DE60215672T2 - Verfahren zur steuerung - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Steuerverfahren zum Steuern der Operation eines Stellsystems, das erste und zweite Stellglied-Anordnungen umfasst, die zum Antrieb eines gemeinsamen Elements oder Gegenstands angeordnet sind.
  • Bekannte hydraulische Stellsysteme können zwei Servo-Stellglied-Anordnungen enthalten, von denen jedes zum Antrieb von gegenüberliegenden Enden oder verschiedenen Regionen eines gemeinsamen Elements angeordnet ist. Jede Servo-Stellglied-Anordnung enthält ein lineares Stellglied, das erste und zweite Gegenendkammern aufweist. Der Druck der Flüssigkeit in den ersten und zweiten Kammern und damit die Position des Stellglieds wird durch ein elektrohydraulisches Servoventil gesteuert. Dem Servoventil wird ein elektrischer Strom zugeführt, der eine Wicklung des Servoventils zur Steuerung der Position eines Steuerschiebers und damit des Flüssigkeitsflusses zu den ersten und zweiten Kammern des Stellglieds energetisiert.
  • In einigen Anwendungen wurde erkannt, dass die Verwendung von elektrischen Stellgliedsystemen, im Gegensatz zu hydraulischen Systemen, das Potenzial für erhöhte Zuverlässigkeit und Effizienz und reduziertes Gewicht und reduzierten Fertigungskosten bietet. Ein Typ eines Stellsystems, das direkte elektrische Energie zur Betätigung verwendet, wird im Allgemeinen als ein elektrohydrostatisches oder elektrohydraulisches Stellglied (EHA) bezeichnet. Ein anderer Typ ist ein elektromechanisches Stellglied (EMA). Sowohl EHA- als auch EMA-Systeme verwenden eine Servomotor-Anordnung zur Steuerung der Motoroperation, um ein lineares Stellglied zu positionieren. Beide Systeme beruhen auf Änderungen der Motordrehzahl und -richtung, um von dem elektrischen Motor erzeugte Rotationsenergie in lineare Stellgliedenergie umzuwandeln. In einem EHA-System erfolgt die Energietransformation durch ein hydraulisches Medium, das von einer Konstantpumpe beschickt wird, während die Transformation in einem EMA-System durch mechanische Mittel erfolgt.
  • Ein anderer Typ eines elektrischen Stellsystems ist ein integriertes Stellpaket (IAP) wie das in WO-A-0016464 beschriebene, in dem die Steuerung der Verdrängung einer hydraulischen Pumpe (d. h. die Steuerung der hydraulischen Flussrate und der Flussrichtung) zur Positionierung eines linearen Stellglieds verwendet wird. IAP-Systeme enthalten gewöhnlich einen unidirektionalen Elektromotor mit fester Drehzahl, der von einer elektrischen Quelle angetrieben wird, eine hydraulische Servopumpe und ein lineares hydraulisches Stellglied. Ein Steuersystem ist angeordnet zum Kontaktieren der Position des Stellglieds, indem die Verdrängung der Servopumpe geändert wird, um die Ausgangsflussrate und Flussrichtung der hydraulischen Pumpe als Reaktion auf Stellglied-Befehlssignale und Positionsfehlersignale zu variieren.
  • Als ein Zwischenschritt hin zur Verwendung von nur elektrischen Stellsystemen wurde für einige Anwendungen vorgeschlagen, einen Gegenstand mittels einer Dual-Servo/Elektro-Stellgliedanordnung anzutreiben, wobei das Servo-Stellglied zum Antrieb eines ersten Teils des Gegenstands angeordnet ist und das elektrische Stellglied zum Antrieb eines anderen Teils des Gegenstands, das entfernt von dem ersten Teil befindlich ist, angeordnet ist. Aufgrund der verschiedenen Operationseigenschaften des elektrischen Stellglieds und des Servo-Stellglieds können jedoch unerwünschte Unterschiede in den Lasten, die von den einzelnen Stellgliedern angewandt werden, und der relativen zeitlichen Steuerung der angewandten Lasten vorkommen. Dies kann in übermäßiger Energieverschwendung und unerwünschten Beanspruchungen, die auf den angetriebenen Gegenstand ausgeübt werden, resultieren.
  • US 5,074,495 offenbart ein Stellsystem, das sowohl Servo-Stellglieder als auch elektrische Stellglieder einsetzt. Die beschriebenen Steuerverfahren sprechen jedoch nicht das Problem des Lastausgleichs an, wenn die verschiedenen Typen von Stellgliedern verschiedene Lastratenvermögen aufweisen.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerverfahren zum Steuern der Operation eines Stellsystems bereitzustellen, das das oben genannte Problem beseitigt oder abschwächt.
  • Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuerverfahren zum Steuern der Operation eines Hybrid-Stellsystems bereitgestellt, umfassend erste und zweite Stellglied-Anordnungen, die angeordnet sind zur Anwendung erster bzw. zweiter Ausgangslasten auf ein gemeinsames Element, das Verfahren die folgenden Schritte umfassend:
    Zuführung erster und zweiter Anforderungssignale zu den ersten bzw. zweiten Stellglied-Anordnungen, um Bewegung des gemeinsamen Elements in eine angeforderte Position zu bewirken,
    Überwachung der ersten und zweiten Ausgangslasten, die von den ersten und zweiten Stellglied-Anordnungen angewandt werden, und Erzeugung eines Ausgangssignals, das die Differenz zwischen den ersten und zweiten Ausgangslasten anzeigt, und
    Korrektur der ersten und zweiten Anforderungssignale als Reaktion auf das Ausgangssignal, um eine etwaige Differenz zwischen den ersten und zweiten Ausgangslasten auszugleichen, um dadurch zu gewährleisten, dass die ersten und zweiten Ausgangslasten, die auf das gemeinsame Element angewandt werden, im Wesentlichen identisch und synchronisiert sind.
  • Die Erfindung hat insbesondere Anwendung in Hybrid-Stellsystemen, die eine erste elektrische Stellglied-Anordnung und eine zweite Servostellglied-Anordnung umfassen. Es wurde vorgeschlagen, derartige Systeme in Flugzeugen zum Antrieb einer Flugsteuerungsoberfläche des Flugzeugflügels zu verwenden. Ein besonderer Vorteil wird in größeren, kommerziellen Flugzeugen für zivile Passagiere erhalten, für die Gewichtsüberlegungen besonders wichtig sind. Da jedoch die Operationseigenschaften von elektrischen und Servo-Stellgliedern verschieden sind, kann ein Befehlssignal zur Initiierung der Bewegung der Flugsteuerungsoberfläche in eine angeforderte Position darin resultieren, dass verschiedene Ausgangslasten durch die ersten und zweiten Stellglieder auf die Oberfläche angewandt werden. Selbst wenn die ersten und zweiten Stellglieder in dieselbe angeforderte Position bewegt werden, enthält die Anwendung von verschiedenen Ausgangslasten auf das gemeinsame Element unerwünschte Beanspruchungen innerhalb des gemeinsamen Elements und resultiert in Systemineffizienz.
