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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Arbeitshydraulikfunktion eines Flurförderzeugs, wobei eine Führungsgröße w(t) vorgegeben wird, aus der in einer Steuerungseinheit C(s) eine Stellgröße u(t) berechnet wird, die über eine Steuerstrecke G(s) eine Steuergröße y(t) der Arbeitshydraulikfunktion bestimmt.
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Flurförderzeuge mit elektrisch betätigter Arbeitshydraulik haben zur Steuerung der Arbeitshydraulikfunktion einen Sollwertgeber, beispielsweise einen Joystick. Mit diesem wird beispielsweise die Sollgeschwindigkeit einer Arbeitshydraulikfunktion von einer Bedienperson vorgegeben und gesteuert. Im gesteuerten Verfahren wird aus der Sollwertvorgabe, also der Vorgabe einer Führungsgröße, eine Stellgröße berechnet, die beispielsweise ein Parameter einer Pumpenansteuerung und/oder einer Ventilansteuerung sein kann. Mit der Stellgröße wird schließlich eine Steuergröße als Istwert der Arbeitshydraulik eingestellt. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Istgeschwindigkeit einer Arbeitshydraulikfunktion handeln. Sollwertabweichungen der Steuergröße muss die Bedienperson bei Standard-Flurförderzeugen manuell über eine Änderung der Sollwertvorgabe an dem Sollwertgeber vornehmen.
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Aufgrund des gesteuerten Verfahrens wird bei derartigen Flurförderzeugen die Steuergröße nicht zurückgeführt und die Abweichung nicht kompensiert. Somit müssen Produktionstoleranzen und Umwelteinflüsse bei der Auslegung der Steuerung berücksichtig werden, damit die Steuergröße der Führungsgröße reproduzierbar folgt. Trotz Berücksichtigung dieser Parameter führen Modellabweichungen zu Steuerungsabweichungen und somit zu nicht reproduzierbaren Geschwindigkeiten der Arbeitshydrau liikfunktion.
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Das gesteuerte Verfahren führt dazu, dass baugleiche Fahrzeuge sich im Geschwindigkeitsverhalten der Arbeitshydraulikfunktion unterscheiden.
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Besonders nachteilig ist das gesteuerte Verfahren dann, wenn maximale Geschwindigkeiten normativ vorgegeben sind und diese in allen Betriebszuständen und Produktionstoleranzen sichergestellt sein müssen. Aus diesem Grund werden Flurförderzeuge weniger performant konstruiert als sie normativ in den größten Teilen der Untermenge der gesamten Arbeitspunkte sein könnten.
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In Flurförderzeugen werden immer mehr Assistenzfunktionen als Teilautomatisierungslösungen angeboten, die den Fahrer in seiner Arbeit unterstützen. Besonders nachteilige Auswirkung auf die Performance hat dabei das nicht reproduzierbare Hydraulikverhalten der Steuerung, welches sich in der mangelnden Akzeptanz dieser Assistenzsysteme auswirkt.
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Es sind auch Flurförderzeuge mit automatischer Regelung der Arbeitshydraulik bekannt, bei denen die Differenz zwischen Soll- und Istgeschwindigkeit ermittelt, rückgeführt und ausgeregelt wird.
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Dabei handelt es sich um Flurförderzeuge, welche zur Handhabung von Lasten mit einem Lastaufnahmemittel versehen sind, das in der Regel von einem am Hubgerüst anhebbaren und absenkbaren Hubschlitten und einem daran befestigten Anbaugerät gebildet ist. Das Anbaugerät kann beispielsweise als eine von Gabelzinken bestehende Lastgabel ausgebildet werden, mittels der eine Last, beispielsweise eine Palette unterfahren werden kann.
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Bei Flurförderzeugen, bei denen das Lastaufnahmemittel mittels einer hydraulischen Hubzylindereinrichtung anhebbar und absenkbar ist, bestimmt die Auslenkung der Steuerventileinrichtung im Senkenbetrieb die Senkengeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels. Aus Sicherheitsgründen ist ein Grenzwert für eine maximal zulässige Senkengeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels gesetzlich vorgeschrieben. Um diese maximal zulässige Senkengeschwindigkeit einzuhalten, wird die Steuerventileinrichtung derart ausgelegt, dass bei vollständig in eine Senkenstellung betätigter Steuerventileinrichtung in allen Betriebsbedingungen ein maximaler Druckmittelablaufstrom von der Hubzylindereinrichtung zu einem Behälter abströmt, der die Einhaltung der maximal zulässigen Senkengeschwindigkeit sicherstellt. Hierzu ist in der Regel die Steuerventileinrichtung mit einem Senkbremsventil oder einem Ablaufstromregler versehen.
