来进行的用户输入的响应而从云服务器16加载到上级控制装置15和/或控制单元19上。
图2示出了示例性的阀装置21，利用该阀装置可以提供用于压力室8、9的压力。阀装置21是压力流体提供设备4、尤其是阀机构14、优选地阀模块17的一部分。
阀装置21拥有两个压力输出端23、24，利用这两个压力输出端可以提供两个独立的压力流体压力和/或两个独立的压力流体质量流。阀装置21还拥有与排气管道连接的排气连接端26和与进气管道连接的进气连接端27。适宜地，供应压力施加在进气连接端27上和/或大气压力施加在排气连接端26上。
阀装置21针对每个压力输出端23、24都包括一个或多个阀件48，通过所述阀件能调节相应的输出端开口的大小，在相应的压力输出端23、24上提供压力流体时，经过该输出端开口。
在图2中，阀装置21示范性地实施为由四个2/2换向阀31、32、33、34构成的全桥。第一2/2换向阀31接到进气连接端27与第一压力输出端23之间，第二2/2换向阀32接到第一压力输出端23与排气连接端26之间，第三2/2换向阀31接到排气连接端26与第二压力连接端24之间，而第四2/2换向阀接到第二压力输出端24与进气连接端27之间。
第一压力输出端23可以选择性地经由第一2/2换向阀与排气管道连接或者经由第二2/2换向阀与进气管道连接，而第二压力输出端24可以选择性地经由第三2/2换向阀与排气管道连接或者经由第四2/2换向阀与进气管道连接。
示范性地，每个2/2换向阀31、32、33、34都构造为比例阀；也就是说每个2/2换向阀31、32、33、34都拥有阀件48，该阀件可以被置于打开位置、关闭位置和在打开位置与关闭位置之间的任意的中间位置。优选地，2/2换向阀31、32、33、34是预调阀，这些预调阀分别拥有两个先导阀41、42，通过这两个先导阀可以对阀件进行操作。先导阀41、42示范性地构造为压电阀。通过相应的阀件48的位置可以适宜地调整上文提及的输出端开口。
示范性地，第一和第二2/2换向阀31、32构成第一半桥而第三和第四2/2换向阀33、34构成第二半桥。优选地，通过第一半桥能调整第一压力输出端23的输出端开口，而通过第二半桥能调整第二压力输出端24的输出端开口。
适宜地，阀机构14包括压力传感装置29，该压力传感装置具有一个或多个压力传感器，以便检测阀机构14、尤其是阀装置21的压力。
示范性地，阀机构14、尤其是阀装置21包括：第一压力输出端压力传感器45，用于检测在第一压力输出端23上提供的压力；和/或第二压力输出端压力传感器46，用于检测在第二压力输出端24上提供的压力。适宜地，阀机构14、尤其是阀装置21还包括：进气压力传感器44，用于检测在进气连接端27上提供的压力；和/或排气压力传感器43，用于检测在排气连接端26上提供的压力。
适宜地，阀机构14、尤其是阀装置21包括行程传感器47，用于检测阀件48的位置。压力流体提供设备4尤其构造为：借助于行程传感器47来确定压力输出端23、24的输出端开口的大小。
在下文，应该参考图3来进一步探讨由压力流体提供设备4执行的位置调节。
适宜地，压力流体提供设备4构造为：在调节元件3的整个移动路径内执行位置调节。优选地，压力流体提供设备4构造为：借助于位置调节使调节元件3沿着移动路径定位到任意的位置。适宜地，调节元件3可以通过位置调节在沿着移动路径的任何一个任意的位置定位。
图3示出了示范性的用于提供调节元件3的位置调节的位置调节器50。适宜地，该位置调节器实现为程序，尤其是实现为应用程序，该程序尤其是在阀机构14上、优选地在控制单元19上实施。位置调节器50尤其是在控制单元19的微控制器上实施。替选于此或除此之外，位置调节器50也可以在云服务器16和/或上级控制装置15上实施。
位置调节器50构造为：基于额定值信号SWS来提供调定量信号SGS。额定值信号SWS例如由控制单元19、控制装置15和/或云服务器16来提供。适宜地，额定值信号SWS包括位置额定值信号。阀机构14构造为：基于调定量信号SGS来操控阀装置21、尤其是2/2换向阀31、32、33、34、尤其是这些2/2换向阀的先导阀41、42。示范性地，通过调定量信号SGS来规定一个或多个流导值，按照这些流导值来调整阀件48的位置并且因此调整压力输出端23、24的输出端开口。
位置调节器50尤其构造为：根据额定值信号SWS、测量参量信号MGS和/或系统模型的系统参数SP来提供调定量信号SGS。
适宜地，测量参量信号MGS包括位置传感装置10、压力传感装置29、尤其是压力传感器43、44、45、46和/或行程传感器47的测量值。因此，测量参量信号MGS尤其包括调节元件3的所测量的位置、在排气连接端26上测量的压力、在进气连接端27上测量的压力、在压力输出端23上测量的压力、在压力输出端24上测量的压力和/或阀件48的所测量的位置。适宜地，所测量的压力可以在测量参量信号MGS中作为压力差来提供。此外，所测量的位置可以在测量参量信号MGS中作为流导值来提供。
系统参数SP尤其是该系统模型的由用户例如经由用户设备49来输入的参数。