  • Die vorliegende Erfindung bietet den Vorteil, dass, durch Korrektur der ersten und zweiten Anforderungssignale, die den elektrischen und Servo-Stellgliedern zugeführt werden, um die Unterschiede in ihren Operationseigenschaften auszugleichen, die ersten und zweiten Ausgangslasten, die auf die gemeinsame Flugsteuerungsoberfläche angewandt werden, im Wesentlichen in Übereinstimmung gebracht und synchronisiert werden können, um diese Probleme zu vermeiden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt der Erzeugung eines Lastdifferenzsignals, das den Unterschied zwischen den ersten und zweiten Ausgangslasten repräsentiert, und der Anpassung der ersten und zweiten Anforderungssignale als Reaktion auf das Lastdifferenzsignal.
  • Wenn die erste Stellglied-Anordnung beispielsweise die Form eines elektrohydraulischen Stellglieds annimmt, kann das Verfahren den Schritt der Erzeugung eines Differenzialflüssigkeitsdruck-Differenzsignals, dass den Unterschied zwischen den ersten und zweiten Ausgangslasten repräsentiert, und der Anpassung der ersten und zweiten Anforderungssignale als Reaktion auf das Differenzialflüssigkeitsdruck-Differenzsignals umfassen.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:
    Bereitstellung erster und zweiter Stellglied-Anordnungen, jede umfassend jeweilige erste und zweite Steuerkammern und ein jeweiliges Kolbenglied, das an das gemeinsame Element gekoppelt ist und Flüssigkeitsdruck in den jeweiligen ersten und zweiten Steuerkammern ausgesetzt wird,
    Steuerung des Flüssigkeitsdrucks in den jeweiligen ersten und zweiten Steuerkammern der ersten und zweiten Stellglied-Anordnungen, um dadurch die Position des jeweiligen Kolbenglieds zu steuern,
    Berechnung einer ersten Differenz im Flüssigkeitsdruck zwischen den ersten und zweiten Steuerkammern der ersten Stellglied-Anordnung und einer zweiten Differenz im Flüssigkeitsdruck zwischen den ersten und zweiten Steuerkammmern der zweiten Stellglied-Anordnung,
    Berechnung der Differenz zwischen den ersten und zweiten Differenzen zur Erzeugung des korrespondierenden Differenzialflüssigkeitsdruck-Differenzsignals, und
    Anwendung einer Korrektur an mindestens einem der ersten und zweiten Anforderungssignale, die den ersten bzw. zweiten Stellglied-Anordnungen zugeführt werden, als Reaktion auf das Differenzialflüssigkeitsdruck-Differenzsignal.
  • Vorzugsweise wird der Schritt der Korrektur der ersten und zweiten Anforderungssignale als Reaktion auf das Differenzialflüssigkeitsdruck-Differenzsignal, um eine Differenz zwischen den ersten und zweiten Ausgangslasten auszugleichen, mittels einer proportionalen, integralen und differentialen (PID) Rückkopplung und eines Steueralgorithmus erhalten.
  • Das Verfahren enthält vorzugsweise den Schritt der Steuerung der Position der ersten und zweiten Stellglied-Anordnungen unter Verwendung eines Positionssteueralgorithmus, der die folgenden Schritte enthält:
    Erzeugung eines Positionsbefehlssignals zum Bewirken einer Bewegung des gemeinsamen Elements zu der angeforderten Position,
    Berechnung der Differenz zwischen dem Positionsbefehlssignal und einer durchschnittlichen aktuellen Position der ersten und zweiten Stellglied-Anordnungen, und
    Verwendung der Differenz zur Ableitung der ersten und zweiten Anforderungssignale, die erforderlich sind, um Bewegung der ersten und zweiten Stellglied-Anordnungen und damit des gemeinsamen Elements in die angeforderte Position zu bewirken.
  • Gewöhnlich weisen elektrische und Servo-Stellglieder Todzonen unterschiedlicher Dauer auf (d. h. die Periode folgend auf den Empfang eines Anforderungssignals, in der keine Reaktion des Stellglieds erfolgt). Die Todzone entsteht insbesondere aufgrund der Zeit, die erforderlich ist, um einen Flüssigkeitsdruck in den Steuerkammern der Stellglieder aufzubauen, die ausreicht, um eine Bewegung der Stellglieder zu bewirken. Die Todzone wird außerdem in einem geringeren Ausmaß durch die Reaktionszeit des Servoventils in jedem Stellglied beeinflusst.
  • Das Verfahren kann auch den weiteren Schritt der Anpassung der relativen Zeitsteuerung der ersten und zweiten Anforderungssignale zum Ausgleichen von Differenzen in den Todzonen der ersten und zweiten Stellglied-Anordnungen umfassen. Durch Anpassung der relativen Zeitsteuerung der ersten und zweiten Anforderungssignale können die in Übereinstimmung gebrachten ersten und zweiten Ausgangslasten, die auf das gemeinsame Element angewandt werden, im Wesentlichen synchronisiert werden.
  • Die ersten und zweiten Anforderungssignale weisen assoziierte erste bzw. zweite Verstärkungsfaktoren auf. Vorzugsweise umfasst das Verfahren auch den Schritt der Anpassung der ersten und zweiten Verstärkungsfaktoren in der Region der Todzone für das jeweilige Stellglied.
  • Wenn alternativ die erste Stellglied-Anordnung die Form eines EMAs annimmt, kann das elektrische Stellglied damit assoziiert ein alternatives Lasterfassungsmittel zum Messen der Last, die von dem elektrischen Stellglied ausgeübt wird, haben. Wenn das elektrische Stellglied im Gegensatz zu einer hydraulischen Kopplung mechanisch an das gemeinsame Element gekoppelt ist, wird das Lasterfassungsmittel vorgesehen, um die Ausgangslast zu messen, die von dem elektrischen Stellglied auf das gemeinsame Element ausgeübt wird. In dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein Lastdifferenzsignal zwischen der ersten Ausgangslast, die von dem elektrischen Stellglied ausgeübt wird, wie sie von dem Lasterfassungsmittel bereitgestellt wird, und der zweiten Ausgangslast, die von dem Servo-Stellglied ausgeübt wird, wie durch die Differenz im Flüssigkeitsdruck zwischen den ersten und zweiten Steuerkammern des Servo-Stellglieds repräsentiert, berechnet.
  • Nach einen zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Hybrid-Stellsystem:
    erste und zweite Stellglied-Anordnungen zur Ausübung erster bzw. zweiter Ausgangslasten auf ein gemeinsames Element, und
    Verarbeitungsmittel zur Zuführung erster und zweiter Anforderungssignale an die ersten bzw. zweiten Stellglied-Anordnungen, um Bewegung des gemeinsamen Elements in eine angeforderte Position zu bewirken, zur Überwachung der ersten und zweiten Ausgangslasten, die von den ersten und zweiten Stellglied-Anordnungen ausgeübt werden, und zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das die Differenz zwischen den ersten und zweiten Ausgangslasten anzeigt, und zur Korrektur der ersten und zweiten Anforderungssignale als Reaktion auf das Ausgangssignal, um etwaige Differenzen zwischen den ersten und zweiten Ausgangslasten auszugleichen,
    um dadurch zu gewährleisten, dass die ersten und zweiten Ausgangslasten, die auf das gemeinsame Element ausgeübt werden, im Wesentlichen identisch und synchronisiert sind.