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Der bei vollständig in die Senkenstellung betätigter Steuereinrichtung von der Hubzylindereinrichtung zu dem Behälter abströmende Druckmittelablaufstrom ist jedoch von bestimmten Einflussgrößen abhängig. Derartige Einflussgrößen sind bauliche Randbedingungen des Hubgerüstes, beispielsweise die Bauart und die Bauhöhe des Hubgerüstes und die Ausführung des Hydrauliksystems zur Versorgung der Hubzylindereinrichtung. Als Bauart des Hubgerüstes soll die Ausführung des Hubgerüstes hinsichtlich der Anzahl der ausfahrbaren Mastschüsse verstanden werden, beispielsweise die Ausführung des Hubgerüstes als Duplex-Mast oder Triplex-Mast. Jede dieser Hubgerüst-Bauarten ist in der Regel in unterschiedlichen Bauhöhen für unterschiedliche Hubhöhen des Lastaufnahmemittels erhältlich. Bei einem mehrstufigen Hubgerüst mit mehreren unterschiedlichen Hubzylindern ist der Druckmittelablaufstrom weiterhin von dem Querschnitt des entsprechenden Hubzylinders als bauliche Randbedingung abhängig. Eine weitere bauliche Randbedingung für den Druckmittelablaufstrom bildet die Eigenmasse des Hubgerüstes. Weitere Einflussgrößen für den Druckmittelablaufstrom im Senkenbetrieb werden von im Betrieb des Flurförderzeugs auftretenden Betriebsbedingungen gebildet, insbesondere von der Viskosität und somit der Temperatur des Druckmittels sowie einer aufgenommenen Last.
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Üblicherweise ist das Senkbremsventil bzw. der Ablaufstromregler der Steuerventileinrichtung derart ausgelegt, dass mit einer Ausführungsform des Senkbremsventils bzw. des Ablaufstromreglers mehrere Varianten und Bauarten von Hubgerüsten abgedeckt werden können, um die Varianz der Steuerventileinrichtung gering zu halten. Hierdurch richtet sich die Auslegung des Senkbremsventils bzw. des Ablaufstromreglers nach dem Hubgerüst mit der höchsten Senkengeschwindigkeit. Bei Einsatz dieses Senkbremsventils bzw. dieses Ablaufstromreglers in einem abweichenden Hubgerüst wird eine verringerte maximale Senkengeschwindigkeit erzielt.
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Bei ungünstig zusammenfallenden Einflussgrößen, beispielsweise niedriger Temperatur und entsprechend zähflüssigem Druckmittel und/oder einem Senkenbetrieb ohne aufgenommene Last, kann sich während eines Senkenvorgangs bei vollständig in die Senkenstellung betätigter Steuerventileinrichtung eine maximale Senkengeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels einstellen, die deutlich unter dem Grenzwert für die maximal zulässige Senkengeschwindigkeit liegt. Eine deutlich unter dem Grenzwert für eine maximal zulässige Senkengeschwindigkeit liegende maximale Senkengeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels führt jedoch beim Einsatz des Flurförderzeuges zu Verzögerungen beim Umschlag von Gütern. Hierdurch ist eine entsprechend verringerte Umschlagleistung des Flurförderzeugs erzielbar, die zu erhöhten Kosten je umgeschlagener Gütermenge führt.
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Gemäß der
DE 10 2012 101 949 A1 ist eine Sensoreinrichtung vorgesehen, mittels der in einem Senkenbetrieb des Lastaufnahmemittels die Senkengeschwindigkeit des Lastaufnahmemittels in der elektronischen Steuereinrichtung bestimmt werden kann. Diese ermittelte Senkengeschwindigkeit stellt die Regelgröße dar, nach der im Senkenbetrieb der von der Hubzylindereinrichtung zu dem Behälter abströmende Druckmittellablaufstrom von der elektronischen Steuereinrichtung mit der elektrisch betätigbaren Ventileinrichtung geregelt wird. Hierdurch wird ermöglicht, dass unabhängig von baulichen Randbedingungen des Hubgerüstes und Betriebsbedingungen im Senkenbetrieb des Lastaufnahmemittels die maximal zulässige Senkengeschwindigkeit erzielt wird.