位置调节器50示范性地包括轨迹规划器部分60和调节器部分70。轨迹规划器部分60基于额定值信号SWS来提供轨迹信号TS。例如，轨迹规划器部分60将速度和/或加速度限制和/或冲击限制应用于额定值信号SWS并且作为结果来提供轨迹信号TS。以这种方式，可以使可能包含在额定值信号SWS中的信号突变平滑，使得这些信号突变可以由调节器部分70更好地使用。轨迹信号TS被输送给调节器部分70。
按照一个替选的设计方案，轨迹规划器部分60不存在。在这种情况下，被输送给位置调节器50的额定值信号SWS适宜地用作轨迹信号TS，该轨迹信号被输送给调节器部分70。
示范性地，该轨迹信号包括位置变化过程、速度变化过程、加速度变化过程和/或冲击变化过程。
适宜地，调节器部分70构造为：将轨迹信号、尤其是位置变化过程、速度变化过程、加速度变化过程和/或冲击变化过程与基于测量参量信号来获得的状态信号ZS1进行比较并且基于该比较来提供调定量信号SGS。
示范性地，调节器部分70包括状态确定单元77，该状态确定单元基于测量参量信号SGS来提供一个或多个状态信号ZS1、ZS2。示范性地，第一状态信号ZS1被输送给调节单元72而第二状态信号ZS2被输送给换算和/或调节单元82。状态信号ZS1和ZS2可包含相同或不同的状态参量。
示范性地，调节器部分70包括先导单元71和调节单元72，轨迹信号TS分别被输送给该先导单元和该调节单元。先导单元71基于轨迹信号TS来提供先导信号VS。适宜地，先导单元71执行纯控制、即“开环控制（Open-Loop-Control）”，其中适宜地不考虑反馈参量，尤其是不考虑测量参量信号MGS和/或状态信号。
调节单元72基于轨迹信号TS并且基于反馈参量来提供调节单元信号RES。调节单元72尤其是执行调节、即“闭环控制（Closed-Loop-Control）”，其中考虑反馈参量，尤其是考虑测量参量信号MGS和/或状态信号ZS1。示范性地，调节单元71将轨迹信号TS与第一状态信号ZS1进行比较并且基于该比较来提供调节单元信号RES。
先导信号VS和调节单元信号RES由求和元件83相加成求和信号SS。基于求和信号SS来提供调定量信号SGS。适宜地，求和信号SS规定了压力输出端23、24的质量流。求和信号SS也可以被称作质量流信号和/或调节信号。
示范性地，调节器部分70还包括换算和/或调节单元82。示范性地，调节器部分70还包括频率滤波器79。示范性地，换算和/或调节单元82和/或频率滤波器79接到调节单元72与调节器部分70的输出端之间。示范性地，换算和/或调节单元82和/或频率滤波器79接到求和元件83与调节器部分70的输出端之间。适宜地，由调节器部分70输出的调定量信号SGS已经经历了换算和/或调节单元82和/或频率滤波器79。
换算和/或调节单元82构造为：将输送给它的信号、例如求和信号SS从质量流规定换算成流导值规定并且作为换算信号URS来输出。接着，换算信号URS例如可用作调定量信号SGS或者如在图3中示出的那样首先经历频率滤波器79。
示范性地，换算和/或调节单元82构造为：执行调节，其中换算和/或调节单元82例如将输送给它的信号、这里是求和信号SS与第二状态信号ZS2进行比较并且输出换算信号URS作为结果。
频率滤波器79示范性地构造为带阻滤波器。示范性地，向频率滤波器79输送换算信号URS，频率滤波器器79基于该换算信号来提供经滤波的信号、这里是调定量信号SGS。
可选地，调节器部分70还包括调节器参数计算单元78。调节器参数计算单元78构造为：基于系统模型的系统参数SP，将一个或多个调节器参数、尤其是一个或多个调节器放大倍数提供给调节单元72和/或换算和/或调节单元82。
在下文，应该探讨位置调节器50的各个组件的示范性的设计方案而且尤其是依据不同的示例来阐述该系统模型如何在位置调节时被使用。
该系统模型尤其包括软管模型，该软管模型具有软管参数。软管参数是系统参数。示范性地，软管参数是软管装置28、尤其是软管51或52的物理特性、尤其是尺寸、尤其是软管长度、软管直径和/或软管容积。适宜地，软管参数由用户来输入并且尤其是没有借助于学习式运行来确定。
适宜地，系统100拥有用户接口、例如用户设备49，经由该用户接口能由用户将系统参数、尤其是软管参数输入到压力流体提供设备4中。适宜地，系统参数、尤其是软管参数由位置调节器50在执行位置调节时予以考虑。
如上文已经提及的那样，压力流体提供设备4包括压力传感装置29（示范性地是压力传感器43、44、45、46）。压力传感装置29构造为：测量压力流体提供设备4中、尤其是在阀机构14中的压力流体的压力。所测量的压力也应该被称作测量压力。例如，测量参量信号MGS包括测量压力。
压力流体提供设备4还构造为：在使用软管模型、尤其是软管参数的情况下，基于测量压力来计算在流体致动器2中的压力流体的压力。该所计算的压力也应该被称作计算压力、致动器压力或者室压力。
测量压力尤其对应于在软管51、52的其中一端上的压力流体的压力，该一端被安置在阀机构14的压力输出端23、24上。计算压力尤其对应于在软管51、52的另一端上的压力流体的压力，该另一端被安置在流体致动器2上。适宜地，软管模型描绘了压力下降和/或时间延迟、例如死区时间，它们可能在软管51、52的两端之间出现。计算压力基于软管模型来计算，使得该计算压力相对于测量压力具有压力下降和/或时间延迟。适宜地，该软管模型、尤其是压力下降和/或时间延迟基于软管参数来确定，尤其是通过位置调节器50来确定。