  • Die erste Stellglied-Anordnung kann ein elektrohydraulisches Stellglied (EHA) oder ein elektromechanisches Stellglied (EMA) sein, und die zweite Stellglied-Anordnung ist vorzugsweise ein Servo-Stellglied.
  • Es ist zu erkennen, dass, obwohl die Erfindung insbesondere die Probleme anspricht, die angetroffen werden, wenn Dual-Elektro/Servo-Stellsysteme zum Antrieb einer gemeinsamen Flugsteuerungsoberfläche eines Flugzeugs eingesetzt werden, die Erfindung gleichermaßen anwendbar ist auf Dual-Stellsysteme, für die nominal identische Stellglieder verwendet werden, aber für die geringfügige Differenzen in den Stellglied-Leistungseigenschaften bestehen, beispielsweise aufgrund von Fertigungsvariationen oder Verschleiß während der Nutzungsdauer.
  • Die Erfindung wird jetzt beschrieben nur als Beispiel unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren, von denen:
  • 1 ein schematisches Diagramm eines Hybrid-Stellsystems zeigt, das ein elektrisches Stellglied und ein Servo-Stellglied umfasst,
  • 2 ein schematisches Diagramm eines elektrischen Stellglieds in der Form eines integrierten Stellpakets (IAP) zeigt, das in dem System in 1 verwendet werden kann,
  • 3 ein schematisches Diagramm eines Servo-Stellglieds zeigt, das in dem System in 1 verwendet werden kann,
  • 4 ein typisches Ansprechen auf einen Schritt-Eingabebefehl für ein Servo-Stellglied, wie in 3 dargestellt, zeigt,
  • 5 eine Kurve zum Vergleichen der Lastrateneigenschaften eines Servo-Stellglieds und eines Typs eines elektrischen Stellglieds zeigt, und
  • 6 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Schritte eines Steuerverfahrens nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Bezug nehmend auf 1, wird dort ein Hybrid-Stellsystem gezeigt, das erste bzw. zweite Stellglied-Anordnungen 10, 12 zur Steuerung der Position einer gemeinsamen Flugsteuerungsoberfläche 14 eines Flugzeugflügels umfasst. Die erste Stellglied-Anordnung 10 nimmt die Form eines elektrischen Stellglieds wie ein elektrohydraulischen Stellglied (EHA) an, in dem von einem elektrischen Motor produzierte Rotationsenergie über hydraulische oder mechanische Mittel in eine lineare Stellglied-Ausgangslast transformiert wird. Die zweite Stellglied-Anordnung 12 nimmt die Form eines Servo-Stellglieds an, in dem ein linearer Stellgliedausgang direkt mittels eines elektrohydraulischen Servoventils angetrieben wird, das zur Steuerung des Flusses von Flüssigkeit zu Steuerkammern des linearen Stellglieds angeordnet ist.
  • Das elektrische Stellglied 10 ist angeordnet zur Anwendung einer Ausgangslast auf eine erste Region der Steueroberfläche 14, wobei das Servo-Stellglied 12 zur Anwendung einer Ausgangslast auf eine zweite Region am gegenüberliegenden Ende der Steueroberfläche 14 angeordnet ist. Die Stellglied-Ausgangslasten, die von jedem der Stellglieder 10, 12 auf die Steueroberfläche 14 angewandt werden, werden gesteuert mittels einer elektronischen Steuereinheit 16, die angeordnet ist zum Empfangen eines Positionsbefehlssignals 18 und von Rückkopplungssignalen 20, 22, die verschiedene Operationsparameter der elektrischen bzw. Servo-Stellglieder 10, 12 einschließlich eines Stellglied-Positionssensors und eines Differenzdrucksignals zwischen den elektrischen und Servo-Stellgliedern 10, 12 repräsentieren, wie es im Folgenden ausführlich beschrieben wird.
  • Das elektrische Stellglied 10 kann alternativ die Form eines EMAs annehmen, das mit einem alternativen Lasterfassungsmittel versehen ist, und der erfasste Operationsparameter enthält Last oder Kraft, entgegengesetzt zu einer Differentialflüssigkeitsdruckmessung für ein EHA.
  • Als Reaktion auf das Positionsbefehlssignal 18 und die Rückkopplungssignale 20, 22 führt die Steuereinheit 16 den elektrischen bzw. Servo-Stellgliedern 10, 12 erste und zweite Anforderungssignale 24, 26 zu, um die Flugsteuerungsoberfläche 14 in die angeforderte Position zu bewegen. Wie im Folgenden ausführlich beschrieben wird, ist dies in Software implementiert, die mittels eines Positionssteueralgorithmus und eines Differenzialdruck-Steueralgorithmus in die Steuereinheit 16 geladen ist, zum Beispiel der Flugzeug-Computerprozessor.
  • Wenn die Stellglied-Anordnung ein EMA enthält, im Gegensatz zu einem EHA, wird ein Laststeueralgorithmus verwendet, um die Stellglieder als Reaktion auf die Positionsbefehls- und Rückkopplungssignale zu bewegen, im Gegensatz zu einem Differenzialdrucksteueralgorithmus.
  • 2 zeigt ein Beispiel eines elektrischen Stellglieds 10, das Teil des Hybrid-Stellsystems in 1 sein kann. Das elektrische Stellglied 10 nimmt die Form eines integrierten Stellpakets (IAP) an, in dem die Steuerung einer hydraulischen Flussrate und Flussrichtung zur Positionierung eines linearen Stellglieds verwendet wird. Das IAP-System enthält einen unidirektionalen Motor mit fester Drehzahl 30, der von einer elektrischen Quelle (nicht dargestellt) angetrieben wird, eine hydraulische Servopumpe, die allgemein als 32 bezeichnet wird, und ein lineares Stellglied 34, das einen Stellkolben 52 umfasst, der an die Oberfläche 14 gekoppelt ist. Die hydraulische Servopumpe 32 nimmt die Form einer Taumelscheibenpumpe an, die eine Taumelscheibe 36 aufweist, die funktionsfähig zur Steuerung der Verdrängung einer verstellbaren Kolbenpumpe 46 ist. Die Position der Taumelscheibe 36 wird durch erste bzw. zweite Taumelscheiben-Steuerkolben 38, 40 gesteuert, die an gegenüberliegende Enden der Taumelscheibe 36 gekoppelt sind. Die ersten und zweiten Taumelscheiben-Steuerkolben 38, 40 sind in ersten bzw. zweiten Steuerkammern 42, 44 Flüssigkeitsdruck ausgesetzt, wobei der Druck der Flüssigkeit in den Kammern 42, 44 mittels eines ersten Servoventils 47 gesteuert wird, der die Flussrate der Flüssigkeit zu den Kammern 42, 44 unter der Steuerung der elektronischen Steuereinheit 16 steuert.