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Die bekannten Lösungen zur automatischen Regelung der Arbeitshydraulikfunktion beinhalten lineare Reglerkonzepte für eine nicht lineare Strecke. Nichtlineare Effekte, die sich aufgrund von Slip-Stickeffekten, Mastübergängen, beispielsweise der Übergang zwischen einem Freihub mit einem Freihubzylinder und einem Masthub mit einem Masthubzylinder und/oder der Übergang zwischen zwei Hubstufen mit unterschiedlichen Hubzylindern, Hysteresezuständen oder Öffnungspunkten der Hydraulikventile ergeben, werden dabei nicht berücksichtigt.
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Diese regelnden Lösungen beziehen sich auf einen konkreten Arbeitspunkt, wobei der Regler sehr dynamisch die Geschwindigkeitsdifferenz ausgleicht. Besonders nachteilig ist, dass der Reglerarbeitspunkt aufgrund der nichtlinearen Reglerstrecke sehr dynamische Arbeitspunktänderungen erfährt. Dies macht eine robuste Reglerauslegung besonders schwierig, welche dynamisch den Arbeitspunkt erreichen soll.
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Von großem Nachteil ist auch, dass Geschwindigkeitssensoren, mit denen die Istgeschwindigkeit der Arbeitshydraulikfunktion gemessen wird, ein kleines Signal/Rausch-Verhältnis aufweisen. Dies kann zwar mit Filtern verbessert werden, wobei allerdings eine zeitliche Filterung der Anforderung nach dynamischem Erreichen des Arbeitspunkts widerspricht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass die geschilderten Nachteile der bisherigen Verfahren vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Steuerungseinheit C(s) Grundkennlinien für verschiedene Betriebspunkte der Arbeitshydraulikfunktion hinterlegt sind, die einen rechnerischen Modell-Zusammenhang zwischen der Stellgröße u(t) und der Steuergröße y(t) herstellen, wobei eine Vorsteuerung der Steuergröße y(t) mittels der Grundkennlinien durchgeführt wird, und ein möglicher Modellfehler der Grundkennlinien durch eine Zustandsregelung ausgeglichen wird, bei der der Modellfehler mittels eines Zustandsbeobachters O(s) erfasst und in einem Zustandsregelkreis zu einem Modellfehlerregler K(s) zurückgeführt wird, in dem eine um den Modellfehler korrigierte Stellgröße u'(t) erzeugt wird.
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Bei der Erfindung handelt es sich also nicht um ein rein regelndes Verfahren, bei dem die Differenz zwischen dem Sollwert, also der Führungsgröße w(t), und dem Istwert, also der Steuergröße y(t) (, die bei regelnden Verfahren Regelgröße genannt wird,) ermittelt, rückgeführt und ausgeregelt wird. Stattdessen erfolgt zunächst eine Vorsteuerung der Steuergröße y(t) mittels fest in der Steuerungseinheit C(s) gespeicherter Grundkennlinien für verschiedene Betriebspunkte der Arbeitshydraulikfunktion. Ein Ausgleich eines möglichen Modellfehlers der Grundkennlinien erfolgt durch eine zusätzliche, nachgeschaltete Zustandsregelung. Die Zustandsregelung umfasst einen Zustandsbeobachter O(s) und einen Modellfehlerregler K(s). Mittels dieser Zustandsregelung wird eine um den Modellfehler korrigierte Stellgröße u'(t) erzeugt, die anschließend zur exakten Steuerung der Arbeitshydraulikfunktion verwendet werden kann. Auf diese Weise können Parameter, wie Produktionstoleranzen oder Umwelteinflüsse, beispielsweise Öltemperatur, welche eine Steuerungsabweichung in der Arbeitshydraulik hervorrufen, effektiv ausgesteuert werden.
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Die Grundkennlinien sind in der Steuerungseinheit hinterlegt und können geladen werden. Die Grundkennlinien können variant bei steigendem Sollwert (Führungsgröße) gegenüber fallendem Sollwert (Führungsgröße) sein, um ein Hystereseverhalten abzubilden. Alternativ können die Grundkennlinien über eine Modellbildung wie beispielsweise der Hysteresebreite moduliert sein.
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Dabei wird zweckmäßigerweise die Steuergröße y(t) gemessen und dem Zustandsbeobachter O(s) zugeführt.