适宜地，状态确定单元77构造为：执行对计算压力的计算。
适宜地，压力流体提供设备4构造为：在使用计算压力的情况下执行位置调节。示范性地，压力流体提供设备4使用计算压力，作为用于位置调节的反馈参量。尤其是在考虑该计算压力的情况下产生调定量信号SGS。示范性地，第一状态信号ZS1和/或第二状态信号ZS2包括计算压力。优选地，调节单元72和/或换算和/或调节单元82在考虑计算压力、尤其是考虑计算压力作为反馈参量的情况下执行其调节。
优选地，压力流体提供设备4构造为：使用模型辅助的滤波器、尤其是软管模型，以便根据测量压力、例如阀压力来计算室压力，以便利用被重构的室压力来执行该位置调节。以这种方式，尤其可能的是：针对软管51和/或52使用更长的软管，而不必在流体致动器2上设置压力传感器。尤其是，通过基于计算压力而进行的调节，即使在软管更长的情况下也可以实现高调节性能。在此，不需要在流体致动器2上使用压力传感器，从而可以避免与之相关联的安装和调试成本。
按照一个优选的设计方案，压力流体提供设备4构造为：在位置调节的范围内，提供描绘调节元件3的加速度的加速度信号。适宜地，该加速度信号由状态确定单元77来提供。位置调节器50尤其构造为：在位置调节的情况下考虑该加速度信号作为反馈参量。示范性地，该加速度信号包含在第一状态信号ZS1中并且被输送给调节单元72。
压力流体提供设备4、优选地状态确定单元77尤其构造为：基于二次微分的位置信号并且基于压力信号来提供加速度信号。
位置信号描绘了调节元件3的位置而且适宜地以调节元件3的通过位置传感装置10来检测的位置为基础。适宜地，位置信号包含在测量参量信号MGS中。
适宜地，压力信号描绘了由压力流体提供设备4提供的压力流体的压力。该压力信号尤其是计算压力，该计算压力描述了在流体致动器2中的压力流体的压力。
优选地，压力流体提供设备4、尤其是状态确定单元77构造为：在提供加速度信号时，将二次微分的位置信号和压力信号分别与频率相关地进行加权，使得在第一频率范围内该二次微分的位置信号占主导而在第二频率范围内该压力信号占主导，其中第二频率范围高于第一频率范围。
示范性地，压力流体提供设备4、尤其是状态确定单元77构造为：使该二次微分的位置信号经受低通滤波而且使该压力信号经受高通滤波，而且基于经低通滤波的二次微分的位置信号并且基于经高通滤波的压力信号来提供加速度信号。尤其是，加速度信号作为经低通滤波的二次微分的位置信号和经高通滤波的压力信号之和来提供。适宜地，在加速度信号中，在低频下，来自该二次微分的位置信号的分量占主导，而在高频下，来自该压力信号的分量占主导。
位置传感装置10的位置传感单元11、12可能可以具有低信号品质。由于信号品质低，来自位置传感装置10的位置信号可能受噪声污染，这尤其是在对位置信号进行二次微分的情况下导致尤其是在频率较高的情况下的高噪声分量。通过低通滤波，可以减少该噪声分量。
根据压力信号、示范性计算压力、尤其是流体致动器2的所计算出的室压力，同样可以计算调节元件3的加速度。然而，这里可能由于例如低频的外部力、尤其是干扰力和/或参数不确定性而存在静态偏移。通过高通滤波，可以减少这些静态偏移。
因此，进行传感器融合，其中对于加速度信号来说，将压力信号的噪声少的高频率范围和加速度信号的基本上无偏移的低频率范围相结合或融合。二次微分的位置信号的有噪声的高频率范围和压力信号的有偏移的低频率范围被抑制。
因此，该位置调节也可以在信号品质低的位置传感单元的情况下被使用，这些位置传感单元原本并不是设计用于伺服气动系统。
按照另一优选的设计方案，压力流体提供设备4、尤其是位置调节器50构造为：基于系统模型、尤其是软管模型来对频率滤波器79进行配置，使得在软管51、52中的压力流体振动被抑制。适宜地，压力流体提供设备4、尤其是位置调节器50构造为：基于软管模型、尤其是软管参数、例如软管长度和/或软管容积来计算软管51、52中的压力流体的振动频率、尤其是固有频率，而且对频率滤波器79进行配置，使得所计算出的频率被抑制。所要抑制的频率也可以被称作软管固有频率。频率滤波器79例如是带阻滤波器，该带阻滤波器被设立用于抑制所计算出的频率。优选地，频率滤波器79、尤其是带阻滤波器是可变频率滤波器，其中所要抑制的频率可以不断被更新并且适宜地不断被更新。
优选地，压力流体提供设备4、尤其是位置调节器50构造为：还在考虑致动器模型、尤其是致动器参数、例如致动器2的容积的情况下对频率滤波器79进行配置。致动器参数例如是致动器2的压力室容积。
优选地，压力流体提供设备4、尤其是位置调节器50构造为：还基于调节元件3的位置来对频率滤波器79进行配置。尤其是，通过频率滤波器79所要抑制的频率不断基于调节元件3的当前位置来更新。例如，软管模型和调节元件3的位置共同被使用，以便计算所要抑制的振动频率、尤其是所要抑制的固有频率。