  • Die verstellbare Kolbenpumpe 46 ist angeordnet zur Steuerung der Zuführung von Hydraulikflüssigkeit zu ersten bzw. zweiten Steuerkammern 48, 50 des linearen Stellglieds 34. Durch Steuerung des Flusses der Flüssigkeit zu den ersten und zweiten Steuerkammern 48, 50 kann der Druck in den Kammern 48, 50 variiert werden, um die Ausgangslast zu variieren, die von dem Stellkolben 52 auf die Oberfläche 14 ausgeübt wird. Wenn die Kraft, die aufgrund des Flüssigkeitsdrucks in der ersten Steuerkammer 48 auf den Stellkolben 52 wirkt, die Kraft überschreitet, die aufgrund des Flüssigkeitsdrucks in der zweiten Steuerkammer 50 auf den Stellkolben 52 wirkt, wird der Stellkolben 52 nach rechts in der dargestellten Veranschaulichung gedrängt. Wenn umgekehrt die Kraft, die aufgrund des Flüssigkeitsdrucks in der ersten Steuerkammer 48 auf den Stellkolben 52 wirkt, geringer ist als die aufgrund des Flüssigkeitsdrucks in der zweiten Steuerkammer 50, wird der Stellkolben 52 nach links gedrängt. Indem der Flüssigkeitsdruck in den ersten und zweiten Steuerkammern 48, 50 mittels der Servopumpe 32 gesteuert wird, kann die Ausgangslast, die auf die Steueroberfläche 14 angewandt wird, dadurch variiert werden, um die Flugoberfläche 14 in die angeforderte Position zu bewegen. Das lineare Stellglied 34 ist außerdem mit einem Differenzialdrucksensor (nicht dargestellt) versehen, der ein Differenzialdruck-Ausgangssignal erzeugt, das die Differenz im Flüssigkeitsdruck zwischen den ersten und zweiten Steuerkammern 48, 50 repräsentiert. Es ist zu erkennen, dass die Ausgangslast, die von dem Stellkolben 52 auf die Steueroberfläche 14 angewandt wird, um die Oberfläche 14 in die angeforderte Position zu bewegen, durch das Ausgangssignal des Differenzialdrucksensors bestimmt wird.
  • Das lineare Stellglied 34 ist außerdem mit einem Positionssensor 35 versehen, der angeordnet ist zur Erfassung der Position des Stellkolbens 52 und damit der Oberfläche 14. Der Positionssensor 35 erzeugt ein Positions-Rückkopplungssignal 20a, das der Steuereinheit 16 zugeführt und mit dem Positionsbefehlssignal 18 verglichen wird, um ein Positionsfehlersignal 54 zu erzeugen. Das Positionsanforderungssignal 24, das dem Servoventil 47 zugeführt wird, wird in Software 16a als Reaktion auf das Positionsfehlersignal 54 angepasst, um das lineare Stellglied 34 in die angeforderte Position zu bewegen.
  • Bezug nehmend auf 3, ist das Servo-Stellglied 12 gewöhnlich von dem Typ, der ein elektrohydraulisches Servoventil 57 umfasst, das mittels einer Konstantdruck-Hydraulikversorgung 55 mit Flüssigkeit versorgt wird. Ein lineares Stellglied 134, das einen linearen Stellkolben 152 ähnlich zu dem in dem elektrischen Stellglied 10 enthält, wird mittels des Servoventils 57 gesteuert. Das Servoventil 57 wird gesteuert mittels der Steuereinheit 16 als Reaktion auf ein Positionsbefehlssignal 18 und ein Positionsausgangssignal 135a, erzeugt von einem Positionssensor 135, der mit dem linearen Stellglied 134 assoziiert ist, um den Flüssigkeitsdruck in den ersten bzw. zweiten Steuerkammern 59, 6l (wie vorher unter Bezug auf 2 beschrieben) und damit die auf die Steueroberfläche 14 angewandte Ausgangslast zu variieren. Gewöhnlich nimmt der Positionssensor 135 die Form eines LVDT an. Außerdem ist ein Flüssigkeitsdrucksensor 63 zum Messen der Differenz im Flüssigkeitsdruck zwischen den ersten und zweiten Steuerkammern 59, 61 vorgesehen, wobei das von dem Differenzialflüssigkeitsdrucksensor 63 erzeugte Ausgangssignal 63a in die Steuereinheit 16 zum Zweck der Steuerung der Stellgliedoperation eingegeben wird, wie es im Folgenden weiter beschrieben wird.
  • 4 zeigt das Ansprechen eines typischen Servo-Stellglieds 12 auf ein Schritt-Eingangsbefehlssignal. Die Kurve zeigt das Verhältnis zwischen der Position des Stellkolbens, der einen Teil des Servo-Stellglieds bildet, als eine Funktion der Zeit. Die Zeit t = 0 repräsentiert die Zeit, zu der das Befehlssignal 18 zum Bewegen der Stellglieder in die angeforderte Position von der Steuereinheit 16 empfangen wird. Es ist ersichtlich, dass eine anfängliche Verzögerung (Region A) folgend auf den Empfang des Befehlssignals bei t = 0 vorhanden ist, bevor das Stellglied anfängt sich zu bewegen (d. h. bevor der Stellkolben 152 anfängt sich zu bewegen). Die anfängliche Verzögerungsregion des Ansprechens des Stellglieds wird gewöhnlich als „Todzonenregion" bezeichnet und ist die Periode folgend auf den Empfang des Befehlssignals, in der kein Ansprechen des Stellglieds erfolgt.
  • Das Ansprechen eines elektrischen Stellglieds ist ähnlich dem in 4 für das Servo-Stellglied 12 dargestellte, außer dass die Dauern der einzelnen Regionen (Region A und Region B) sowie die Anstiegszeiten verschieden sein werden. Aufgrund der unterschiedlichen Operationsprinzipien der elektrischen und Servo-Stellglieder wird die Todzonenregion (Region A in 4) eines elektrischen Stellglieds im Allgemeinen größer sein als die eines Servo-Stellglieds. Beispielsweise ist in einem Servo-Stellglied wie dem in 3 dargestellten die Hydraulikversorgung 55 immer bei hohem Druck, und die zeitliche Verzögerung im Aufbau des Differenzialflüssigkeitsdrucks zwischen den ersten und zweiten Steuerkammern 59, 61 wird beeinflusst durch die Zeit für Bewegung des Servoventils 57 und die Zeit für Flüssigkeitsfluss in die und aus den Steuerkammern 59, 61, um den erforderlichen Differenzialflüssigkeitsdruck zu erreichen. Bevor Bewegung des Stellkolbens 152 erfolgt, ist außerdem der Aufbau eines ausreichenden Flüssigkeitsdrucks erforderlich, um die Reibung der Stellglieddichtungen (nicht dargestellt) zu überwinden. In einem elektrischen Stellglied wie dem in 2 dargestellten wird die Todzonenregion bestimmt durch die Zeit für den Aufbau von Flüssigkeitsdruck in den Kolbenkammern 42, 44 und für den Aufbau von Flüssigkeitsdruck in den Steuerkammern 48, 50 des linearen Stellglieds 34. Da das elektrische Stellglied 10 von Natur aus die zusätzlichen Schritte des Ingangsetzens der Taumelscheibe, der Rotation der Taumelscheibe und der Kolbenpumpenfluss/Druckentwicklung aufweist, wird die Todzonenregion eines elektrischen Stellglieds 10 größer sein als die eines Servo-Stellglieds 12.