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Bevorzugt wird der Modellfehlerregler K(s) mit Daten aus der Steuerungseinheit C(s) und mit Daten aus dem Zustandsbeobachter O(s) versorgt. Der Modellfehler der Grundkennlinien wird somit mit dem Zustandsbeobachter O(s) erfasst und zum Modellfehlerregler K(s) zurückgeführt.
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Mit besonderem Vorteil wird als Arbeitshydraulikfunktion ein Senken und/oder Heben einer Lastaufnahmeeinrichtung des Flurförderzeugs verwendet. Somit kann die Erfindung beispielsweise bei Flurförderzeugen zum Heben und/oder Senken des Hubschlittens an einem Hubmast eingesetzt werden, wobei die Senken- und/oder Heben-Geschwindigkeit gesteuert wird.
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Dabei kann als Führungsgröße w(t) eine Sollgeschwindigkeit der Arbeitshydraulikfunktion verwendet werden.
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Als Stellgröße u(t) wird vorteilhafterweise mindestens ein Parameter einer Pumpenansteuerung verwendet, beispielsweise die Drehzahl der Pumpe.
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Alternativ oder zusätzlich kann als Stellgröße u(t) auch mindestens ein Parameter einer Ventilansteuerung verwendet werden, beispielsweise elektrische Ansteuerströme elektrisch betätigter Hydraulikventile, die die Arbeitsfunktionen steuern.
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Die Grundkennlinien sind für verschiedene Betriebspunkte der Arbeitshydraulikfunktion in der Steuerungseinheit C(s) hinterlegt.
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Dabei kann als Betriebspunkt der Arbeitshydraulikfunktion insbesondere eine Hubhöhe eines Lastaufnahmemittels des Flurförderzeugs verwendet werden. Für unterschiedliche Hubhöhen können somit unterschiedliche Grundkennlinien vorgesehen sein.
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Es kann auch ein Lastgewicht eines Lastaufnahmemittels des Flurförderzeugs als Betriebspunkt der Arbeitshydraulikfunktion verwendet werden. Für unterschiedliche Lastgewichte einer auf dem Lastaufnahmemittel befindlichen Last können somit unterschiedliche Grundkennlinien vorgesehen sein.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, als Betriebspunkt der Arbeitshydraulikfunktion eine Maststufe eines Hubmastes des Flurförderzeugs zu verwenden. Für unterschiedliche Maststufen eines Hubmastes, beispielsweise Freihub und Masthub, können somit unterschiedliche Grundkennlinien vorgesehen sein.
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Als Steuergröße y(t) wird vorzugsweise eine Istgeschwindigkeit der Arbeitshydraulikfunktion verwendet.
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Dabei wird die Istgeschwindigkeit der Arbeitshydraulikfunktion zweckmäßigerweise mittels kontinuierlicher Distanzmessung einer Position der Arbeitshydraulik ermittelt. Somit ist es möglich, unter Einbeziehung des Faktors Zeit zu jedem Zeitpunkt die exakte Geschwindigkeit der Arbeitshydraulikfunktion zu bestimmen.
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Alternativ kann die Istgeschwindigkeit der Arbeitshydraulikfunktion mittels Messung eines hydraulischen Flusses der Arbeitshydraulik ermittelt werden. Hierfür kann beispielsweise über die Drehzahl und das Fördervolumen einer Hydraulikpumpe die Fördermenge einer Hydraulikflüssigkeit pro Zeit bestimmt werden. Es kann auch direkt ein Strömungsmesser (Flow-Sensor) benutzt werden. Mit der Information über die Hubstufe und die wirksame Zylinderfläche des Hubzylinders kann beispielsweise die Hubgeschwindigkeit bestimmt werden.