示范性地，压力流体提供设备4、尤其是位置调节器50构造为：基于软管模型、致动器模型和调节元件3的位置来计算所要抑制的频率。例如，计算（包括软管容积和压力室容积的振动容积的）总容积和/或总长度，更确切地说基于软管模型、尤其是软管容积和/或软管长度、致动器模型、尤其是压力室容积和/或压力室长度和通过调节元件3的当前位置得出的压力室容积和/或压力室长度的减小来计算（包括软管容积和压力室容积的振动容积的）总容积和/或总长度，更确切地说基于软管模型、尤其是软管容积和/或软管长度。接着，基于总容积和/或总长度可以计算所要抑制的频率和/或对频率滤波器79进行配置。
在压力流体加载51、52的情况下，可能发生以软管固有频率对软管中的流体、尤其是压缩空气的激励。这可能导致嗡嗡声和/或调节器性能降低。利用频率滤波器79、尤其是具有可变的陷波频率的陷波滤波器（示范性地取决于软管和容积参数），可以对调定量信号SGS进行滤波，使得可以防止或降低以软管固有频率对软管51、52的激励。因此，可以除去嗡嗡声。此外，尤其是在软管51、52更长时可以实现性能提升。
按照另一优选的设计方案，压力流体提供设备4、尤其是位置调节器50构造为：基于系统模型、尤其是系统参数/该系统参数来计算用于位置调节的调节器参数、尤其是调节器放大倍数并且在该位置调节的范围内使用调节器参数。适宜地，由调节器参数计算单元78来执行对调节器参数的计算。
通过自动计算调节器参数，尤其可以覆盖大量应用变型。对该位置调节的参数化通常非常强烈地取决于物理参数、诸如质量、尤其是调节元件质量和/或驱动气缸尺寸。用户通常并不知道物理参数与调节器参数之间的关联。
在之前提到的设计方案中，用户可以输入物理参数作为模型参数，例如经由用户设备49来输入物理参数作为模型参数。接着，位置调节器50、尤其是调节器参数计算单元78（尤其是在阀机构14、尤其是阀门组上）执行对调节器参数的计算并且按照所计算出的调节器参数来配置该位置调节。适宜地，计算多个调节器参数。
尤其是根据系统参数来进行自动参数化。尤其是，在调节器中进行调节器设计，即例如通过阀机构14、尤其是阀门组、例如控制单元19来进行调节器设计。适宜地，调节器参数计算单元78构造为：计算用于该位置调节的调节器放大倍数。因此，调节器特性可以以简单的方式通过少量“调节螺旋”来适配，即通过输入一个或多个对于用户来说知道的参数、尤其是模型参数来适配。例如，可以规定该位置调节的硬度、即刚度和/或该位置调节的柔韧性，作为参数、尤其是模型参数。适宜地，对于使用该位置调节来说，并不需要对调节器放大倍数的用户输入和/或用于提供调节器放大倍数的学习式运行。
按照一个优选的设计方案，压力流体提供设备4、尤其是先导单元71构造为：在考虑该系统模型、尤其是该软管模型的情况下提供先导信号VS。适宜地，先导单元71构造为：在具有精确的状态线性化的常规先导控制的情况下，附加地考虑系统模型的一个或多个模型参数。示范性地，先导单元71构造为：在提供先导信号VS时，考虑软管51、52的软管容积和/或致动器2、尤其是驱动气缸的死区容积。示范性地，先导单元71构造为：将软管容积作为系统参数添加给死区容积并且在提供先导信号VS时考虑从中得到的容积。适宜地，先导单元71还构造为：在提供先导信号VS作为系统参数时，考虑尤其是由于软管51、52中的空气摩擦而存在的压力下降。
通过在先导控制时考虑软管参数，尤其是可以在长软管51、52的情况下实现更高的调节器品质。
适宜地，换算和/或调节单元82构造为：执行质量流调节。适宜地，在调节元件3的位置调节的范围内进行该质量流调节。示范性地，换算和/或调节单元82为了质量流调节而将额定质量流、例如求和信号SS与实际质量流进行比较，而且基于该比较来提供信号、这里示范性地是换算信号URS，最后基于该信号来操控阀装置21、尤其是各个2/2换向阀31、32、33、34。实际质量流例如是第二状态信号ZS2的一部分并且适宜地由状态确定单元77来计算，尤其是基于利用行程传感器47来检测的阀装置21的输出端开口和/或基于压力传感装置29的所检测到的测量压力来计算。换算和/或调节单元82尤其构造为：将所检测到的输出端开口用于阀模型、尤其是阀装置21的模型的正向模拟。适宜地，该阀模型是该系统模型的一部分。示范性地，将额定质量流与所计算出的实际质量流进行比较并且经加权地反馈。
适宜地，在质量流调节的范围内，换算和/或调节单元82执行调节和先导控制。适宜地，位置调节器50、尤其是换算和/或调节单元82构造为：尤其是在（正常）运行时、即“在线”，检测阀装置21、尤其是2/2换向阀31、32、33、34和/或质量流调节的动态特性、即尤其是频率响应和/或带宽。适宜地，该位置调节器确定一个或多个动力学参数，所述动力学参数描述了动态特性。
适宜地，位置调节器50、尤其是换算和/或调节单元82构造为：基于所检测到的动态特性、尤其是基于一个/多个动力学参数来使质量流调节适配，使得改善或提高质量流调节的动态特性、尤其是频率响应和/或带宽，适宜地通过提高质量流调节的调节器放大倍数来改善或提高质量流调节的动态特性、尤其是频率响应和/或带宽。适宜地，位置调节器50、尤其是换算和/或调节单元82构造为：在阀装置21的使用寿命内多次执行对动态特性的检测和适配，使得减少动态特性的由于老化而造成的变差。