  • Sobald die Stellglieder 10, 12 angefangen haben sich zu bewegen, fahren die Stellglieder 10, 12 fort, mit verschiedenen Raten auf das Positionsbefehlssignal 18 anzusprechen (siehe Region B in 4). Für das Servo-Stellglied 12 wird das Ansprechen in Region B bestimmt durch die Verarbeitungszeit der elektronischen Steuereinheit, der Ansprechzeit des Servoventils und der Zeit, die erforderlich ist, damit der Flüssigkeitsdruck den angeforderten Differenzialdruck und die angeforderte Flussrate in den Stellgliedkammern 59, 6l erreicht. In dem in 2 dargestellten elektrischen Stellglied 10 wird die Ansprechzeit bestimmt durch die Ansprechzeit für die Taumelscheiben-Steuerkolben 38, 40, um Bewegung der Taumelscheibe 36 zu bewirken, und der Zeit, die erforderlich ist, damit der Flüssigkeitsdruck und die Flussrate die angeforderten Pegel in den Stellgliedkammern 48, 50 erreichen.
  • Die elektrischen und Servo-Stellglieder 10, 12 weisen außerdem verschiedene Lastratenvermögen auf. 5 zeigt die Bewegungsgeschwindigkeit der einzelnen Stellglieder (beliebige Einheiten) als eine Funktion der Ausgangslast, die von dem Stellglied (beliebige Einheiten) auf die Oberfläche 14 angewandt wird, wobei die auf die Oberfläche 14 angewandte Last durch den Differenzialflüssigkeitsdruck zwischen den jeweiligen ersten und zweiten Steuerkammern bestimmt wird, wie vorher beschrieben. In 5 wird die maximale Last des elektrischen Stellglieds bei 3500 dargestellt, wobei die maximale Last durch die verstellbare Kolbenpumpe 46 bestimmt wird. Für das Servo-Stellglied 12 ist die maximale Last niedriger, gerade unter 3000. Die Lastraten-Eigenschaften der Servo- und elektrischen Stellglieder 10, 12 sind nur gerade unter einer Last von 2000 „übereinstimmend". In der Praxis können die elektrischen und Servo-Stellglieder an jeder beliebigen Stelle in Region E (Operationsbereich) in Übereinstimmung gebracht werden, indem die Verstärkungseinstellungen in den Stellgliedkanälen geeignet ausgewählt werden, vorausgesetzt sie liegen innerhalb der Fähigkeit des Motors oder anderer Komponenten des elektrischen Stellglieds 10. Das System kann nicht in Region C operieren, weil das elektrische Stellglied 10 durch das Servo-Stellglied 12 aufgrund des Flussvermögens des Kanals des elektrischen Stellglieds geschleppt wird. Es wäre möglich, das System in Region B zu betreiben, aber in dieser Region stellt das elektrische Stellglied mehr Leistung als das Servo-Stellglied zum Bewegen der Oberfläche 14 bereit.
  • Es ist zu erkennen, dass ein bestimmter Druck (oder Last), bei dem der Übereinstimmungszustand eintritt (d. h. gerade unter 2000 in der dargestellten Abbildung), durch den bestimmten Typ der in dem Dual-Stellgliedsystem eingesetzten Stellglieder (zum Beispiel EMA, EHA oder IAP) und den Verstärkungseinstellungen, die in den Steuerungs-Rückkopplungsschleifen verwendet werden (wie ausführlich im Folgenden erläutert wird). Der Übereinstimmungszustand kann auch durch die Konstruktion der Komponenten des elektrischen Stellglieds und Servo-Stellglieds bestimmt werden.
  • Es ist wünschenswert, dass die Ausgangslasten, die von den Stellgliedern 10, 12 auf die verschiedenen Regionen der Steueroberfläche 14 angewandt werden, im Wesentlichen identisch und im Wesentlichen synchronisiert sind, um zu verhindern, dass ein unerwünschtes Drehmoment auf die Steueroberfläche 14 ausgeübt wird. Die verschiedenen Lastrateneigenschaften der Servo- und elektrischen Stellglieder 10, 12 führen zu einem unerwünschten „Kräftekampf" zwischen den Stellgliedern, der vorkommt, wenn der Differenzialflüssigkeitsdruck über dem elektrischen Stellglied 10 (d. h. die Differenz im Flüssigkeitsdruck in den ersten und zweiten Steuerkammern 48, 50 des elektrischen Stellglieds 10) das entgegengesetzte „Vorzeichen" des Differenzialflüssigkeitsdrucks über dem Servo-Stellglied 12 aufweist. Jeder Kräftekampf zwischen den beiden Stellgliedern 10, 12 kann Schäden an der Oberfläche 14 verursachen und führt unerwünschte Systemineffizienzen ein. Verschiedene Lastrateneigenschaften der Servo- und elektrischen Stellglieder 10, 12 können auch zu einer Last- oder Druckdifferenzial-Nichtübereinstimmung im Stellsystem führen, die definiert ist als die Differenz zwischen dem Differenzialflüssigkeitsdruck über dem Stellkolben 52 des elektrischen Stellglieds 10 und dem Differenzialflüssigkeitsdruck über dem Stellkolben 152 des Servo-Stellglieds 12.
  • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Steuerverfahrens, das es ermöglicht, die verschiedenen Ansprecheigenschaften der Stellglieder 10, 12 auszugleichen und zu gewährleisten, dass die Ausgangslasten, die von den elektrischen und Servo-Stellgliedern 10, 12 auf die Oberfläche 14 ausgeübt werden, synchronisiert und im Wesentlichen gleich sind. Das Steuersignal 18, das die Position repräsentiert, zu der die Steueroberfläche 14 zu bewegen ist, wird in die Steuereinheit 16 eingegeben. Das Steuersignal wird in Schritt 20 in der Rate begrenzt, wie es einem Fachmann vertraut ist, um zu gewährleisten, dass die Oberfläche 14 nicht mit einer Rate bewegt wird, die eine vorbestimmte sichere Höhe übersteigt.
  • Der Steueralgorithmus umfasst eine Positionssteuerschleife 81 (zum Teil durch gestrichelte Linien dargestellt) und eine Druckdifferential-Steuerschleife. Die Positionssteuerschleife ist angeordnet, um die Position der Stellglieder 10, 12 als Reaktion auf das Positionsbefehlssignal 18 und die gemessenen Positionssignale 57, 59 der elektrischen bzw. Servo-Stellglieder 10, 12 anzupassen. Das Positionssignal 57, das die gegenwärtige Position des elektrischen Stellglieds 10 anzeigt, und das Positionssignal 59, das die gegenwärtige Position des Servo-Stellglieds 12 anzeigt, werden verwendet, um eine durchschnittliche Position der Steueroberfläche 14 in Schritt 61 abzuleiten. Ein durchschnittliches Positionssignal 60 wird erzeugt und wird mit dem in der Rate begrenzten Befehlssignal 18 in Schritt 62 verglichen, um ein positionelles Fehlersignal 63 abzuleiten.