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Die Erfindung bietet eine ganze Reihe von Vorteilen:
- Der erfindungsgemäße nichtlineare Steuerungsansatz mit Vorsteuerung der Steuergröße y(t) mittels fest abgespeicherter Grundkennlinien und Modellfehlerkorrektur mittels Zustandsregelung wirkt sich besonders positiv bei der zeitlichen Entkopplung von Systemzeitkonstanten aus. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft bei sprunghaften Arbeitspunktänderungen aus, die sich aufgrund der Entkopplung nicht rückkoppeln lassen. Derartige sprunghafte Arbeitspunktänderungen können beispielsweise durch Lastwechsel oder Übergang zwischen Hubstufen hervorgerufen werden. Ein Vorteil gegenüber regelnden Systemen ist zusätzlich, dass die Arbeitshydraulikfunktion definiert ausgesteuert werden kann. Darüber hinaus bietet die zeitliche Entkopplung die entscheidende Möglichkeit, Nichtlinearitäten wie z.B. Slip-Stick-Effekte, Mastübergänge, Hysterese-Verhalten und Öffnungspunkte der Hydraulikventile zu berücksichtigen. Daraus ergibt sich, dass Parameter, welche eine Regelabweichung in der Arbeitshydraulik hervorrufen, effektiv ausgesteuert werden können. Hierzu gehören insbesondere Produktionstoleranzen und Umwelteinflüsse, beispielsweise Öltemperatur. Aufwendige Modellrechnungen zur Steuerung der Arbeitshydraulikfunktion, welche Produktionstoleranzen und Umwelteinflüsse, beispielsweise Öltemperatur, zu jedem Arbeitspunkt der Arbeitshydraulikfunktion berücksichtigen, sind nicht mehr erforderlich. Die konstruktive Auslegung der Arbeitshydraulik kann so gestaltet werden, dass die normativen Vorgaben in allen Arbeitspunkten maximal ausgenutzt werden und somit eine bestmögliche Fahrzeugperformance erreicht wird. Zusätzlich kann mit dem erfindungsgemäßen Ansatz die Varianz der Ventilblöcke der Arbeitshydraulikfunktionen reduziert werden.
- Die Varianz der Ventilblöcke der Arbeitshydraulikfunktionen ist bei steuernden bzw. regelnden Verfahren des Standes der Technik notwendig, um die maximal mögliche Performance des Flurförderzeugs bei unterschiedlichen Baureihen von Flurförderzeugen sicherzustellen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen
- 1 eine perspektivische Darstellung des Flurförderzeugs, und
- 2 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Steuerung.
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Das Flurförderzeug F gemäß der 1 ist beispielsweise als Frontsitz-Gegengewichts-Gabelstapler ausgeführt. Eine an der Fahrzeug-Vorderseite des Flurförderzeugs F angeordnete Lasthandhabungsvorrichtung 1 wird von einem ausfahrbaren Hubmast 1a mit zwei parallelen Mastprofilen 1d und einem an den Mastprofilen 1d höhenbeweglichen Lastschlitten 1b mit daran angeordneter Lastaufnahmeeinrichtung 1c, beispielsweise Gabelzinken 1c, gebildet. Mit Hilfe der Lastaufnahmeeinrichtung 1c können Ladegüter verschiedenster Art angehoben und transportiert werden.
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Der Hubmast 1a ist um eine im unteren Bereich quer angeordnete Horizontalachse neigbar. Selbstverständlich ist es auch möglich, einen starren, also nicht neigbaren Hubmast 1a vorzusehen und stattdessen den Lastschlitten 1b nicht nur höhenbeweglich, sondern auch neigbar auszuführen, wie dies zum Beispiel bei sogenannten Lagertechnik-Geräten, beispielsweise Schubmaststaplern, häufig der Fall ist. An dem Lastschlitten 1b können - je nach Einsatzfall - auch andere Lastaufnahmeeinrichtungen befestigt werden. Es versteht sich, dass grundsätzlich auch zusätzliche Bewegungen der Lasthandhabungsvorrichtung 1 möglich sind, sofern die dazu erforderlichen Einrichtungen, beispielsweise ein Seitenschieber, zur Verfügung stehen.
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Der Hubmast 1a ist mittels hydraulischer Neigezylinder 1e neigbar. Das Ausfahren des Hubmastes 1a und das Anheben des Lastschlittens 1b erfolgt mittels hydraulischer Hubzylinder, ggf. zusätzlich mit einer oder mehreren Lastketten. Zum Absenken des Lastschlittens 1b bzw. Einfahren des Hubmastes 1a wirken das Eigengewicht des Lastschlittens 1b und der nach oben ausgefahren Komponenten des Hubmastes 1a sowie ggf. das Gewicht des Ladeguts. Die genannten hydraulischen Verbraucher werden von einer hydraulischen Pumpe gespeist. Zusammen mit den erforderlichen hydraulischen Ventilen und einem die Pumpe antreibenden Motor umfasst dieses System also mehrere Arbeitsantriebe für die Hub-, Senk- und Neigebewegung der Lasthandhabungsvorrichtung 1.
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Das Flurförderzeug F gemäß Ausführungsbeispiel weist ferner einen Fahrantrieb auf, bei dem eine Vorderachse 2 als Antriebsachse ausgebildet ist, und einen Lenkantrieb, mit dessen Hilfe eine heckseitig angeordnete Lenkachse 3 betätigt wird.