适宜地，位置调节器50构造为：在对质量流调节的调节和/或先导控制时执行带宽提高，更确切地说尤其是基于在运行时检测到的阀装置21的动态特性的动力学参数来执行带宽提高。适宜地，位置调节器50构造为：在使用阀模型的情况下减小动态行程调节器偏差的影响。该阀模型尤其是该系统模型的一部分。此外，位置调节器50尤其构造为：提高在闭合的位置调节回路中的带宽。
适宜地，压力流体提供设备4还构造为：基于所检测到的动态特性、尤其是基于动力学参数来计算阀机构14、尤其是阀装置21的（剩余）使用寿命。
在下文，应该参考图4来描述调节单元72的示范性的设计方案。
调节单元72包括两个适宜地并联的调节器元件，即第一调节器元件73和第二调节器元件74。
适宜地，第一调节器元件73构造为：基于轨迹信号TS和状态信号ZS1A来提供第一调节器元件信号RGS1。适宜地，第一调节器元件73基于由第一调节器元件73确定的加速度误差来提供第一调节器元件信号RGS1。适宜地，调节器元件信号RGS1是加速度误差、尤其是调节元件3的加速度误差。第一调节器元件73也可以被称作基于加速度的调节器。适宜地，状态信号ZS1A由状态确定单元77来提供，而且尤其是第一状态信号ZS1的一部分。状态信号ZS1A尤其包括调节元件3的借助于位置传感装置10来提供的位置和/或速度和/或加速度。适宜地，状态信号ZS1A还包括流体致动器2的基于多个（尤其是所计算出的）室压力所计算出的中压或平均压力、即压力水平。适宜地，第一调节器元件73包括低通滤波75，第一调节器元件信号RGS1经历该低通滤波。
适宜地，第二调节器元件74构造为：基于轨迹信号TS和状态信号ZS1B来提供第二调节器元件信号RGS2。适宜地，第二调节器元件74基于由第二调节器元件74确定的压力误差来提供第二调节器元件信号RGS2。适宜地，第二调节器元件信号RGS2是压力误差、尤其是致动器2的压力室8、9的压力误差。第二调节器元件73也可以被称作基于压力的调节器。适宜地，状态信号ZS1B由状态确定单元77来提供，而且尤其是第一状态信号ZS1的一部分。适宜地，状态信号ZS1B不同于状态信号ZS1A。状态信号ZS1B尤其包括调节元件3的借助于位置传感装置10来提供的位置和/或速度。适宜地，状态信号ZS1A还包括流体致动器2的一个或多个（尤其是所计算出的）室压力。适宜地，第二调节器元件74包括高通滤波76，第二调节器元件信号RGS2经历该高通滤波。
低通滤波75和高通滤波76也可以共同被称作分频器。
示范性地，基于第一调节器元件信号RGS1和第二调节器元件信号RGS2来提供调节单元信号RES。适宜地，第一调节器元件信号RGS1和第二调节器元件信号RGS2通过求和元件84来相加成调节单元信号RES。替选地，调节器元件信号RGS1和RGS2也可以直接被输送给求和元件83，以便在那里被相加成先导信号VS。
适宜地，压力流体提供设备4构造为：基于第一调节器信号RGS1和第二调节器信号RGS2来提供用于该位置调节的调定量信号SGS。压力流体提供设备4、尤其是调节单元72构造为：按照调节元件3的加速度来提供第一调节器信号RGS1并且按照致动器2的压力、尤其是计算压力/该计算压力来提供第二调节器信号RGS2。压力流体提供设备4构造为：在提供调定量信号SGS时，将第一调节器信号RGS1和第二调节器信号RGS2分别与频率相关地进行加权，使得在第一频率范围内第一调节器信号RGS1占主导而在第二频率范围内第二调节器信号RGS2占主导，其中第二频率范围高于第一频率范围。
适宜地，在第一频率范围内，由于低通滤波75而引起的衰减小于由于高通滤波76而引起的衰减；而在第二频率范围内，由于低通滤波75而引起的衰减大于由于高通滤波76而引起的衰减。尤其是进行与频率相关的加权，使得第一调节器元件信号RGS1（作为调节单元信号RES的组成部分）在第一频率范围内比第二调节器元件信号RGS2更强地被加权，而第二调节器元件信号RGS2（作为调节单元信号RES的组成部分）在第二频率范围内比第一调节调节器元件信号RGS1更强地被加权。
调节单元72尤其构造为：在精确的状态线性化的常规反馈的情况下，提供加速度和压力误差的通过分频器来加权的反馈。
由此，可以使相应的调节的优点彼此相结合并且抑制缺点。示范性地由第一调节器元件73执行的加速度反馈尤其可以实现静态精度和抗干扰能力的优点。不过，加速度信号可能（例如由于该加速度信号通过位置信号的微分来获得）强烈地受噪声污染。还可能出现由于粘滑效应而引起的对室压力的重新泵送。通过由第二调节器元件74提供的压力反馈，可以实现在动态过程中的更高的性能。尤其可以防止重新泵送。

Claims (16)

1.一种系统（100），其包括：
可加载压力流体的具有调节元件（3）的流体致动器（2）；
压力流体提供设备（4），所述压力流体提供设备构造为：执行所述调节元件（3）的位置调节并且在所述位置调节的范围内给所述流体致动器（2）加载所述压力流体，以便使所述调节元件（3）移动到预先给定的位置；和
软管装置（28），所述软管装置包括至少一根软管（51、52），所述流体致动器（2）经由所述至少一根软管来与所述压力流体提供设备（4）流体连接，其中