  • In der Druckdifferential-Steuerschleife werden Differenzialdruck-Ausgangssignale 64, 66, die die Differenz im Flüssigkeitsdruck über den jeweiligen Stellgliedern 10, 12 repräsentieren, zurück zu einem Druckausgleichsalgorithmus 68 geleitet. Der Druckausgleichsalgorithmus 68 berechnet die Differenz zwischen den Differenzialdrucksignalen 64, 66 und erzeugt ein Differenzialdruck-Differenzsignal 70. Das Differenzialdruck-Differenzsignal 70 wird auf eine Proportional-Integral-Differential-(PID)-Steuerschleife 71 angewandt, die ein Ausgangssignal 72 erzeugt.
  • Wenn, wie vorher erwähnt, die Stellglied-Anordnung ein EMA im Gegensatz zu einem EHA enthält, wird eine Laststeuerschleife (im Gegensatz zu einer Differenzdruck-Steuerschleife) in einer ähnlichen Weise implementiert.
  • In der vorliegenden Erfindung besteht die primäre Funktion der PID-Steuerschleife darin, den Fehlerwert, der durch das Differenzialdruck-Differenzsignal 70 repräsentiert wird, um eine erste Verstärkung zu multiplizieren (der „Proportional"-Schritt). Der sekundäre Schritt besteht darin, das Integral des Signals über ein Zeitintervall zu berechnen und den Ausgang mit einer zweiten Verstärkung zu multiplizieren (die „Integral"-Funktion). Drittens wird die Ableitung des Signals bestimmt (die „Differenzial"-Funktion) und mit einer dritten Verstärkung multipliziert. Die drei Signale (Proportional, Integral, Differenzial) werden dann zusammenaddiert, um ein Signal zu erhalten, das zur Steuerung des Stellglieds verwendet wird. Der „Proportional"-Schritt macht den Hauptanteil der Stellglied-Reaktion aus, und die „Integral"- und „Differenzial"-Schritte verändern das Ansprechen des Stellglieds von dem einer einfachen proportionalen Rückkopplungs-Steuerschleife.
  • Die Operation einer PID-Steuerschleife ist einem Fachmann im Bereich der Technologie vertraut. Eine Beschreibung der Theorie hinter der PID-Steuerung kann in den folgenden Veröffentlichungen gefunden werden: „Control System Design Guide" von George Ellis [Academic Press, London, 1991], „Digital Control of Dynamic Systems" von George Franklin, J. David Powell und Michael Workman [Addison Wesley, Menio Park, CA, 1998] und „Understanding PID Control" von Vance VanDoren (Control Engineering, Ausgabe Juni 2000).
  • Das Ausgangssignal 72 von dem Druckausgleichsalgorithmus 68 wird in Schritt 74 begrenzt, um die Rückleitung von übermäßigen Differenzialdruck-Differenzsignalen zu verhindern, wodurch ein begrenztes Druckausgleichs-Ausgangssignal 75 erzeugt wird. Das abgeleitete positionelle Fehlersignal 63 wird in den Schritten 65 und 165 (die mit den elektrischen bzw. Servo-Stellglied-Kanälen korrespondieren) korrigiert, um die Differenz zwischen dem Differenzialdruck über dem Servo-Stellglied 12 und dem über dem elektrischen Stellglied 10 auszugleichen. Dies wird erreicht, indem in Schritt 65 das begrenzte Druckausgleichs-Ausgangssignal 75 zu dem abgeleiteten positionellen Fehlersignal 63 addiert und in Schritt 165 das begrenzte Druckausgleichs-Ausgangssignal 75 von dem abgeleiteten positionellen Fehlersignal 63 subtrahiert wird.
  • Ausgangssignale 65a und 165a von den Schritten 65 bzw. 165 werden in den Schritten 78 bzw. 80 in die jeweiligen PID-Steuerschleifen des elektrischen Stellglieds und Servo-Stellglieds eingegeben. Die PID-Steuerschleifen des elektrischen Stellglieds und Servo-Stellglieds korrigieren den aktuellen Wert des korrigierten Positionsfehlersignals durch Multiplikation des korrigierten Positionsfehlersignals mit einem Verstärkungsfaktor (der „Proportional"-Schritt), Berechnung des Integrals des Fehlersignals über ein kürzliches Zeitintervall (der „Integral"-Schritt) und Berechnung der Ableitung des Signals (der „Differenzial"-Schritt). Die Signale aus den Proportional-, Integral- und Differenzial-Schritten werden dann zusammenaddiert, um ein Ausgangssteuersignal zu erhalten. Die Verwendung von PID-Steuerschleifen in dieser Weise gewährleistet eine zufrieden stellende Last-Übereinstimmung zwischen den elektrischen und Servo-Stellgliedern bei einer gegebenen Last- und Raten-Bedingung.
  • Es ist ersichtlich, dass Verstärkungsfaktoren auf jedes der Stellglied-Anforderungssignale angewandt werden, um das Ansprechen zu maximieren. In der Todzonenregion ist die Verstärkung ein Maximum, wodurch die Periode minimiert wird, in der das Stellglied nicht reagiert (d. h. um zu gewährleisten, dass sich das Stellglied so schnell wie möglich aus der Todzonenregion bewegt). Sobald das Stellglied anfängt sich zu bewegen, muss der Verstärkungsfaktor reduziert werden, um ein oszillierendes Verhalten zu vermeiden. Die mit den Anforderungssignalen in den Kanälen des elektrischen und Servo-Stellglieds assoziierten Verstärkungsfaktoren werden in den Schritten 82 bzw. 84 angepasst, um zu gewährleisten, dass sich nicht ein Stellglied in der Todzonenregion befindet, während das andere geringfügig aus seiner Todzonenregion ist und die gesamte Arbeit des Haltens/Bewegens einer Last ausführt.
  • Eine ausführlichere Beschreibung des Todzonen-Änderungsprozesses findet sich zum Beispiel auf Seite 322-329 von „Control of Fluid Power: Analysis and Design von D McLoy und H R Martin [John Wiley & Sons, New York 1980]. Andere Techniken können angewandt werden, wie Hinzufügen von Dither, wie beschrieben auf Seiten 440-445 in „Digital Control of Dynamic Systems" von Franklin, Powell und Workman [veröff. Addison Wesley, Menlo Park, CA, 1998] und auf Seite 49-51 von „Control System Design Guide" von George Ellis [veröff. Academic Press, London, 1991].
  • Da das Servo-Stellglied schneller auf ein Befehlssignal reagiert, wird eine zeitliche Verzögerung in Schritt 86 eingeführt, um das Befehlssignal zum Servo-Stellglied zu verzögern, wodurch gewährleistet wird, dass die anfängliche Bewegung des Servo-Stellglieds 12 mit der des elektrischen Stellglieds 10 übereinstimmt.