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Die Hub-, Senk- und Neigebewegung der Lasthandhabungsvorrichtung 1 bilden die Arbeitshydraulikfunktionen des Flurförderzeugs F. Mittels Bedienungshebeln 4, beispielsweise Joysticks, kann eine Bedienperson die Arbeitshydraulikfunktionen betätigen, die von der Steuerungseinheit C(s) gesteuert werden.
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Einzelheiten zur erfindungsgemäßen Steuerung der Arbeitshydraulikfunktionen sind in dem Blockdiagramm der 2 dargestellt. Durch Betätigung der Bedienungshebel 4 aus der 1 kann die Bedienperson eine Führungsgröße w(t), beispielsweise eine bestimmte Senkengeschwindigkeit oder Hebengeschwindigkeit des Lastschlittens 1b als Sollgeschwindigkeit, vorgeben. In der Steuerungseinheit C(s) wird daraus eine Stellgröße u(t) berechnet, die im vorliegenden Beispiel ein elektrischer Ansteuerstrom eines die Arbeitshydraulikfunktion steuernden elektrisch betätigten Hydraulikventils und/oder eine Pumpendrehzahl der hydraulischen Pumpe entspricht. Die Stellgröße u(t) bestimmt über die Steuerstrecke G(s), die im vorliegenden Beispiel den bzw. die Hubzylinder, die hydraulische Pumpe und das hydraulische Ventil umfasst, die Steuergröße y(t). Die Steuergröße y(t) stellt die Istgeschwindigkeit der Senkenbewegung bzw. Hebenbewegung des Lastschlittens 1b dar.
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In der Steuerungseinheit C(s) sind erfindungsgemäß Grundkennlinien für verschiedene Betriebspunkte der Arbeitshydraulikfunktion hinterlegt, die einen rechnerischen Modell-Zusammenhang zwischen der Stellgröße u(t) und der Steuergröße y(t) herstellen. Von der Steuerungseinheit C(s) wird mittels der Grundkennlinien aus der vorgegebenen Führungsgröße w(t) eine entsprechende Stellgröße u(t) berechnet. Im vorliegenden Beispiel sind verschiedene Grundkennlinien für unterschiedliche Lastgewichte einer auf der Lastaufnahmeeinrichtung 1c befindlichen Last und/oder für unterschiedliche Hubstufen des Hubmastes 1a, beispielsweise Freihub und Masthub, in der Steuerungseinheit C(s) hinterlegt. Die verschiedenen Grundkennlinien werden anhand des aktuell vorliegenden Betriebspunktes der Arbeitshydraulikfunktion ausgewählt, um aus der Führungsgröße w(t) für den aktuell vorliegenden Betriebspunkt mit der zu diesem Betriebspunkt gehörenden Grundkennlinie eine entsprechende Stellgröße u(t) zu berechnen.
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Die in der Steuerungseinheit C(s) hinterlegten Grundkennlinien können variant bei steigendem Sollwert (Führungsgröße w(t)) gegenüber fallendem Sollwert (Führungsgröße w(t)) sein, um ein Hystereseverhalten abzubilden. Alternativ können die Grundkennlinien über eine Modellbildung wie beispielsweise der Hysteresebreite moduliert sein.
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Die Steuergröße y(t), also die Istgeschwindigkeit der Senkenbewegung bzw. Hebenbewegung des Lastschlittens 1b, wird beispielsweise mittels kontinuierlicher Distanzmessung der Position des Lastschlittens 1b durch einen nicht näher dargestellten Hubhöhensensor ermittelt.
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Die ermittelte Steuergröße y(t) wird einem Zustandsbeobachter O(s) zugeführt. Im Zustandsbeobachter O(s) wird ein möglicher Modellfehler der Grundkennlinien erfasst und einem Modellfehlerregler K(s) rückgeführt. Im Modellfehlerregler K(s) wird die um den Modellfehler korrigierte Stellgröße u'(t) erzeugt, die anschließend zur exakten Steuerung der Senkenbewegung oder Hebenbewegung des Hubschlittens 1b verwendet werden kann. Auf diese Weise können Parameter, wie Produktionstoleranzen oder Umwelteinflüsse, beispielsweise Öltemperatur, welche eine Steuerungsabweichung in der Arbeitshydraulik hervorrufen, effektiv ausgesteuert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012101949 A1 [0008, 0014]
- EP 2123594 A1 [0008]