所述压力流体提供设备（4）构造为：在考虑描述所述软管装置（28）、所述致动器（2）和/或所述压力流体提供设备（4）的系统模型的情况下执行所述位置调节。
2.根据权利要求1所述的系统（100），其中所述系统模型包括具有软管参数的软管模型，其中所述软管参数尤其是所述软管装置（28）的至少一根软管（51、52）的软管长度、软管直径和/或软管容积。
3.根据权利要求1或2所述的系统（100），其中所述系统模型包括系统参数、尤其是软管参数/所述软管参数，而且所述系统（100）拥有用户接口，经由所述用户接口能由用户将所述系统参数输入到所述压力流体提供设备（4）中。
4.根据上一权利要求所述的系统（100），其中所述压力流体提供设备（4）拥有压力传感装置（29），所述压力传感装置构造为：测量在所述压力流体提供设备（4）中的压力流体的压力而且将所述压力作为测量压力来提供，而且其中所述压力流体提供设备（4）构造为：在使用所述系统模型、尤其是软管模型/所述软管模型和所述测量压力的情况下来计算在所述流体致动器（2）中的压力流体的压力并且将所述压力作为计算压力来提供。
5.根据权利要求4所述的系统（100），其中所述压力流体提供设备（4）构造为：在使用所述计算压力的情况下执行所述位置调节。
6.根据上述权利要求之一所述的系统（100），其中所述压力流体提供设备（4）包括频率滤波器（79）、尤其是带阻滤波器而且构造为：在所述位置调节的范围内，在使用所述频率滤波器（79）的情况下提供调定量信号（SGS），而且其中所述压力流体提供设备（4）还构造为：基于所述系统模型、尤其是所述软管模型来对所述频率滤波器（79）进行配置，使得在所述软管（51、52）中的压力流体振动被抑制。
7.根据权利要求6所述的系统（100），其中所述压力流体提供设备（4）构造为：检测所述调节元件（3）的位置并且基于所检测到的所述调节元件（3）的位置来对所述频率滤波器（79）进行配置。
8.根据上述权利要求之一所述的系统（100），其中所述压力流体提供设备（4）构造为：基于所述系统模型、尤其是系统参数/所述系统参数来计算用于所述位置调节的调节器参数、尤其是调节器放大倍数并且在所述位置调节的情况下使用所述调节器参数、尤其是调节器放大倍数。
9.根据上述权利要求之一所述的系统（100），其中所述压力流体提供设备（4）构造为：基于第一调节器信号（RGS1）和第二调节器信号（RGS2）来提供用于所述位置调节的调定量信号（SGS）/所述调定量信号（SGS），其中所述压力流体提供设备（4）构造为：按照所述调节元件（3）的加速度来提供所述第一调节器信号（RGS1）并且按照所述致动器（2）的压力、尤其是计算压力/所述计算压力来提供所述第二调节器信号（RGS2）。
10.根据权利要求9所述的系统（100），其中所述压力流体提供设备（4）构造为：在提供所述调定量信号（SGS）时，将所述第一调节器信号（RGS1）和所述第二调节器信号（RGS2）分别与频率相关地进行加权，使得在第一频率范围内所述第一调节器信号（RGS1）占主导而在第二频率范围内所述第二调节器信号（RGS2）占主导，其中所述第二频率范围高于所述第一频率范围。
11.根据上述权利要求之一所述的系统（100），其中所述压力流体提供设备（4）构造为：基于先导信号（VS）来提供用于所述位置调节的调定量信号（SGS）/所述调定量信号（SGS），其中所述压力流体提供设备（4）构造为：在考虑软管模型/所述软管模型、尤其是软管容积和/或在所述软管中的压力下降的情况下提供所述先导信号。
12.根据上述权利要求之一所述的系统（100），其中所述压力流体提供设备（4）构造为：在所述位置调节的范围内，提供描绘所述调节元件（3）的加速度的加速度信号，其中所述压力流体提供设备（4）构造为：基于二次微分的、描绘所述调节元件（3）的位置的位置信号并且基于压力信号来提供所述加速度信号。
13.根据权利要求12所述的系统（100），其中所述压力流体提供设备（4）构造为：在提供所述加速度信号时，将所述二次微分的位置信号和所述压力信号分别与频率相关地进行加权，使得在第一频率范围内所述二次微分的位置信号占主导而在第二频率范围内所述压力信号占主导，其中所述第二频率范围高于所述第一频率范围。
14.根据上述权利要求之一所述的系统（100），其中所述压力流体提供设备（4）构造为：检测描绘所述位置调节的动态特性、尤其是在所述位置调节的范围内执行的质量流调节的动态特性的动力学参数；而且基于所述动力学参数来适配所述位置调节、尤其是所述质量流调节的调节器参数、尤其是调节器放大倍数。
15.根据上述权利要求之一所述的系统（100），其中所述压力流体提供设备（4）拥有构造为直列模块装置的阀装置（14），所述阀装置包括一个或多个排成一行的盘状的阀模块（17），用于提供所述压力流体。
16.一种用于运行根据上述权利要求之一所述的系统的方法，所述方法包括如下步骤：在考虑所述系统模型的情况下执行所述位置调节。
CN202010231434.8A 2019-03-29 2020-03-27 用于调节元件的位置调节的系统和方法 Pending CN111749936A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019204497.2 2019-03-29