  • Folgend auf die Anpassung zum Ausgleichen der Differenz im Differenzialflüssigkeitsdruck über den elektrischen und Servo-Stellgliedern 10, 12 und zum Ausgleichen der Todzonen-Differenzen der Stellglieder werden die jeweiligen Positionsanforderungssignale 24, 26 (auch in 1 dargestellt) in die Servoventile der Stellglieder 10 bzw. 12 eingegeben, um Bewegung der Stellglieder hin zur angeforderten Position zu bewirken. Der iterative Steuerprozess wird wiederholt, bis die befohlene Position von den Stellgliedern 10, 12 eingenommen ist. Die Verwendung des Differenzialdruck-Differenzsignals 70, die Verwendung der PID-Steuerschleifen 78, 80, die Verwendung der Todzonen-Veränderungsschritte 82, 84 und die Verwendung des Zeitverzögerungsschritts 86 gewährleisten, dass die von den elektrischen und Servo-Stellgliedern 10, 12 angewandten Ausgangslasten synchronisiert und im Wesentlichen identisch sind. Dadurch können eine Kräfte-Nichtübereinstimmung oder ein Kräftekampf zwischen den zwei Stellgliedern 10, 12, die/der ansonsten darin resultieren kann, dass Schaden an der Oberfläche 14 verursacht wird, im Wesentlichen auf ein akzeptables Niveau minimiert werden.
  • Geeignete Verstärkungsfaktoren werden für die Positionssteuerschleifen sowie für die in der Positionssteuerschleife verschachtelte Differenzialdruckschleife bestimmt. Die Bestimmung von geeigneten Zonenbreiten und Verstärkungseinstellungen für die Positions- und Differenzialdruckschleifen wird separat für die Todzone (Region A) und die anschließende Zeitperiode, wenn das Stellglied angefangen hat sich zu bewegen (zum Beispiel Region B in 4), durchgeführt. Die Verstärkungen der Differenzialdruckschleifen werden außerdem auf einem ausreichend niedrigen Schwellenwert gehalten, um Stabilität des gesamten Systems zu gewährleisten. Es ist für einen einschlägigen Fachmann ersichtlich, dass es viele Verfahren gibt, nach denen geeignete Verstärkungseinstellungen bestimmt werden können. Beispielsweise werden geeignete Techniken in den folgenden Veröffentlichungen beschrieben: „Control System Design Guide", George Ellis [Academic Press, London, 1991], „Control Engineering Manual", Byron Ledgerwood [McGraw Hill Book Co., New York, 1957] und „Control Engineer's Handbook" von John Truxal [McGraw Hill Book Co., New York, 1958].
  • Es ist ersichtlich, dass das elektrische Stellglied des Stellsystems keine IAP-Ausführung sein muss, sondern ein elektromechanisches Stellglied (EMA) oder ein elektrohydraulisches Stellglied (EHA) sein kann. In einem EHA muss der Motor die Pumpe auf die Drehzahl beschleunigen oder verlangsamen, die erforderlich ist, um die Änderung der Stellgliedposition zu akkommodieren. Um dies durchzuführen, müssen die Trägheit des Motors und der Pumpe überwunden werden, um auf die erforderliche Drehzahl zu beschleunigen. Die Pumpe muss außerdem Fluss zu den Stellglied-Steuerkammern entwickeln, die erforderliche Zunahme oder Abnahme des Flüssigkeitsdrucks muss erreicht werden und auch Reibung aufgrund der Stellglieddichtungen muss überwunden werden, bevor Bewegung des Stellglieds bewirkt wird. Die Todzonenregion für ein EHA ist dadurch normalerweise länger als für ein Servo-Stellglied.
  • In einem EMA des Typs, der ein Kugelumlaufspindel-Ausgangsstellglied umfasst, wird die Todzonenregion bestimmt durch das Spiel der Kugel und die Reibung zwischen dem Schraubgewinde und der Mutter, die überwunden werden muss, bevor eine Bewegung des Stellglieds bewirkt wird. Im Allgemeinen kann ein EMA so konstruiert werden, dass es eine kürzere Todzonenregion aufweist als ein EHA oder ein elektrisches IAP-Stellglied, kann aber immer noch langsamer reagieren als ein Servo-Stellglied auf ein Befehlssignal. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung berücksichtigt die Differenzen in den Todzonenregionen, wenn verschiedene Stellgliedsysteme eingesetzt werden, um ein gemeinsames Ausgangselement zu steuern, und wird Kräfte-Nichtübereinstimmung unter Lasthalte- und Lastratenbedingungen minimieren.
  • Wenn das elektrische Stellglied von der Ausführung ist, in dem sich eine mechanische Kupplung zwischen dem Stellglied und dem angetriebenen Element oder der Oberfläche befindet (zum Beispiel ein Kugelumlaufspindel-Ausgangsstellglied umfassend), muss das vorher beschriebene Verfahren angepasst werden, indem ein Lasterfassungsmittel vorgesehen wird, um die Ausgangslast zu messen, die von dem elektrischen Stellglied auf das angetriebene Element ausgeübt wird. Folglich wurde in 6 der Schritt der Messung des Differenzialdrucks des elektrischen Stellglieds (wie in der Positionssteuerschleife 81) ersetzt durch den Schritt der Messung der Ausgangslast, die von dem elektrischen Stellglied ausgeübt wird. Die von dem elektrischen Stellglied ausgeübte Ausgangslast wird dann verglichen mit der Ausgangslast, die von dem Servo-Stellglied ausgeübt wird, wie durch die Differenzialdruckmessung repräsentiert, und dies bildet den Eingang für eine geeignete PID-Steuerschleife 71, wie vorher beschrieben.
  • Es ist weiter ersichtlich, dass, obwohl das Steuerverfahren der vorliegenden Erfindung in Relation zu einem Stellsystem beschrieben wurde, das ein elektrisches Stellglied und ein Servo-Stellglied umfasst, das Verfahren auf jedes Stellsystem angewandt werden kann, das zwei oder mehr Stellglieder umfasst, die angeordnet sind zum Antrieb eines gemeinsamen Ausgangselements, wobei die Operationseigenschaften verschieden sind, beispielsweise wobei die Stellglieder verschiedene Ansprechzeiten und Lastrateneigenschaften haben. Folglich muss das Stellsystem nicht ein elektrisches Stellglied und ein Servo-Stellglied beinhalten.
  • Die Erfindung bietet einen besonderen Vorteil, wenn sie eingesetzt wird zur Steuerung der Flugsteuerungsoberflächen von großen, kommerziellen Flugzeugen, wo Gewichtsbeschränkungen eine wichtige Rolle spielen. Das Steuerverfahren erlaubt die Verwendung von Doppel-Stellsystemen, die ein hydraulisches Stellglied und ein elektrisches Stellglied enthalten, und gewährleistet dabei, dass Beanspruchungen, die auf die Oberfläche ausgeübt werden, reduziert werden, indem die individuellen Stellglied-Ausgangslasten in Übereinstimmung gebracht werden.
  • Das Steuerverfahren kann auch zur Steuerung von Stellsystemen verwendet werden, die für Verwendung in anderen Anwendungen als in Flugzeugen vorgesehen sind.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Steuern der Operation eines Hybrid-Stellsystems umfassend erste und zweite Stellglied-Anordnungen (10, 12) zum Anwenden von ersten bzw. zweiten Ausgangslasten auf ein gemeinsames Element (14), das Verfahren umfassend: Zuführung erster und zweiter Anforderungssignale zu den ersten bzw. zweiten Stellglied-Anordnungen (10, 12), um Bewegung des gemeinsamen Elements (14) in eine angeforderte Position zu bewirken, Überwachung der ersten und zweiten Ausgangslasten, die von den ersten und zweiten Stellglied-Anordnungen (10, 12) angewandt werden, und Erzeugung eines Ausgangssignals, das die Differenz zwischen den ersten und zweiten Ausgangslasten anzeigt, und Korrektur der ersten und zweiten Anforderungssignale als Reaktion auf das Ausgangssignal, um eine etwaige Differenz zwischen den ersten und zweiten Ausgangslasten auszugleichen, um dadurch zu gewährleisten, dass die ersten und zweiten Ausgangslasten, die auf das gemeinsame Element (14) angewandt werden, im Wesentlichen identisch und synchronisiert sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend Erzeugung eines Lastdifferenzsignals (70), das die Differenz zwischen den ersten und zweiten Ausgangslasten repräsentiert, und Anpassung der ersten und zweiten Anforderungssignale als Reaktion auf das Lastdifferenzsignal.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, umfassend Erzeugung eines Differentialflüssigkeitsdruck-Differenzsignals (70), das die Differenz zwischen den ersten und zweiten Ausgangslasten repräsentiert, und Anpassung der ersten und zweiten Anforderungssignale als Reaktion auf das Differentialflüssigkeitsdruck-Differenzsignal.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, weiter umfassend: Bereitstellung erster und zweiter Stellglied-Anordnungen (10, 12), jede umfassend jeweilige erste und zweite Steuerkammern (48, 59, 50, 61) und ein jeweiliges Kolbenglied (52, 152), das mit dem gemeinsamen Element (14) gekoppelt ist und Flüssigkeitsdruck innerhalb der jeweiligen ersten und zweiten Steuerkammern (48, 59, 50, 61) ausgesetzt ist, Steuerung des Flüssigkeitsdrucks innerhalb der jeweiligen ersten und zweiten Steuerkammern (48, 59, 50, 61) der ersten und zweiten Stellglied-Anordnungen (10, 12), um dadurch die Position des jeweiligen Kolbenglieds (52, 152) zu steuern, Berechnung einer ersten Differenz im Flüssigkeitsdruck zwischen den ersten und zweiten Steuerkammern (48, 50) der ersten Stellglied-Anordnung (10) und einer zweiten Differenz im Flüssigkeitsdruck zwischen den ersten und zweiten Steuerkammern (59, 61) der zweiten Stellglied-Anordnung (12), Berechnung der Differenz zwischen den ersten und zweiten Differenzen, um das korrespondierende Differentialflüssigkeitsdruck-Differenzsignal (70) zu erzeugen, und Anwendung einer Korrektur auf mindestens eines der ersten und zweiten Anforderungssignale, die den ersten bzw. zweiten Stellglied-Anordnungen (10, 12) zugeführt werden, als Reaktion auf das Differentialflüssigkeitsdruck-Differenzsignal (70).
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Schritt der Korrektur der ersten und zweiten Anforderungssignale als Reaktion auf das Lastdifferenzsignal durch eine Proportionale, Integrale und Differentiale (PID) Rückkopplung und einen Steuerungsalgorithmus erreicht wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, enthaltend Steuerung der Position der ersten und zweiten Stellglied-Anordnungen (10, 12) unter Verwendung eines Positionssteuerungsalgorithmus.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, enthaltend die folgenden Schritte: Erzeugung eines Positionsbefehlssignals (18), um Bewegung des gemeinsamen Elements (14) zur angeforderten Position zu bewirken, Berechnung der Differenz zwischen dem Positionsbefehlssignal (18) und einer durchschnittlichen aktuellen Position der ersten und zweiten Stellglied-Anordnungen (10, 12), und Verwendung der Differenz zur Ableitung der ersten und zweiten Anforderungssignale, die erforderlich sind, um Bewegung der ersten und zweiten Stellglied-Anordnungen (10, 12) in die angeforderte Position zu bewirken.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jede der ersten und zweiten Stellglied-Anordnungen (10, 12) eine jeweilige Todzone aufweist, das Verfahren weiter umfassend den Schritt der Anpassung der relativen zeitlichen Abstimmung der ersten und zweiten Anforderungssignale, um Differenzen in den Todzonen der ersten und zweiten Stellglied-Anordnungen (10, 12) auszugleichen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, umfassend Synchronisierung der abgestimmten ersten und zweiten Ausgangslasten, die auf das gemeinsame Element (14) angewandt werden.
  10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ersten und zweiten Anforderungssignale damit assoziierte erste bzw. zweite Verstärkungsfaktoren haben, das Verfahren weiter umfassend Anpassung der ersten und zweiten Verstärkungsfaktoren im Bereich der Todzone für die jeweilige Stellglied-Anordnung (10, 12).
  11. Hybrid-Stellsystem umfassend eine erste Stellglied-Anordnung zur Anwendung einer ersten Ausgangslast auf ein gemeinsames Element (14), eine zweite Stellglied-Anordnung zur Anwendung einer zweiten Ausgangslast auf das gemeinsame Element (14), und Verarbeitungsmittel zur Zuführung erster und zweiter Anforderungssignale zu den ersten bzw. zweiten Stellglied-Anordnungen (10, 12), um Bewegung des gemeinsamen Elements (14) in eine angeforderte Position zu bewirken, zur Überwachung der ersten und zweiten Ausgangslasten, die von den ersten und zweiten Stellglied-Anordnungen (10, 12) angewandt werden, und zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das die Differenz zwischen den ersten und zweiten Ausgangslasten anzeigt, und zur Korrektur der ersten und zweiten Anforderungssignale als Reaktion auf das Ausgangssignal, um eine etwaige Differenz zwischen den ersten und zweiten Ausgangslasten auszugleichen, um dadurch zu gewährleisten, dass die ersten und zweiten Ausgangslasten, die auf das gemeinsame Element (14) angewandt werden, im Wesentlichen identisch und synchronisiert sind.
  12. Hybrid-Stellsystem nach Anspruch 11, wobei die erste Stellglied-Anordnung (10) ein elektrohydraulisches Stellglied (EHA) ist.
  13. Hybrid-Stellsystem nach Anspruch 11, wobei die erste Stellglied-Anordnung (10) ein elektromechanisches Stellglied (EMA) ist.
  14. Hybrid-Stellsystem nach Anspruch 11, wobei die erste Stellglied-Anordnung (10) ein Integriertes Stellpaket ist.
  15. Hybrid-Stellsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die zweite Stellglied-Anordnung (12) ein Servo-Stellglied ist.
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