DE102019204497.2A DE102019204497B3 (de) 2019-03-29 2019-03-29 System und Verfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111749936A true CN111749936A (zh) 2020-10-09

Family

ID=72046228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010231434.8A Pending CN111749936A (zh) 2019-03-29 2020-03-27 用于调节元件的位置调节的系统和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11454261B2 (zh)
CN (1) CN111749936A (zh)
DE (1) DE102019204497B3 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020204735B3 (de) * 2020-04-15 2021-07-22 Festo Se & Co. Kg System und Verfahren
DE102020213982B3 (de) * 2020-11-06 2022-02-03 Festo Se & Co. Kg Verfahren zur Inbetriebnahme einer pneumatischen Aktorvorrichtung, Inbetriebnahmesystem und pneumatisches Steuermodul

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3302255A1 (de) * 1983-01-24 1984-07-26 Paul Pleiger Maschinenfabrik, 5810 Witten Vorrichtung fuer die anzeige der endstellung eines kolbens in einem zylinder
WO1990008910A1 (en) * 1989-01-27 1990-08-09 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Hydraulic driving running apparatus
US5829335A (en) * 1993-05-11 1998-11-03 Mannesmann Rexroth Gmbh Control for hydraulic drive or actuator
US6705199B2 (en) * 1999-10-27 2004-03-16 Tol-O-Matic, Inc. Precision servo control system for a pneumatic actuator
DE102009017879A1 (de) * 2009-04-17 2010-10-21 Festo Ag & Co. Kg Fluidtechnisches System
CN102256716A (zh) * 2008-12-05 2011-11-23 西门子Vai金属科技有限责任公司 主动抑制液压系统中的压力波动的方法和装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4227440A (en) * 1977-08-26 1980-10-14 Leonard Willie B Fluidic repeater
DE9210096U1 (de) * 1992-07-28 1992-09-24 Arca Regler GmbH, 47918 Tönisvorst Pneumatischer Stellantrieb
DE4417153C1 (de) * 1994-05-17 1995-11-16 Siemens Ag Schaltungsanordnung und Verfahren zum Regeln der Lage eines ventilgesteuerten hydraulischen Stellglieds
US6751954B2 (en) * 2001-11-05 2004-06-22 Keith Bridger Compact hybrid actuator
US7021191B2 (en) * 2003-01-24 2006-04-04 Viking Technologies, L.C. Accurate fluid operated cylinder positioning system
DE102016206822A1 (de) * 2016-04-21 2017-10-26 Festo Ag & Co. Kg Verfahren zur Druckluftversorgung eines Druckluftverbrauchers, Ventileinrichtung und Datenträger mit einem Computerprogramm
US20190078592A1 (en) * 2017-09-12 2019-03-14 Triline Automation Universal actuator valve systems and methods thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3302255A1 (de) * 1983-01-24 1984-07-26 Paul Pleiger Maschinenfabrik, 5810 Witten Vorrichtung fuer die anzeige der endstellung eines kolbens in einem zylinder
WO1990008910A1 (en) * 1989-01-27 1990-08-09 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Hydraulic driving running apparatus
US5829335A (en) * 1993-05-11 1998-11-03 Mannesmann Rexroth Gmbh Control for hydraulic drive or actuator
US6705199B2 (en) * 1999-10-27 2004-03-16 Tol-O-Matic, Inc. Precision servo control system for a pneumatic actuator
CN102256716A (zh) * 2008-12-05 2011-11-23 西门子Vai金属科技有限责任公司 主动抑制液压系统中的压力波动的方法和装置
DE102009017879A1 (de) * 2009-04-17 2010-10-21 Festo Ag & Co. Kg Fluidtechnisches System

Also Published As

Publication number Publication date
US11454261B2 (en) 2022-09-27
US20200309167A1 (en) 2020-10-01
DE102019204497B3 (de) 2020-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2568912C (en) Feedback control methods and apparatus for electro-pneumatic control systems
RU2549516C2 (ru) Способ и устройство для ограничения изменения величины запуска электропневматического регулятора
US6276385B1 (en) Plug and seat positioning system for control applications
US9063540B2 (en) Methods and apparatus to limit a change of a drive value in an electro-pneumatic controller
CN111749936A (zh) 用于调节元件的位置调节的系统和方法
CN103777651A (zh) 用来校准阀安装仪器的设备、方法和制品
US20010035512A1 (en) Environmentally friendly electro-pneumatic positioner
EP3688315B1 (en) Method and apparatus for controlling a double-acting pneumatic actuator
CN111749955A (zh) 系统和方法
CN105987213A (zh) 定位器
US10458444B2 (en) Optimized method for controlling position and crossover pressure in a double acting actuator
RU2347951C1 (ru) Позиционер приводного механизма
Tlisov et al. Adaptive control system for pipeline valve pneumatic actuator
CN101995886A (zh) 用于提高位移/位置测量系统的可用性的方法
CN117537155A (zh) 一种气动调节阀的数字量智能调节装置和方法
CN113530927A (zh) 系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination