FI118608B - Control system and method for controlling an actuator and for optimizing control by means of parallel connected valve series - Google Patents

Control system and method for controlling an actuator and for optimizing control by means of parallel connected valve series Download PDF

Info

Publication number
FI118608B
FI118608B FI20010827A FI20010827A FI118608B FI 118608 B FI118608 B FI 118608B FI 20010827 A FI20010827 A FI 20010827A FI 20010827 A FI20010827 A FI 20010827A FI 118608 B FI118608 B FI 118608B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
control
speed
valves
actuator
series
Prior art date
Application number
FI20010827A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20010827A0 (en
FI20010827A (en
Inventor
Matti Linjama
Original Assignee
Matti Linjama
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 Matti Linjama filed Critical Matti Linjama
Publication of FI20010827A0 publication Critical patent/FI20010827A0/en
Priority to FI20010827A priority Critical patent/FI118608B/en
Priority to CA2483644A priority patent/CA2483644C/en
Priority to DE60214362T priority patent/DE60214362T2/en
Priority to ES02716861T priority patent/ES2271235T3/en
Priority to DK02716861T priority patent/DK1386083T3/en
Priority to AT02716861T priority patent/ATE338211T1/en
Priority to PCT/FI2002/000329 priority patent/WO2002086327A1/en
Priority to EP02716861A priority patent/EP1386083B1/en
Publication of FI20010827A publication Critical patent/FI20010827A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI118608B publication Critical patent/FI118608B/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/042Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the feed line, i.e. "meter in"
    • F15B11/0426Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the feed line, i.e. "meter in" by controlling the number of pumps or parallel valves switched on
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/044Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the return line, i.e. "meter out"
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/405Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40507Flow control characterised by the type of flow control means or valve with constant throttles or orifices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/405Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40576Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/40592Assemblies of multiple valves with multiple valves in parallel flow paths
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/41Flow control characterised by the positions of the valve element
    • F15B2211/411Flow control characterised by the positions of the valve element the positions being discrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Servomotors (AREA)

Abstract

A control system and a method for controlling a pressure medium circuit which is arranged for the rate control and/or the position control of an actuator driven by pressurized medium. The pressure medium circuit comprises a first connection (1) between an input port (P) and a first working port (A), a second connection (2) between an output port (T) and a second working port (B), and valve means (102) for guiding the volume flow of said connections (1, 2), which valve means comprise at least a first set (103) and at least a second set (104) of controllable valves (V1-V4), coupled in parallel, which can be opened and closed, wherein the volume flow of the set (103, 104) is determined as the sum of the capacities of the valves controlled to be opened at a time, and wherein the first set (103) is coupled in series with the first connection (1) and the second set (104) is coupled in series with the second connection (2), and control means (105, 109) for controlling said valve means (102). The method comprises the steps of determining at least some of the discrete rates achieved by said actuator, when valves (V1-V4) of the sets (103, 104) are opened and closed in various combinations, selecting from these combinations at least one which, according to a set optimization criterion, realizes the desired rate at each moment of time, and guiding the valves (V1-V4) of said sets to positions complying with the selected combination.

Description

118608118608

Ohjausjärjestelmä ja menetelmä toimilaitteen ohjaamiseksi ja ohjauksen optimoimiseksi rinnankytkettyjen venttiilisarjojen avullaControl system and method for controlling the actuator and optimizing the control by means of parallel valve sets

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen 5 ohjausjärjestelmään paineväliaineella toimivan toimilaitteen nopeuden-säätöä ja/tai asemansäätöä varten. Keksintö kohdistuu myös patenttivaatimuksen 11 johdanto-osan mukaiseen menetelmään paineväliaineella toimivan toimilaitteen nopeudensäätöä ja/tai asemansäätöä varten.The invention relates to a control system 5 according to the preamble of claim 1 for speed control and / or position control of a pressure medium actuator. The invention also relates to a method according to the preamble of claim 11 for speed control and / or position control of a pressure medium actuator.

1010

Hydraulitekniikassa tunnetusti siirretään energiaa paineväliaineen avulla, jolloin pumppuvälineiden tuottamaa paineellista tilavuusvirtaa ohjataan venttiilivälineiden avulla ja käytetään hyväksi toimilaiteväli-neissä, kuten sylintereissä ja moottoreissa lineaariliikkeen, voiman, 15 momentin tai pyörimisliikkeen aikaansaamiseksi. Tunnettuja paineväli-aineita ovat hydrauliöljy, paineilma ja vesi tai vesipohjaiset hydrauli-nesteet (HFA, HFB, HFC, HFD).As is known in hydraulic technology, energy is transmitted by means of a pressure medium, whereby the pressurized volume flow produced by the pump means is controlled by means of valves and utilized in actuators such as cylinders and motors to provide linear motion, force, 15 torque or rotational motion. Known pressure media include hydraulic oil, compressed air and water or aqueous hydraulic fluids (HFA, HFB, HFC, HFD).

Sylinterien ja moottorien ohjaukseen käytetään tunnetusti proportio- :·. 20 naaiisia ohjausventtiileitä, joista eräs esimerkki on esitetty patentti- * «· \t . julkaisussa US 5,785,087. Esitetty venttiili on luistityyppinen venttiili, / jossa luistin asemaa ohjataan proportionaalimagneetin avulla paineväli- aineen kuristamiseksi ja samalla tilavuusvirran määrän ja suunnan ‘ ohjaamiseksi. Venttiiliä ohjataan ulkoisella sähköisellä asetussig- 25 naalilla, joka on verrannollinen haluttuun tilavuusvirtaan. Venttiilillä • · :aikaansaadaan portaaton tilavuusvirran säätö.Known proportions are used to control cylinders and engines: ·. 20 female control valves, an example of which is disclosed in the patent application. in US 5,785,087. The valve shown is a slide type valve in which the position of the slide is controlled by a proportional magnet to choke the pressure medium while controlling the volume flow and direction 'of the flow. The valve is controlled by an external electrical setting signal proportional to the desired volume flow. Valve • ·: Provides infinitely variable volume flow control.

Tämän keksinnön tarkoituksena on esitellä vaihtoehtoinen tapa tilavuusvirran ohjaukseen erityisesti toimilaitteiden yhteydessä, joka tapa : 30 mahdollistaa myös energian säästön. Keksinnöllä saavutetaan huo- .·’·· mättäviä etuja perinteiseen proportionaaliohjaukseen verrattuna ja » · . poistetaan niiden ongelmia. Keksinnön mukainen ohjausjärjestelmä on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukainen menetelmä on ‘:esitetty patenttivaatimuksessa 11.It is an object of the present invention to provide an alternative way of controlling the flow of a volume, particularly in connection with actuators, which also enables energy savings. The invention provides considerable advantages over conventional proportional control and »·. eliminating their problems. The control system of the invention is set forth in claim 1. The method of the invention is' set forth in claim 11.

35 • · 1 · • · «35 • · 1 · • · «

• M• M

118608 2118608 2

Ohjausjärjestelmä soveltuu erityisesti toimilaitteen nopeudensäätöön, mutta sitä voidaan soveltaa myös asemansäätöön, kun jatkuvasti seurataan haluttua tai asetettua, ajanhetkestä riippuvaa asemaa.The control system is particularly suited for actuator speed control, but it can also be applied to position control when continuously monitoring the desired or set, time-dependent position.

5 Tunnetaan järjestelmiä tilavuusvirran ohjaukseen portaittain, mikä on toteutettu erillisten yksinkertaisten venttiilien avulla. Järjestelmässä ohjaus eri tilavuusvirtatasoille on toteutettu venttiileillä, joilla on vain avoin asento ja suljettu asento (ns. on/off-venttiili, 2/2-venttiili). Erillis-venttiilein toteutettu 4/3-venttiili (4-liitäntäinen ja 3-asentoinen) on 10 eräiltä ominaisuuksiltaan jopa monipuolisempi kuin proportionaalinen 4/3-venttiili.Systems for stepwise volume flow control are known, implemented by means of separate simple valves. In the system, control of different volume flow rates is implemented with valves having only an open position and a closed position (so-called on / off valve, 2/2 valve). The 4/3-valve (4-connection and 3-position), implemented with separate valves, is even more versatile than the proportional 4/3 valve with some features.

On/off-komponentteina voidaan käyttää erittäin edullisia, helposti saatavilla olevia venttiileitä, joissa voidaan käyttää yksinkertaisia raken-15 teitä, joissa ei esiinny tiivistyksen tai tilavuusvirran kuristuksen yhteydessä esiintyvään kulumiseen liittyviä ongelmia. Toisaalta kyseisille komponenteille voidaan sallia jopa lyhyet kestoiät niiden edullisuuden ja asennuksen yksinkertaisuuden takia. Etuna on myös niiden epäpuhtauksien kesto.Highly affordable, readily available valves can be used as on / off components, using simple structures that do not have the problem of sealing or volume flow wear. On the other hand, these components can be afforded even short lifetimes due to their low cost and ease of installation. Another benefit is the durability of their impurities.

2020

Eräs esimerkki sylinterin paine- tai paluupuolelle kytkettävästä on/off- ·, järjestelmästä on esitetty patenttijulkaisussa US 2,999,482. Patentti- * · · I·, . julkaisussa US 5,313,871 on puolestaan esitetty erään painepuolella *.1 / olevan on/off-järjestelmän ohjaus sylinterin siirtämiseksi halutun mää- * · · 25 rän. Patenttijulkaisussa US 4,590,966 on puolestaan esitetty eräs ver-sion on/off-järjestelmästä, ts. eräänlainen digitaalinen venttiililohko, ·*"·1 joka kytketään venttiilin paine- ja paluupuolelle. Vastaavantyyppinen lohko on esitetty myös patenttijulkaisussa US 4,518,011.An example of an on / off system to be connected to the pressure or return side of the cylinder is disclosed in US 2,999,482. Patent- * · · I ·,. US 5,313,871, in turn, discloses the control of an on / off system on the pressure side * .1 / to move the cylinder to the desired volume. US 4,590,966, in turn, discloses a version of an on / off system, i.e., a kind of digital valve block · * "· 1 that is coupled to the pressure and return side of the valve. A similar type of block is also disclosed in US 4,518,011.

*:··: 30 Ohjausportaiden määrää voidaan vähentää ja lisätä tarpeen ja ·***. käyttökohteen mukaan, jolloin samaa venttiilijärjestelmää voidaan • •f ·. tehokkaammin soveltaa eri tilanteissa. Vähäinen ohjausportaiden tarve ··♦ *;;; vähentää myös on/off-venttiilien lukumäärää, mikä alentaa kustannuk- *·:·: siä. Venttiilien toimintaan, erityisesti ohjauksen muutokseen liittyy aina :1·1.- 35 myös vasteaika, joka luistiventtiilillä riippuu sitä, kuinka pitkän matkan luisti joutuu liikkumaan. On/off-venttiilit toimivat tarvittaessa samanaikaisesti, jolloin toimintaviive on kaikilla tilavuusvirran ohjauksen 118608 3 muutoksilla oleellisesti vakio, koska venttiilit liikkuvat pelkästään avoimen ja suljetun asennon välillä.*: ··: 30 The number of control steps can be reduced and increased as necessary and · ***. depending on the application, allowing the same valve system • • f ·. more effectively applied in different situations. Low need for steering stairs ·· ♦ * ;;; also reduces the number of on / off valves, which reduces costs * ·: ·. The operation of the valves, especially the change of control, always involves: 1 · 1.- 35 also the response time which the slider valve depends on how long the slider has to travel. The on / off valves operate simultaneously when required, with the operating delay being substantially constant with all changes in the volume flow control 118608 3, since the valves move only between open and closed positions.

Luistiohjattavaan venttiiliin verrattuna etua saavutetaan myös sillä, että 5 venttiilijärjestelmän kahden samanaikaisen yhteyden virtauksia voidaan ohjata erikseen. Em. IuistiventtiiIissä ohjataan samanaikaisesti saman luistin eri ohjausreunojen avulla näitä erisuuntaisia paineväliaineen virtauksia. Ohjauksen riippumattomuus on/off-järjestelmässä mahdollistaa virtauksen tarpeettomien painehäviöiden vähentämisen ja siten 10 myös merkittävät energiasäästöt ilman vaikutuksia säädettävyyteen. Toiminnallinen riippumattomuus lisää toisaalta myös 4/3-venttiilin käyttö- ja ohjaustapoja.An advantage over slip-controlled valves is also achieved by the fact that the flows of two simultaneous connections of the 5 valve systems can be controlled separately. Em. At the valve, these different pressurized fluid flows are simultaneously controlled by different guide edges of the same slide. Control independence in the on / off system allows for the reduction of unnecessary pressure losses in the flow and thus also significant energy savings without affecting the controllability. Functional independence, on the other hand, also increases the way the 4/3 valve is operated and controlled.

Seuraavassa selityksessä keksintöä havainnollistetaan viittaamalla 15 samalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää kaaviokuvana tunnetun tekniikan mukaisen proportionaaliventtiilin ominaiskäyrää, 20 kuva 2 esittää kaaviokuvana keksinnön mukaisen venttiilijär jestelmän ominaiskäyrää yhden venttiilisarjan osalta, • ·» . kuva 3 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mu- « « · ; kaisen venttiilijärjestelmän rakennetta lohkokaaviona, *·:·: 25 • t« **♦··* kuvat 4a-4d esittävät kuvan 3 mukaisen venttiilijärjestelmän eri kytkentämahdoilisuuksia ««· : : ·«· kuvaö esittää kaaviokuvana on/off-venttiilijärjestelmää sovel- *:··· 30 tavaa piiriä sylinterin ohjauksessa, ·«« • · kuva 6 esittää kuvan 5 järjestelmän sylinterin nopeuksia vent- • · · *:/ tiilien avauksien eri kombinaatioilla, : *: • · · 35 kuva 7 esittää kuvan 6 nopeuksia asetettuna suuruus- järjestykseen, ja • · 118608 4 kuva 8 esittää kuvan 5 järjestelmän paineen vaihteluita painepuolella venttiilien avauksien eri kombinaatioilla.In the following description, the invention will be illustrated with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 is a diagrammatic representation of a prior art proportional valve, Figure 2 is a diagrammatic representation of a valve system according to the invention for one valve assembly. Figure 3 illustrates a preferred embodiment of the invention; Fig. 4a-4d illustrate various switching possibilities of the valve system of Fig. 3 ««:: · «· The diagram shows a diagram of an on / off valve system. : ··· 30 circuits for cylinder control, · «« • · Figure 6 shows the cylinder speeds of the system of Figure 5 with various combinations of vent • · · *: / bricks, *: • · · 35 Figure 7 shows the speeds of Figure 6 set and • · 118608 4 Figure 8 shows the pressure variations of the system of Figure 5 on the pressure side with various combinations of valve openings.

Kuvassa 1 on esitetty erään tunnetun tekniikan mukaisen pro-5 portionaalisen suuntaventtiilin ominaiskäyrä, jossa venttiilin tilavuus-virran Q läpäisykapasiteetti riippuu lineaarisesti ohjaussignaalista V. Ominaiskäyrän kaltevuus riippuu lisäksi venttiilin yli vaikuttavasta paine-erosta, ts. kuinka suuri painehäviö suuntaventtiilissä tapahtuu. Esitetyssä esimerkissä ohjaussignaalina käytetään jännitesignaalia V, 10 mutta voidaan käyttää myös virtasignaalia /. Ohjaussignaalin V valittu taso toimii asetusarvona VSET, jolloin maksimiohjaus VMAX vastaa tilavuusvirran maksimia Qmax, ja muut tasot käyrää vastaavasti tilavuusvirtaa QSet. jolloin ohjauksen ollessa nolla ei saada tilavuus-virtaa. Ominaiskäyrä jatkuu tavallisesti peilikuvana negatiiviselle 15 puolelle, jolloin VSet voi olla myös negatiivinen, jolloin myös virtauksen suunta ja venttiilin asento vaihtuu.Figure 1 shows the characteristic curve of a prior art pro-proportional directional valve in which the throughput capacity of the valve volume flow Q is linearly dependent on the control signal V. The slope of the characteristic curve further depends on the pressure difference across the valve, i.e. the magnitude of pressure drop. In the example shown, the voltage signal V10 is used as the control signal, but the current signal / can also be used. The selected level of the control signal V acts as a setpoint VSET, whereby the maximum control VMAX corresponds to the maximum flow rate Qmax, and the other levels curve the flow rate QSet, respectively. whereby the control is zero and no volume flow is obtained. The characteristic curve usually continues as a mirror image to the negative side 15, whereby the VSet can also be negative, whereby the direction of flow and the position of the valve are also changed.

Suuntaproportionaaliventtiilissä proportionaalimagneetti vaikuttaa oh-jausluistiin, joka on tavallisesti keskitetty jousien avulla. Proportionaali-20 magneetti on puolestaan tavallisesti tasavirtamagneetti (DC), josta ulostulona saadaan ankkurin voima tai liikematka, joka on verrannollinen sisääntulona syötettyyn sähköiseen ohjaussignaalin tasoon.In the directional proportional valve, the proportional magnet acts on the control slide, which is usually centered by springs. Proportional magnet, in turn, is usually a direct current magnet (DC), which outputs an anchor force or Motion distance that is proportional to the level of electrical control signal input.

: Venttiilin ohjausvälineet on muodostettu piirikorttiin, joka on kytketty sähköisesti venttiiliin. Piirikorttiin puolestaan voidaan kytkeä jokin 25 ohjausjärjestelmä venttiilin ja laajemman laitteiston ohjaamiseksi. Oh-‘•••j jausjärjestelmältä saatavalla tietyn tasoisella ohjaussignaalilla voidaan siten ohjata venttiilin läpi kulkevaa tilavuusvirtaa ja edelleen venttiiliin ··♦ ·*...·* kytkettyä toimilaitetta. Paineellisen tilavuusvirran avulla voidaan edel leen ohjata sylinteritoimilaitteen liikenopeutta ja liikesuuntaa. Esimer-·:··: 30 kiksi välillä -10 V - +10 V muuttuvalla asetussignaalilla sylinterin liike- ·”*: suunta (ts. venttiilin luistin asento) määräytyy etumerkin perusteella ja *·· \ jolloin raja-arvolla 0 V, venttiili on suljetussa asennossaan ja sylinteri pysähtyneenä. Asetussignaalina voi myös olla esimerkiksi 0 V - 20 V *·;·: signaali, jolloin raja-arvon on 10 V. Kuvaan 1 on merkitty myös suunta- 35 proportionaaliventtiilin piirrosmerkki ja siinä olevat liitännät.A: The valve control means is formed on a circuit board that is electrically connected to the valve. The circuit board, in turn, can be connected to any control system 25 for controlling the valve and the wider hardware. Thus, a certain level of control signal from the control system can be used to control the volume flow through the valve and the actuator further connected to the valve ·· ♦ · * ... · *. The flow rate and direction of movement of the cylinder actuator can be further controlled by means of a pressurized volume flow. Example:: ··: 30 chips with a variable setting signal of -10 V to +10 V cylinder movement · ”*: direction (ie valve slide position) is determined by the sign and * ·· \ with a limit of 0 V, the valve is in the closed position and the cylinder is stopped. The setting signal may also be, for example, 0 V - 20 V * ·; ·: a signal with a limit of 10 V. Figure 1 also shows the drawing symbol of the directional proportional valve and the connections therein.

* · ·* · ·

• I• I

118608 5118608 5

Kuvassa 2 on esitetty erään on/off-venttiilijärjestelmän yhden venttiilisarjan portaittainen ominaiskäyrä, jolloin ohjaussignaalin V muuttuessa tilavuusvirta Q muuttuu vain portaittain. Venttiilijärjes-telmän tilavuusvirta QSet muuttuu portaittain asetussignaalin VSet 5 ylittäessä tai alittaessa portaille asetetut rajat. Paineväliaineen tilavuusvirran säädettävyys on tietenkin sitä parempi, mitä pienempi portaan koko dQ on suhteessa maksimitilavuusvirtaan QMAX, ts. mitä enemmän venttiileitä on.Fig. 2 shows a stepwise characteristic of one set of valves of an on / off valve system, whereby, as the control signal V changes, the volume flow Q changes only stepwise. The volumetric flow QSet of the valve system changes incrementally when the set signal VSet 5 exceeds or falls below the set limits. Of course, the adjustable volume flow rate of the pressure medium is the better the smaller the step size dQ relative to the maximum flow rate QMAX, i.e. the more valves there are.

10 Kuvaan 3 viitaten keksinnön eräs edullinen, toimilaitteen ohjaukseen tarkoitettu venttiilijärjestelmä 100 käsittää ainakin P-, T-, A- ja B-liitän-nät. Tuloliitäntä P on järjestetty painelinjan kytkemiseksi järjestelmään, tavallisesti pumpulta saatavan paineellisen paineväliaineen tilavuus-virran vastaanottamiseksi. Lähtöliitäntä T on järjestetty paluulinjan 15 kytkemiseksi järjestelmään, joka paluulinja on tankkilinja tai painelinjaa painetasoltaan alhaisempi linja. Ensimmäinen työliitäntä A on järjestetty toimilaitteen, kuten sylinterin männänpuolen kytkemiseksi järjestelmään. Toinen työliitäntä B on järjestetty toimilaitteen, kuten sylinterin männänvarren puolen kytkemiseksi järjestelmään. Yhden 20 työliitännän kautta toimilaitteeseen syötetään tilavuusvirtaa ja samalla toisen kautta tilavuusvirtaa vastaanotetaan toimilaitteesta.Referring to Figure 3, a preferred actuator control valve system 100 of the invention comprises at least P, T, A, and B connections. The inlet connection P is arranged to connect a pressure line to the system, usually to receive a volume flow of pressurized pressure medium from the pump. An outlet T is provided for connecting a return line 15 to a system which is a tank line or a line lower than the pressure line. The first working port A is arranged to operate the device, such as the piston side of the cylinder in the system. The second working port B is arranged on an actuator such as a cylinder the piston rod side of a system. Volume current is supplied to the actuator through one of the 20 work connections, and volume flow is received from the actuator through the other.

• · · *·,. Toimilaitteen eri liikesuuntia varten järjestelmä 100 käsittää sähköisesti ohjattavat kytkentävälineet 101, jotka on järjestetty ainakin ensimmäi- 25 sen yhteyden 1 muodostamiseksi (tuloliitännän P ja ensimmäisen *···! työliitännän A välille) ja samanaikaisesti toisen yhteyden 2 muodosta- ******* miseksi (lähtöliitännän T ja toisen työliitännän B välille). Kytkentäväli- ·«· neet 101 on järjestetty myös ainakin kolmannen yhteyden 3 muodostamiseksi (tuloliitännän P ja toisen työliitännän B välille) ja ainakin ·:··: 30 samanaikaisesti neljännen yhteyden 4 muodostamiseksi (lähtöliitännän ·**’; T ja ensimmäisen työliitännän A välille). Eri kytkentävaihtoehtoja on M· \ havainnollistettu myös kuvassa 4c piirrosmerkkien avulla.• · · * ·,. For the various directions of movement of the actuator, the system 100 comprises electrically controlled coupling means 101 arranged to provide at least a first connection 1 (between the input P and the first * ···! Work interface A) and simultaneously a second connection 2- ****** * (between output terminal T and second work interface B). The switching means 101 are also arranged to establish at least a third connection 3 (between the input P and a second work interface B) and at least ·: ··: 30 simultaneously to establish a fourth connection 4 (between the output · ** '; T and the first work connection A) ). The various switching options M · \ are also illustrated in Figure 4c with the aid of drawing symbols.

* ·♦·· ··· *·;·** Halutut kytkentävaihtoehdot on mahdollista toteuttaa esimerkiksi :*♦*: 35 sähköohjatulla 4/2-venttiilillä, joka on luistityyppinen on/off-venttiili V, ·*·.: jollainen on merkitty kuvaan 3. Vaihtoehtoisesti yhteydet voidaan to teuttaa kahden rinnakkaisen sähköohjatun 3/2-venttiilin avulla. Luisti- 118608 6 venttiilin asentovaihtoehtoja lisäämällä voidaan kasvattaa koko järjestelmän kytkentävaihtoehtoja. Kytkentävälineet 101 voivatkin vaihdella laajasti ja ne voidaan liittää järjestelmään 100 myös erillisinä. Tällöin järjestelmä 100 käsittää perusmuodossaan vain tuloliitännän P ja 5 ensimmäisen työliitännän A välisen ensimmäisen yhteyden 1, sekä erillisen, lähtöliitännän T ja toisen työliitännän B välisen toisen yhteyden 2. Kytkentävälineet 101 kytketään tällöin tarvittaessa työliitäntöihin A ja B. Esimerkiksi moottorin ohjauksen yhteydessä välineitä 101 ei tarvita, mikäli moottori pyörii vain yhteen suuntaan.* · ♦ ·· ··· * ·; · ** The desired switching options can be realized, for example: * ♦ *: 35 electrically operated 4/2-valves, which are slider-type on / off valves V, · * ·.: marked in Figure 3. Alternatively, connections can be made using two parallel electrically controlled 3/2 valves. Adding slide positioning options to the slide 118608 6 can increase the overall system switching options. Indeed, the coupling means 101 may vary widely and may also be connected separately to the system 100. In this case, the system 100 comprises in its basic form only the first connection 1 between the input terminal P and 5, the first working interface A, and the separate second connection 2 between the output terminal T and the second working interface B. The connection means 101 are then connected to the working terminals A and B, for example. , if the motor rotates in only one direction.

1010

Edelleen kuvaan 3 viitaten yhteyksien 1 - 4 kautta kulkevaa paineväli-ainetta ohjataan edelleen venttiilivälineiden 102 avulla. Venttiilivälineet 102 käsittävät kaksi venttiilisarjaa 103 ja 104. Kukin sarja käsittää useita sähköisesti ohjattavia, rinnankytkettyjä on/off-venttiileitä, joiden 15 keskinäinen paineväliaineen läpäisykapasiteetti on järjestetty portaittain nousevaksi sarjaksi. Koko venttiilijärjestelmän 100 paineväliaineen tilavuusvirran minimikapasiteetti määräytyy sarjan pienimmän venttiilin kapasiteetin mukaisesti ja maksimikapasiteetti sarjan kaikkien venttiilien summakapasiteetin perusteella. Sarjalla 103 (liitännässä P) sääde-20 tään yhteyksien 1 ja 3 tilavuusvirtaa, sekä sarjalla 104 (liitännässä T) säädetään yhteyksien 2 ja 4 tilavuusvirtaa. Yhtäaikaisesti kuitenkin vain joko yhteyksiä 1 ja 2 tai yhteyksiä 3 ja 4. Venttiilisarjat 103 ja 104 . voidaan koostaa muullakin tavalla halutun porrasmaisen ominaiskäyrän muodostamiseksi, jolloin sarjassa saattaa olla useita samankokoisia 25 venttiilejä. Venttiilisarjat voivat myös poiketa toisistaan. Esimerkkijärjes- '···’ telmän venttiilisarja on puolestaan helppo esittää matemaattisesti ja J'" sen venttiilimäärä on mahdollisimman pieni portaiden määrään näh- den. Esimerkkijärjestelmän kuvan 7 mukainen saavutettava ohjauskäy-rä mahdollistaa lisäksi tarkan, lähes lineaarisen ohjauksen erityisesti ·:*·: 30 suurilla nopeuksilla.Referring further to Figure 3, the pressure medium passing through the connections 1-4 is further controlled by valve means 102. Valve means 102 comprises two sets of valves 103 and 104. Each set comprises a plurality of electrically controlled, parallel on / off valves having a mutual pressure medium throughput capacity arranged in a step-by-step sequence. The minimum volume flow rate of the pressure medium for the entire valve system 100 is determined by the smallest valve capacity in the series and the maximum capacity based on the total capacity of all valves in the series. Series 103 (at interface P) adjusts the flow rates for connections 1 and 3, and series 104 (at interface T) controls the flow rates at connections 2 and 4. However, only connections 1 and 2 or connections 3 and 4 can be used simultaneously. Valve sets 103 and 104. may also be assembled in other ways to produce the desired stepped characteristic, whereby a plurality of valves of the same size may be present. Valve sets may also differ. The valve system of the exemplary system, '···', in turn, is easy to mathematically represent and the number of valves J '"is as small as possible in the number of steps. The reachable control curve shown in Figure 7 of the exemplary system also provides precise, almost linear control. 30 at high speeds.

• · ··· \t Sarjat 103 ja 104 on keksinnön esitetyssä suoritusmuodossa toteutettu neljällä sähköohjatulla 2/2-venttiilillä (solenoidiohjattu on/off-venttiili) kuvan 3 mukaisesti. Venttiilien V1 - V4 paineväliaineen tilavuusvirran :*·*: 35 keskinäiset läpäisykapasiteetit on järjestetty taulukon 1 mukaisesti.The series 103 and 104 in the illustrated embodiment of the invention are implemented with four electrically controlled 2/2 valves (solenoid controlled on / off valve) as shown in Figure 3. The mutual flow capacities of the V1 to V4 pressurized fluid volumes: * · *: 35 are arranged in accordance with Table 1.

:*·.· Säätöä varten tarvitaan vähintään kaksi venttiiliä.: * ·. · At least two valves are required for adjustment.

• · 118608 7• · 118608 7

Kuvan 3 mukaisesti keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa on kussakin sarjassa neljä (merkitään N kpl) kappaletta venttiileitä 15 ohjausportaan aikaansaamiseksi. Tällöin ensimmäisen venttiilin (V1) läpäisykapasiteetti on 0,5 l/min (merkitään Q) ja sitä järjestyksessä 5 seuraavien venttiilien läpäisykapasiteetti on 1,0 l/min (V2), 2,0 l/min (V3) ja 4 l/min (V4), ts. laskennallisen säännön 2°"1>·0 mukaisesti, jossa muuttuja n on venttiilin järjestysnumero. Portaan kooksi dQ saadaan siten Q, portaiden maksimimääräksi saadaan 15 (ts. laskentasäännön 2*’1 mukaisesti), poisluettuna 0-porras. Järjestelmän minimi-10 kapasiteetiksi saadaan Q ja maksimikapasiteetiksi saadaan 7,5 l/min (ts. laskentasäännön Q^-l) mukaisesti). Laskentasääntöjen avulla voidaan laskea tarvittava venttiilimäärä N, kun tiedetään haluttu maksimikapasiteetti ja haluttu dQ. Vastaavasti kolmella venttiilillä aikaansaadaan seitsemän porrasta ja kuudella venttiilillä 63 porrasta. 15 Tyypillisesti venttiilien määrä vaihtelee välillä 3-7.As shown in Figure 3, in a preferred embodiment of the invention, each set has four (denoted by N) valves 15 to provide a control stage. In this case, the throughput of the first valve (V1) is 0.5 l / min (denoted Q) and the successive valves of successive 5 are 1.0 l / min (V2), 2.0 l / min (V3) and 4 l / min. (V4), i.e. according to the computational rule 2 ° "1> · 0, where the variable n is the sequence number of the valve. Thus step size dQ is given by Q, the maximum number of steps is 15 (i.e. according to counting rule 2 * '1) The system has a minimum-10 capacity of Q and a maximum capacity of 7.5 l / min (i.e. according to the calculation rule Q ^ -1) The calculation rules can be used to calculate the required number of valves N when the desired maximum capacity and the desired dQ are known. steps and six valves with 63. 15 Typically, the number of valves varies between 3-7.

Qtot Venttiili V1 Venttiili V2 Venttiili V3 Venttiili V4 [l/minl Qw=0,51/min Qi/g=1,01/min Qv3=2,0l/min Qw=4,0l/min 0_0_0__0_0_ 0,5_J_0_0_0_ 1,0_0_J__0_0_ 1.5 _J_J_0_0_ 2J)_0_0_J_0_ :V:' 2J5_J_0_J_0_ r’: 3J)_0__J_o_ 3.5 1110 • * - 1 mi mu, m·— i 11-1.11 i ~ ' ' ’ ' 4,0(4,5) 0(1)_0__0_J_ 4,5(4,5) 1(1)_0__0_J_ ....: 5,0(5,5) 0(1) 1__0_J_ 5,5(5,5) 1(1) 1__0_J_ 6,0(6,5) 0(1)_0__J_J_ .SV 6,5(6,5) 1(1)_0__J_J_ O 7,0(7,5) 0(1) 1__J_J_ :*·;.· 17,5(7,5) 11(1) U M M_Qtot Valve V1 Valve V2 Valve V3 Valve V4 [l / minl Qw = 0.51 / min Qi / g = 1.01 / min Qv3 = 2.0l / min Qw = 4.0l / min 0_0_0__0_0_ 0.5_J_0_0_0_ 1.0_0_J__0_0_ 1.5 _J_J_0_0_ 2J) _0_0_J_0_: V: '2J5_J_0_J_0_ r': 3J) _0__J_o_ 3.5 1110 • * - 1 mi mu, m · - i 11-1.11 i ~ '' '' 4.0 (4,5) 0 (1). _0__0_J_ 4.5 (4.5) 1 (1) _0__0_J_ ....: 5.0 (5.5) 0 (1) 1__0_J_ 5.5 (5.5) 1 (1) 1__0_J_ 6.0 (6 , 5) 0 (1) _0__J_J_ .SV 6.5 (6.5) 1 (1) _0__J_J_ O 7.0 (7.5) 0 (1) 1__J_J_: * ·;. · 17.5 (7.5) ) 11 (1) UM M_

Taulukko 1 • *♦ • · 118608 8Table 1 • * ♦ • · 118608 8

Venttiilijärjestelmän läpäisykapasiteetin ohjaamiseksi halutulle tasolle Qset avataan ne venttiilit, joiden summakapasiteetti QTot vastaa haluttua tasoa ja asetussignaalia VSet Taulukossa 1 tasot esiintyvät siten 0,5 l/min välein ja kunkin tason saavuttamiseksi samalle riville on mer-5 kitty on kyseinen venttiili tällöin ohjattu avoimeksi (1) vai suljetuksi (0). Koko yhteyden sulkemiseksi kaikki venttiilit ovat suljettuina (0). Eräissä tilanteissa venttiilijärjestelmän toimintaa voidaan parantaa, jos pienintä venttiiliä (V1) pidetään jatkuvasti auki suurilla tilavuusvirroilla (Qset > Qmax/2). Tällöin portaiden määrä pienenee, mutta voi silti olla riittävä 10 ohjauksen kannalta. Tämä tilanne on merkitty taulukkoon 1 suluissa.In order to control the throughput capacity of the valve system to the desired level Qset, the valves whose total capacity QTot corresponds to the desired level and the setting signal VSet are opened in Table 1 so that the levels occur at 0.5 l / min and each line is marked with ) or closed (0). To close the entire connection, all valves are closed (0). In some situations, the operation of the valve system can be improved by keeping the smallest valve (V1) open continuously at high flow rates (Qset> Qmax / 2). The number of steps is then reduced, but may still be sufficient for control. This situation is shown in Table 1 in brackets.

Kuvassa 4a on piirrosmerkkien avulla havainnollistettu sarjan 103 ja kuvassa 4b sarjan 104 kytkentämahdollisuuksia. Kytkentä liitäntään A tai B riippuu kytkentävälineiden 101 asennosta. Esitetyt sarjat ovat 15 esitetyssä suoritusmuodossa samanlaisia, mutta ne voivat vaihdella keskenään halutulla tavalla. Kunkin sarjan kaikki venttiilit V1 - V4 suljettuina yhteys 1 - 4 voidaan sulkea ja sarjan yksikin venttiili V1 -V4 avattuna yhteys muodostuu, jolloin venttiilijärjestelmän läpäisemä tilavuusvirta määrä riippuu kulloinkin avatuista venttiileistä. Tilavuus-20 virran Q säädettävyyttä kyseisessä kytkennässä on merkitty viivoituksella. Kun tarkastellaan kokonaisuutena venttiilijärjestelmän 100 kytkentämahdollisuuksia, jotka on esitetty kuvassa 4d, havaitaan, että . sillä voidaan saavuttaa tavallisen 4/3-venttiilin kytkentöjen lisäksi kyt- kentöjä, joissa yksi yhteys on vuorollaan suljettuna. Tämä on mah-*:*.** 25 dollista, koska sarjoja 103 ja 104 voidaan tarvittaessa ohjata erikseen.Figure 4a illustrates, by means of drawing symbols, the connection possibilities of the series 103 and Figure 4b illustrates the connection possibilities of the series 104. The connection to terminal A or B depends on the position of the coupling means 101. The kits shown are the same in the 15 embodiments shown, but may vary as desired. When all valves V1 - V4 of each series are closed, connection 1 - 4 can be closed and even one of the valves V1 - V4 in the series is opened, whereby the volume flow rate through the valve system depends on the valves opened at any given time. The adjustability of the volume-20 current Q in this connection is indicated by a dash. When viewed as a whole, the connection possibilities of the valve system 100 shown in Figure 4d show that. in addition to conventional 4/3-valve connections, it is possible to achieve connections where one connection in turn is closed. This is mah - *: *. ** for $ 25, as the kits 103 and 104 can be controlled separately if needed.

Erillisyys tarkoittaa myös sitä, että painehäviöitä voidaan samanaikai-sissa yhteyksissä hallita myös erikseen.Separation also means that pressure losses can also be separately controlled at the same time.

OO

Edelleen kuvaan 3 viitaten venttillljärjestelmä 100 käsittää lisäksi *:·*: 30 sähköiset ohjausvälineet 105 venttiilivälineiden 103, 104 ohjaamiseksi ·**’: ohjaussignaalien 106 avulla. Keksinnön erään edullisen suoritusmuo- \ don mukaisesti ohjausvälineet 105 on muodostettu ohjelmoitavalla *;:! mikrokontrollerilla, joka on ohjausjohtimin kytketty sarjojen 103, 104 • · venttiileihin ja välineiden 101 venttiiliin V. Kontrolleri 105 toteuttaa :**\· 35 ohjauksen sen muistivälineisiin tallennetun ohjausalgoritmin avulla :*·.· laitteistoa ohjaavan järjestelmäohjelman alaisuudessa. Ohjausalgoritmi • · on muodostettu halutun ohjauksen aikaansaamiseksi. Ohjausta varten 118608 9 kontrolleri 105 saa ulkopuolelta tarvittaessa yhden tai useampia asetussignaaleja 107 ja 108, joiden perusteella sarjojen venttiilejä avataan ja suljetaan tai välineiden 101 venttiiliä siirretään tarvittaessa. Kontrollerilla 105 säädetään tarvittaessa automaattisesti myös sitä, 5 kuinka nopeasti venttiilijärjestelmän 100 yhteyksien tilavuusvirtaa muutetaan, ts. säädetään toimilaitteen kiihdytys- ja hidastusramppeja. Lisäksi säädetään sarjojen tilavuusvirtojen läpäisyn epäsymmetrisyyttä kussakin tilanteessa, esim. paluupuolen sarjan 104 läpäisy ohjataan suuremmalle tasolle kuin painepuolen sarjan 103 läpäisy, painehäviöi-10 den pienentämiseksi. Vaihtoehtoisesti, kavitaation välttämiseksi, sarjan 103 läpäisy on ohjattu isommaksi kuin sarjan 104. Tämän lisäksi kontrollerille 105 syötettävän ohjaussignaalin 107, 108, kuten asetus-signaalin (esim. jännitesignaali -10 V - +10 V tai virtasignaali) perusteella säätöalgoritmilla lasketaan käytettävä kuvan 2 mukainen taso ja 15 toimilaitteen liikesuunta, jonka jälkeen sarjojen 103 ja 104 venttiileitä ja välineitä 101 ohjataan. Venttiilien V, V1 - V4 ohjaus voi tapahtua esimerkiksi ohjausvälineiden 105 releillä, joiden kautta käyttöjännite syötetään venttiileille.Referring further to Figure 3, the valve system 100 further comprises *: · *: 30 electrical control means 105 for controlling the valve means 103, 104 by means of the control signals 106. According to a preferred embodiment of the invention, the control means 105 are formed by a programmable *;:! with a microcontroller connected via control wires to the valves V of series 103, 104 and to the valve V of the means 101 Controller 105 implements: ** \ · 35 control by means of a control algorithm stored in its memory means: * ·. The control algorithm • · is designed to provide the desired control. For control 118608 9, controller 105 receives externally, if necessary, one or more set signals 107 and 108, by means of which the valves of the series are opened and closed or the valves of the means 101 are moved as needed. The controller 105 also automatically controls, if necessary, how quickly the volume flow of the connections of the valve system 100 is changed, i.e., the acceleration and deceleration ramps of the actuator. It also provides kits for the flow asymmetry of the transmission of a given situation, e.g. reverse side a series of transmission 104 is controlled to a higher level than the pressure in the transmission-side set 103, the 10-painehäviöi reduce. Alternatively, to avoid cavitation, the throughput of the series 103 is controlled higher than that of the series 104. In addition, based on the control signal 107, 108 supplied to the controller 105, such as a setting signal (e.g., -10V to +10V or current signal) level and the direction of motion of the actuator 15, after which valves and means 101 of the series 103 and 104 are controlled. The control of the valves V, V1 to V4 may be effected, for example, by the relays of the control means 105 through which the operating voltage is supplied to the valves.

20 Em. kontrollerin 105 säätöalgoritmin laskentaan liittyviä parametreja, kuten hidastusramppi, kiihdytysramppi, epäsymmetrisyys, säädön nolla-alueen eli kuolleen alueen koko, asetussignaalin ja läpäisykapasi- .**.: teetin suhde, venttiilikombinaatio eri läpäisytasoilla, sarjojen ohjauksen * · · 4.V erillisyys ja kuvien 4a—4d mukaiset erikoiskytkennät syötetään *.·.*;* 25 edullisesti kontrollerille 105 esimerkiksi ohjelmointilaitteen tai ohjaus-I järjestelmän 109, kuten tietokonelaitteiston avulla, joka muodostaa ylemmän tason ohjausjärjestelmän. Ainakin osa parametreista voidaan asettaa suoraan kontrolleriin 105 liitettyjen ohjausruuvien tai ohjauspainikkeiden avulla. Siinä voi olla jopa näyttö ja näppäimistö •:··: 30 parametriarvojen sisäänsyöttämiseksi käsin. Mainitulla ohjausjärjestel- · ": mällä 109 voidaan samalla ohjata muitakin venttiilijärjestelmiä tai • · · \ laitteistoja, joihin venttiilijärjestelmä 100 liittyy. Venttiilijärjestelmän 100 asettamiseksi eri tiloihin mm. erilaisten yhteyksien luomiseksi voidaan * ♦ *·;·' asetusarvo ja parametrit syöttää kontrollerille 105 digitaalisessa 35 muodossa esimerkiksi väylän 107 tai 108 kautta, mutta eräissä j\: suoritusmuodoissa myös analogisessa muodossa asetussignaalilla 107 • · tai 108. Kullekin parametrille voi myös olla oma signaalilinja.20 Em. parameters related to calculating the control algorithm of controller 105, such as deceleration ramp, acceleration ramp, asymmetry, size of control zero or dead zone, setting signal and throughput capacity **: ratio of ratio, valve combination at different throughput levels, sequence control * · · 4.V 4a to 4d are preferably supplied to controller 105, for example by means of a programming device or control system 109, such as computer hardware, which forms a higher level control system. At least some of the parameters can be set directly by means of control screws or control buttons attached to controller 105. It can even have a display and keyboard •: ··: 30 for manually entering parameter values. Said control system 109 can simultaneously control other valve systems or equipment to which the valve system 100 is associated. To set the valve system 100 in different modes, inter alia, for setting up various connections, the setpoint and parameters of the controller 105 can be input to the controller 105. 35, for example via bus 107 or 108, but in some embodiments also in analog form with the setting signal 107 • · or 108. Each parameter may also have its own signal line.

118608 10118608 10

Parametreille voidaan myös käyttää sovittuja oletusarvoja, jolloin ohjaus tapahtuu yksinkertaisesti yhdellä asetusarvolla (esim. jännitesignaali -10V - +10 V tai virtasignaali) ja kontrolleri huolehtii 5 järjestelmän 100 tarkemmasta ohjauksesta optimaalisella tavalla säätö-algoritmin avulla. Asetusarvo voidaan antaa myös manuaaliohjauk-sessa esimerkiksi ohjaussauvan avulla, jota käyttäjä ohjaa halutun nopeuden saavuttamiseksi. Haluttu nopeus on tällöin esimerkiksi hidas tai nopea, riippuen ohjaussauvan asennosta.Default values can also be used for the parameters, whereby the control is performed simply by a single setpoint (e.g., a voltage signal of -10V to +10V or a current signal) and the controller provides optimal control of the system 100 via the control algorithm. The setpoint can also be entered in manual control, for example by means of a joystick controlled by the user to achieve the desired speed. The desired speed is then, for example, slow or fast, depending on the position of the joystick.

1010

Keksinnön eräässä suoritusmuodossa venttiilijärjestelmä 100 koostuu erillisistä venttiileistä V ja V1 - V4, jotka kiinnitetään sopivimmin yhteiselle pohjalaatalle, johon on muodostettu myös tarvittavat poraukset ja kanavoinnit em. yhteyksien muodostamiseksi. Järjestelmästä muodos-15 tuu yhtenäinen ja kompakti kokonaisuus. Pohjalaatassa on edullisesti myös osa venttiilijärjestelmän 100 liitännöistä (P, T, A, B) esimerkiksi putkikiinnitystä tai asennuslaattakiinnitystä varten. Selvää on, että tarvittavat yhteydet voidaan muodostaa myös putkien ja letkujen avulla venttiilit yhdistämällä. Selvää on, että venttiilijärjestelmään voidaan 20 liittää myös muita liitäntöjä, joiden avulla muodostetaan esitettyjen yhteyksien 1 - 4 lisäksi erikoisyhteyksiä. Tällöin erityisesti kytkentäväli-neiden 101 venttiilin V kytkentämahdollisuudet lisääntyvät. Venttiilin V .·. : avulla voitaisiin esimerkiksi sulkea liitännät A ja B sekä muodostaa yhteys liitäntöjen P ja T välille esitettyjen sarjojen 103 ja 104 kautta.In one embodiment of the invention, the valve system 100 consists of separate valves V and V1-V4, which are preferably mounted on a common bottom plate, which also has the necessary bores and ducts for forming the aforementioned connections. The System-15 forms a single, compact unit. Preferably, the base plate also includes some of the connections (P, T, A, B) of the valve system 100, for example for pipe mounting or mounting plate mounting. It is clear that the necessary connections can also be made by means of pipes and hoses by connecting the valves. It will be appreciated that other connections may be provided to the valve system 20 to provide special connections in addition to the connections 1-4 shown. In this case, in particular, the connection possibilities of the valve V of the coupling means 101 are increased. Valve V. ·. For example, it could be used to close connections A and B and establish a connection between connections P and T via the series 103 and 104 shown.

• * * 25 * · ***\ Esimerkkijärjestelmän venttiilien ohjauksien laskenta «*«·« • · «·· ·*...·* Kuvassa 5 on esitetty eräs tyypillinen on/off-venttiilijärjestelmää sovel tava piiri sylinterin 200 ohjaukseen. Yksinkertaisuuden vuoksi lasken-*“·: 30 nassa on tankkipaineena on käytetty arvoa 0 bar ja venttiilin 101 ·*": painehäviöt on oletettu merkityksettömiksi ja venttiilien tilavuusvirroiksi Q on valittu 0,5 (V1), 1 (V2), 2 (V3) ja 4 (V4) l/min, kun paine-ero venttiilin yli on 5 bar. Vaihtoehtoisesti sarja voi olla esimerkiksi 2, 4, 8 ja 16 l/min. Tankkipaineen ja painehäviöiden osuus on otettavissa j*V 35 huomioon myös omana tekijänään. Tarkastellaan seuraavaksi !*·.: järjestelmän mallintamista, jolloin käytetään seuraavia merkintöjä: 118608 11• * * 25 * · *** \ Calculation of Valve Controls for Exemplary System Valve Controls Figure 5 illustrates a typical circuit for on / off valve control for cylinder 200. For the sake of simplicity, calculating - * "·: 30 bar is used as a tank pressure of 0 bar and valve 101 · *": pressure losses are assumed to be insignificant and valve flow rates Q are selected as 0.5 (V1), 1 (V2), 2 (V3) and 4 (V4) l / min for a differential pressure across the valve of 5 bar, alternatively the series may be, for example, 2, 4, 8 and 16 l / min The proportion of tank pressure and pressure drop can also be taken into account. Let's look at the following! * ·: Modeling the system using the following entries: 118608 11

Aa 1) Sylinterin männän puolen pinta-ala [m2]Aa 1) of the cylinder of the piston-side area [m2]

Ab 1) Sylinterin männänvarren puolen pinta-ala [m2]Ab 1) of the cylinder piston rod-side area [m2]

Kvp 1) Painepuolen venttiilisarjan pienimmän venttiilin tilavuusvirtakerroin [m3/(s-Pa05)]1 KVP) on the pressure side valve of the smallest displacement of the valve flow coefficient [m 3 / (s-Pa05)]

Kvr 1) Paluupuolen venttiilisarjan pienimmän venttiilin tilavuusvirtakerroin [m3/(sPa0·5)] nP 1) Painepuolen venttiileiden lukumäärä nT r> Paluupuolen venttiileiden lukumäärä avP 2) Painepuolen venttiilisarjan avaus (kokonaisluku 0 - 2V;) avr 2) Paluupuolen venttiilisarjan avaus (kokonaisluku 0 - 2fnr1)) γ Sylinterin pinta-alasuhde Aa/Ab z Apumuuttuja avPKVp/(avrKvt) v 3) Sylinterin nopeus [m/s]Kvr 1) on the return side valve of the smallest valve flowrate coefficient [m 3 / (sPa0 · 5)] n P 1) the number of discharge valves nT r> Number return side valves AVP 2) The discharge valve in the opening (an integer of 0 - 2V;) avr 2) on the return side valve in the opening (integer 0 - 2fnr1)) γ Cylinder area ratio Aa / Ab z Auxiliary variables avPKVp / (avrKvt) v 3) Cylinder speed [m / s]

Pa 3) Paine sylinterin männän puolen kammiossa [Pa] pB 3) Paine männänvarren puolen kammiossa [Pa] ps 1),2) Syöttöpaine [Pa]3 Pa) Pressure in the chamber on the piston side [Pa] p B 3) of the piston rod-side pressure chamber [Pa] ps 1), 2) Feeding pressure [Pa]

Qp Tilavuusvirta painepuolen venttiilisarjan läpi [m3/s]The volume flow Q p through the discharge valve set [m3 / s]

Qt Tilavuusvirta paluupuolen venttiilisarjan läpi [m3/s] F 1),2) Sylinteriin vaikuttava nettovoima (ulkoiset voimat ja kitkat) • · t · • 1 1 « 1 1 .···. Männän 201 liikkuessa positiiviseen suuntaan tilavuusvirroiksi saadaan: • · • · ·Flow rate Qt return side through a series of valves [m3 / s] F1), 2) Net force effective on the cylinder (external forces and frictions) • • · T · 1 1 <1 1. ···. As the piston 201 moves in the positive direction, the flow rates are: • · • · ·

5 (1): QP = avpKVPyJps -pA = v Aa ja (2): QT = avTKwJp^ = v-AB5 (1): QP = avpKVPyJps -pA = v Aa and (2): QT = avTKwJp ^ = v-AB

Voimayhtälön ollessa: (3) F = aaPa - abPb • a • · 9 * ·:· Piirin tasapainotilanteessa (positiivinen suunta) paineet ja nopeus ovat: • · · « ··"· (4) e -I’Ps+r'FlA, (5. _ r z2ps-z1FIAa WP1 z2+y, .WP,- z2 + yl ,ja 2 (R\ v — avp^vp Ir-Ps ~ F" / Ag 2 ab i z2+f 118608 12 Männän 201 liikkuessa puolestaan negatiiviseen suuntaan tilavuus-virroiksi saadaan: 5 (7) Qp = avpKVP4pS~Pb = ~vAb Ja (8) Qt = αντKvr V^T = ~vAaWith the power equation: (3) F = aaPa - abPb • a • · 9 * ·: · In the equilibrium state of the circuit (positive direction), the pressures and velocities are: • · · «··" · (4) e -I'Ps + r ' FlA, (5. _ r z2ps-z1FIAa WP1 z2 + y, .WP, - z2 + yl, and 2 {R \ v - avp ^ vp Ir-Ps ~ F "/ Ag 2 ab i z2 + f 118608 12 Männän In turn, 201 moves in a negative direction into volume flows, where: (8) Qt = αντKvr V ^ T = ~ vAa and (8) Qp = avpKVP4pS ~ Pb = ~ vAb

Voimayhtälön ollessa: (9) F ~ AaPa ~ AbPbIn the force equation: (9) F ~ AaPa ~ AbPb

Piirin tasapainotilanteessa (negatiivinen suunta) paineet ja nopeus 10 ovat: y2/\ +y2F / AB .... γ3 · p,.-z~2F I Aa .At circuit equilibrium (negative direction), pressures and velocity 10 are: y2 / \ + y2F / AB .... γ3 · p, .z ~ 2F I Aa.

0°) Pa = 7 py+f . en) pb=l......?sz-2+f Ja (12) v = _^vl ^s+F/ab0 °) Pa = 7 py + f. en) pb = l ......? sz-2 + f Ja (12) v = _ ^ vl ^ s + F / ab

Ab V Z~2+Yi 15 Edellisistä kaavoista nähdään, että tasapainotilassa paineet riippuvat painepuolen (P) ja paluupuolen (T) avauksesta, syöttöpaineesta ja sylinteriin 200 vaikuttavasta voimasta, jolloin voidaan merkitä funktiot: v = v(avp,avT,ps,F) (13) pA= pA(avp,avT,ps,F) • · pB = pB(avp>avT,ps,F) Ö 20Ab VZ ~ 2 + Y 15 from the above formulas it is apparent that the equilibrium pressures will depend on the pressure side (P) and the return side (T) being opened, the feed pressure and 200 of the active cylinder power, making it possible to mark functions: v = v (AVP, AVT, ps, D) (13) pA = pA (avp, avT, ps, F) • · pB = pB (avp> avT, ps, F) Ö 20

Tarvittava laskenta toteutetaan ohjausvälineiden 105 ohjausalgorit-.···. missä, johon järjestelmää kuvaavat muuttumattomat parametrit (merkit- ’*’ ty edellä viitteellä 1)) syötetään. Laskenta suoritetaan muuttuvien para metrien (merkitty edellä viitteellä2)) eri kombinaatioilla, jonka tuloksena 25 saadaan ulostulot (merkitty edellä viitteellä 3)). Optimoinnin ja kombi-··.·' naation valinnan jälkeen ohjausvälineet 105 ohjaavat ohjaussignaalien ·:· 106 avulla venttiilivälineet 102, siis venttiilit, haluttuun asentoon.The necessary calculation is performed by the control algorithms of the control means 105. ···. where the system parameters that are represented by the system (the characters '*' typed above in reference 1) are entered. The calculation is performed by various combinations of variable parameters (denoted by 2 above), resulting in 25 outputs (denoted by 3 above). After optimization and selection of the combination, the control means 105 control the valve means 102, i.e. the valves, to the desired position by means of the control signals ·: · 106.

• · * ·• · * ·

Halutun asetusarvon muuttuessa toimenpiteet suoritetaan uudestaan. Asetusarvoa voidaan muuttaa jatkuvasti, jota sitten ohjausalgoritmi 30 seuraa. Seuraavassa on esitetty myös ohjausalgoritmin oma prose-duuri haluttuun asetusarvoon pääsemiseksi.If the desired setpoint changes, the procedure is repeated. The setpoint can be continuously changed, which is then followed by the control algorithm 30. The procedure of the control algorithm itself to obtain the desired setpoint is also shown below.

118608 13118608 13

Kombinaatioiden laskenta voidaan suorittaa myös erikseen, ohjausjärjestelmässä 109 tai sen ulkopuolella. Laskenta suoritetaan esim. tietokonelaitteistolla ja ohjausvälineisiin 105 tallennetaan esimerkiksi taulukkona lasketut nopeuden arvot ja niiden em. parametrien 5 arvot, joita laskentaan käytettiin (paineet, käytetty avauskombinaatio, voimat, jne.). Taulukon arvot ovat sijoitettavissa optimointialgoritmiin, jonka perusteella avauskombinaatioiden paremmuusjärjestys saadaan selvitettyä. Käyttöön valitaan haluttu kombinaatio ja taulukon perusteella venttiilit ohjataan sitä vastaavaan asentoon. Järjestely vähentää 10 ja nopeuttaa ohjausvälineiden 105 laskentaa. Ohjausvälineet 105 voivat myös käsittää helppokäyttöisen, käyttövalmiin kokonaisuuden, jossa avauskombinaatioiden laskenta on mukana, jolloin sille ensin syötetään tiedot käytettävästä toimilaitteesta ja venttiilistöstä. Ohjaus-välineisiin 105 voi olla tällöin syötettynä useita valmiita, vaihtoehtoisia 15 malleja käytettävistä paineväliainepiireistä 100, tai ne voidaan määritellä esimerkiksi parametrien avulla tai mallintamalla. Ohjaus-välineet 105 huolehtivat tarvittavien laskenta-algoritmien laskennasta ja tallennuksesta.The calculation of combinations may also be performed separately, within or outside the control system 109. The calculation is carried out, for example, by computer hardware, and the control means 105 store, for example, the values of speed calculated in the form of a table and the values of the aforementioned parameters 5 used for computing (pressures, opening combination, forces, etc.). The values in the table can be placed in an optimization algorithm to determine the order of preference of the opening combinations. The desired combination is selected for operation and the valves are moved to the corresponding position according to the table. The arrangement reduces 10 and speeds up the calculation of the control means 105. The control means 105 may also comprise an easy-to-use, ready-to-use assembly with the calculation of opening combinations, whereupon the actuator and valve assembly used are first fed to it. The control means 105 may then be supplied with a plurality of ready-made, alternative designs 15 of the pressure medium circuits 100 used, or may be defined, for example, by means of parameters or modeling. The control means 105 take care of the computation and storage of the required computation algorithms.

20 Esimerkkijärjestelmän nopeuden ohjaus * · t .·. : Tarkastellaan toimintaa positiiviseen suuntaan. Negatiivinen suunta on käsiteltävissä samalla tavalla ottamalla se huomioon myös em.20 Sample System Speed Control * · t. ·. A: Let's look at action in a positive direction. The negative direction can be treated in the same way by taking it into account as well.

• · « kaavoissa. Haluttaessa ohjata nopeutta ilman takaisinkytkentää, niin 25 syöttöpaine ps ja sylinteriin 200 vaikuttava voima F olisi tunnettava tai mitattava. Keksinnön mukaisesti edellisillä kaavoilla voidaan laskea :···* tasapainotilan paineet ja nopeus kaikilla mahdollisilla P- ja T-puolen on/off-venttiilien avauskombinaatioilla. Näistä arvoista voidaan valita ’:**i haluttua kriteeriä käyttäen paras mahdollinen. Tässä käytetään keksin- \‘\* 30 nön mukaisesti haluttua sakkofunktiota J, joka on esimerkiksi funktio tasapainotilan paineista ja nopeudesta, sekä mahdollisesti myös paineenmuutoksesta, jolloin: • · • · · * f7 (14) J = J(v,pA,pB) * ·• · «in the formulas. If it is desired to control speed without feedback, the supply pressure ps and the force F acting on the cylinder 200 should be known or measured. According to the invention, the above formulas can be calculated: ··· * balance the pressures and the rate for all the possible P- and T-side on / off valve opening combinations. From these values, the best possible choice can be selected by using the desired criteria. Here, according to the invention, the desired penalty function J is used, which is, for example, a function of the equilibrium pressures and velocities, and possibly also of the pressure change, where: · · · · · * f7 (14) J = J (v, pA, pB ) * ·

Kuvassa 6 on esitetty kuvan 5 sylinterin 200 nopeus v P-puolen venttiilisarjan 103 ja T-puolen venttiilisarjan 104 avauksien eri kombi- 35 118608 14 naatioilla, jolloin saadaan on/off-venttiilien takia lukuisa joukko erillisiä, epäjatkuvia tai diskreettejä arvoja. Järjestämällä kombinaatiot järjestykseen toimilaitteella saavutettavan nopeuden perusteella saadaan kuvan 7 mukainen porraskuvio, jossa kukin porras vastaa 5 jotakin tiettyä kombinaatioita. Keksinnön erityisenä etuna on, että oleellisesti samaa nopeutta vastaa useita eri kombinaatioita, joiden painetasot voivat olla hyvinkin erilaiset ja joista sitten voidaan valita sopivin, kunhan esimerkiksi nopeusvirhe on sallituissa rajoissa. Paineen vaihteluita esimerkkijärjestelmän männänpuolella on 10 havainnollistettu kuvassa 8. Valintakriteerinä käytetään esimerkiksi mahdollisimman pientä muutosta paineessa verrattuna vallitsevaan painetasoon. Muitakin kriteerejä voidaan käyttää valittaessa seuraa-vaksi käytettävää kombinaatioita.Figure 6 shows the barrel 200 of Figure 5 the velocity v of the P-side of the valve set 103 on the T side and the valve set 104 of openings of different combined cycle 35 118 608 14 contamination, to give the on / off valves because of large number of separate, discontinuous or discrete values. By arranging the combinations in order based on the speed attainable by the actuator, a stair pattern according to Fig. 7 is obtained in which each stage corresponds to one of a particular combination. A particular advantage of the invention is that there are several different combinations corresponding to substantially the same speed, the pressure levels of which may be very different and from which the most suitable can be selected, as long as, for example, the velocity error is within the permitted limits. The pressure fluctuations on the piston side of the exemplary system are illustrated in Figure 8. For example, the smallest change in pressure relative to the prevailing pressure level is used as a selection criterion. Other criteria may be used to select the combinations to be used next.

15 Ohjaustavassa, jossa P- ja T-puolta ohjataan erikseen, toinen venttiilisarja on tavallisesti täysin avoin. Tällöin käytössä on vain kuvan 2 mukainen porras, jolloin Vmax vastaa siis T- tai P-venttiilisarjan reunimmaista kombinaatiota, joka on joko T- tai P-akselin suuntainen.15 In control mode where the P and T sides are controlled separately, the second set of valves is usually completely open. In this case, only the step shown in Figure 2 is used, whereby Vmax corresponds to the extreme combination of the T or P series of valves parallel to either the T or P axis.

Esillä olevassa keksinnössä ei rajoituta näihin portaisiin, vaan kaikki 20 portaat otetaan huomioon. Myös liikkuminen samalla nopeustasolla on #\# mahdollista eri kombinaatioiden avulla, koska yhtäsuuret pylväät .*·. ; kuvaavat erilaisia kombinaatioita (ja samalla eri painetasoja) mutta • * · ,.V oleellisesti samaa nopeutta. Keksinnön ohjaustavalla pylväältä toiselle voidaan edetä samalla ohjausta optimoiden.The present invention is not limited to these steps, but all 20 steps are considered. Also, moving at the same speed level is possible with different combinations, because of equal columns. ; illustrate different combinations (and simultaneously different pressure levels) but • * ·, .V essentially the same speed. The control mode of the invention can proceed from column to column while optimizing control.

25 ] Ohjaukseen kulloinkin käytettävän avauskombinaation valinta on vaikea tehtävä, johon esillä olevan keksinnön sakkofunktiolla J esitetään ratkaisu. Tämän perusteella voidaan valita se seuraavaksi *···*: kytkettävä avauskombinaatio, joka halutulla tavalla toteuttaa sylinterin ·*": 30 nopeuden ohjauksen. Seuraavassa esitetty tarkastelu pätee ].m analogisesti myös hydraulisille moottoreille, minkä soveltaminen on alan ammattimiehelle selvää esitetyn perusteella.The selection of the opening combination to be used for control is a difficult task which is solved by the fine function J of the present invention. Based on this, the following * ··· *: switchable opening combination can be selected to provide the desired speed control of the cylinder · * ": 30. The following discussion applies to] .m analogously to hydraulic motors, the application of which will be apparent to those skilled in the art.

• I • · · •• I • · · •

f·*: Keksinnön ensimmäisessä suoritusmuodossa on sakkofunktiossa Jf · *: In the first embodiment of the invention there is J in the fine function

35 nopeuden ohjausta varten huomioitu vain nopeusvirhe: 118608 15 (15) ./(ν) = Κ„'ψν-ν|)χ, jolloin νκ/ on haluttu sylinterin nopeus. Muuttuja X on haluttu potenssi, esimerkiksi 2, ja kerroin K0 on painokerroin. Nopeuden ohjauksessa on 5 tiedettävä myös sylinteriin vaikuttava voima F. Seuraavaksi lasketaan tasapainotilan paineet pA, Pb ja nopeus v kaikilla mahdollisilla avaus-kombinaatioilla. Tämän jälkeen lasketaan näiden eri arvojen (pA, pB, v) perusteella sakkofunktion J arvo. Sen jälkeen valitaan se venttiili-sarjojen (esim. 103 ja 104) avauskombinaatio, joka parhaiten täyttää 10 sakkofunktion J kriteerit. Tässä tapauksessa valitaan se avaus-kombinaatio, jolla funktio J on pienin, jolloin nopeusvirhe on pienin. Selvää on, että nopeusvirheelle voidaan asettaa jokin maksimiarvo, jolloin voidaan valita mikä tahansa sopiva avauskombinaatio, jolla funktio J on sitä pienempi. Sopivan avauskombinaation valinta voi 15 perustua muihinkin kriteereihin.For speed control 35, only the speed error is considered: 118608 15 (15) ./(ν) = Κ „''ν-ν |) χ, where νκ / is the desired cylinder speed. The variable X is the desired power, for example 2, and the factor K0 is the weight factor. In speed control 5, it is also necessary to know the force F acting on the cylinder. Next, equilibrium pressures pA, Pb and velocity v are calculated for all possible opening combinations. The value of the fine function J is then calculated from these different values (pA, pB, v). Thereafter, the opening combination of the valve series (e.g., 103 and 104) that best meets the criteria of the 10 Functions J is selected. In this case, the opening combination with the smallest function J is selected with the smallest rate error. It is clear that a maximum value can be set for the velocity error, so that any suitable opening combination with which the function J is smaller can be selected. The selection of a suitable opening combination may also be based on other criteria.

Keksinnön toisessa edullisessa suoritusmuodossa nopeuden ohjauksen lisäksi otetaan huomioon kavitaatio, jolloin hylätään ne avauskombinaatiot, joissa paine pA ja/tai paine pB on asetettua arvoa 20 pmin lähempänä nollapainetta. Tällöin sakkofunktiona J on esimerkiksi: : ·· yi (16) j\Ko · (| V v|)X . jos: PA > ja 'Ps^p^ *\0 1 jos: pA < PmJai: pB < p^n ··· • · • · «··In another preferred embodiment of the invention, in addition to velocity control, cavitation is taken into account, thereby rejecting opening combinations in which the pressure pA and / or pB is 20 pmin closer to the zero pressure. Then the fine function J is, for example: ··· yi (16) j \ Ko · (| V v |) X. her: PA> ja 'Ps ^ p ^ * \ 0 1 her: pA <PmJai: pB <p ^ n ··· • · • · «··

Sakkofunktion J arvoksi annetaan hyvin suuri luku (tai kyseinen :***; 25 vaihtoehto voidaan sulkea pois jatkosta), jos avauskombinaatiolla • ·* uhkaa esiintyä kavitaatiota, joten minimoinnissa kyseinen kombinaatio ei selvästi ole valittavien joukossa.The value of the finite function J is set to a very large number (or that: ***; 25 options can be ruled out) if the opening combination • · * threatens to cause cavitation, so this combination is clearly not among the choices in minimization.

·«« • · *:** Kolmannessa suoritusmuodossa paineille pA ja pB asetetaan ...T 30 tavoitepaineet pA>ref ja pB,mf, joista ne eivät saisi poiketa haluttua enempää. Poikkeaman määrä riippuu sakkofunktion kertoimista. :v, Tavoitepaineilla vaikutetaan mm. energiansäästöön, jolloin paine on )·.*. pidettävä mahdollisimman alhaisena, kuitenkin kavitaatiota on * : vältettävä. Pyrkimys tavoitepaineeseen voidaan yhdistää tarpeeseen 118608 16 pitää nopeus suunnilleen haluttuna ja esittää kaavalla (ilman kavitaationeston ehtoja, mikä voidaan lisätä kaavaan): (17) J =Κ0·ψν’-ν|)χ +ΑΓ, (|p,„-Pi\)r + Κ,·ψ>,.* -ps|)z , 5 jossa parametreillä K* ja K2 (painokerroin) määritetään, kuinka aggressiivisesti pyritään pitämään paine haluttuna. Kun paineen tasolla ei ole väliä, niin kerroin on arvoltaan nolla.In the third embodiment, the pressures pA and pB are set at ... T 30 the target pressures pA> ref and pB, mf from which they should not deviate further than desired. The amount of deviation depends on the coefficient of the fine function. : v, Target pressures affect eg. energy saving with pressure). *. should be kept as low as possible, however cavitation should be *: avoided. The aspiration to target pressure can be combined with the need for 118608 16 to keep the velocity approximately desired and represented by the formula (without the conditions for cavitation suppression, which can be added to the formula): (17) J = Κ0 · ψν'-ν |) χ + ΑΓ, (| ) r + Κ, · ψ>,. * -ps |) z, 5 where K * and K2 (weight factor) determine how aggressively the pressure is to be maintained. When the pressure level does not matter, the coefficient is zero.

10 On/off-venttiilit toimivat porrasmaisesti ja eri kombinaatioilla on valittavissa joukko diskreettejä portaita, jolloin runsaat painetason vaihtelut hyvän nopeuden ohjauksen vastapainona ei aina ole hyväksyttävää. Keksinnön neljännessä suoritusmuodossa painetasojen muutoksia, ts. painehyppäyksiä, pienennetään lisäämällä painetason 15 muutos sakkofunktioon J seuraavasti: (18) J-V(|V-v|)' +*,·]κ.|ρλ-ρ«|Γ +Ks\pB-ps„\f\, jossa pA,ed ja Pe,ed ovat edellisellä laskentakerralla valitut paineet, ts. 20 ohjauksen käytössä oleva diskreetti porras, josta halutaan siirtyä ” seuraavaan sylinterin ohjauksen ja nopeuden muutoksen toteutta- miseksi. Sakkofunktioon voidaan lisätä mm. tavoitepaineiden :.v optimointi, jolloin vaihtelu tapahtuu tietyn painearvon ympäristössä.10 The on / off valves operate stepwise and a variety of discrete steps are available for different combinations, so that high pressure level fluctuations in counterbalance to good speed control are not always acceptable. In a fourth embodiment of the invention, changes in pressure levels, i.e. pressure jumps, are reduced by adding a change in pressure level 15 to the penalty function J as follows: (18) JV (| Vv |) '+ *, ·] κ. | Ρλ-ρ «| Γ + Ks \ pB-ps" \ f \, where pA, ed and Pe, ed are the pressures selected in the previous calculation, i.e. the discrete step used by the 20 controls to move 'to the next to implement cylinder control and speed change. The fine function can be supplemented with e.g. optimization of target pressures: .v, where fluctuation occurs within a given pressure value.

• · « « ·# ·:*: 25 Energiansäästön kannalta syöttöpaineen ps maksimi olisi pidettävä :***: mahdollisimman alhaisena. Tavoitteeseen päästään vaatimalla, että ··· järjestelmän pienimmän paineen on oltava suhteellisen alhainen ja muuttumaton. Tavallisesti pienin paine on paluupuolella, kun voima on . vastustava. Tällöin erään esimerkin mukaisesti pB pyritään pitämään ’.** 30 haluttuna (pe,re/) asetetuissa rajoissa (pB,nf - Pb) ja pA saa vaihdella vapaasti.• · «« · # ·: *: 25 In order to save energy, the maximum supply pressure ps should be kept: ***: as low as possible. This is achieved by requiring that the minimum pressure in the ··· system be relatively low and constant. Usually the minimum pressure is on the return side when the force is. anti. In this case, according to one example, it is sought to keep pB '. ** 30 desired (pe, re /) within the set limits (pB, nf - Pb) and pA may vary freely.

··· • · • * >·· :·!·. Esimerkkijärjestelmän nopeudensäätö • ·* • · • « · *’ 35 Tarkastellaan seuraavaksi erilaisia tapoja määritellä avauskombi- naatioiden valinnassa tarvittava nopeus vnf\ Yksinkertaisin tapaus on 118608 17 avoin ohjaus, jossa haluttu nopeus saadaan suoraan ohjaus-välineiltä 105, 109 tai käyttäjältä esimerkiksi ohjainsauvan avulla. Nopeusvirhe on sitä pienempi, mitä paremmin kuormavoima F ja syöttöpaine ps tunnetaan. Avoimella ohjauksella päästäänkin tarkkaan 5 nopeuden ohjaukseen vain, jos kuormavoima tunnetaan tarkasti tai mitataan. Toisaalta esimerkiksi manuaalisessa ohjauksessa ei tarvita kovin tarkkaa nopeuden ohjausta.··· • · • *> ··: ·! ·. Example System Speed Controls Next, let's look at different ways to determine the speed required to select opening combinations vnf \ The simplest case is 118608 17 open control, where the desired speed is obtained directly from the control means 105, 109, or from a user, e.g. . The better the load force F and the feed pressure ps are, the smaller the velocity error is. Indeed, open steering provides accurate 5-speed control only if the load force is known precisely or measured. On the other hand, for example, manual control does not require very precise speed control.

Nopeuden ohjauksessa sylinteriin vaikuttava voima ei aina ole 10 tiedossa. Tarkempaan nopeudensäätöön päästään mittaamalla toteutunut nopeus ja valitsemalla venttiilikombinaatioita nopeusvirhettä minimoiden. Jos tavoiteltu nopeus v^f on suurempi kuin mitattu nopeus v, niin on valittava avauskombinaatio, joka tuottaa suuremman nopeuden. Ongelmana on kuitenkin kuormavoima F, jonka arvo voi olla huonosti 15 tunnettu. Keksinnössä on kuitenkin havaittu se suljetun säädön kannalta oleellinen seikka, että avauskombinaatioiden järjestys on riippumaton kuormavoimasta, jolloin kaavoissa (4) - (6) ja (10) - (12) voidaan käyttää kuormavoimalle karkeaa estimaattia tai asettaa laskennassa kuormavoiman arvoksi nolla. Tämä mahdollistaa sen, että 20 käytettävät avauskombinaatiot voidaan määrittää ja valita etukäteen järjestäen ne esimerkiksi siten, että nopeuden v vaihtelut ovat pieniä ja/tai että kavitaatio on estetty. Nämä kombinaatiot asetetaan järjestyk-.·.·.* seen ja haluttaessa esim. lisätä nopeutta, valitaan avauskombinaatioita ,·*··*. tässä järjestyksessä kohti suurempaa nopeutta, kunnes haluttu nopeus t***j 25 toteutuu. Sama periaate toimii myös hidastettaessa. Ohjauksen alussa voidaan valita esimerkiksi joka viides arvo ja vähitellen tarkentaa *···*' valintaa, jolloin lopulta valitaan aina seuraava arvo.In speed control, the force acting on the cylinder is not always known. More accurate speed control is achieved by measuring the actual speed and selecting valve combinations to minimize the speed error. If the target velocity v ^ f is greater than the measured velocity v, then an opening combination that produces a higher velocity must be selected. However, there is a problem with the load force F, the value of which may be poorly known. However, it has been discovered in the invention that it is essential for the closed control that the order of the opening combinations is independent of the load force, whereby in the formulas (4) - (6) and (10) - (12) a rough estimate of the load force can be used This allows the opening combinations to be used to be determined and selected in advance, for example with small variations in velocity v and / or to prevent cavitation. These combinations are set in order · · ·. * And if you want to increase the speed, for example, opening combinations are selected, · * ·· *. in this order, towards the higher speed, until the desired speed t *** j 25 is realized. The same principle applies when slowing down. At the beginning of the control, you can select, for example, every Fifth value and gradually refine the selection of * ··· * ', so that the next value is always selected.

Mikäli voima F tunnetaan etukäteen tai voidaan arvioida luotettavasti, 30 niin eri avauskombinaatioiden sarjat voidaan määrittää valmiiksi .*·, (sakkofunktio J). Sarjojen avulla saavutetaan esimerkiksi hyvä nopeu- densäätö (kaava (15)) ja optimaaliset paineet (kaava (16)), kun kuor-**:·* mavoima F on positiivinen, negatiivinen tai nolla, kukin omana sarja- • V naan. Kuormavoiman estimaatin perusteella voidaan määrittää tarkem- 35 min ja valita aina sopivin sarja, jota käytetään avoimessa tai suljetussa säädössä. Tällöin sopiva avauskombinaatio voidaan valita suoraan ilman etenemistä järjestyksessä, riippuen tietenkin halutusta nopeus- 118608 18 profiilista ajan funktiona. Samalla voidaan optimoida esimerkiksi paineita.If the force F is known in advance or can be estimated reliably, then a series of different opening combinations can be determined in advance. * ·, (Finite function J). For example, kits achieve good speed control (formula (15)) and optimum pressures (formula (16)) when the load - **: · * force F is positive, negative, or zero, each in its own series. Based on the load force estimate, it is possible to determine more precisely 35 and always select the most appropriate series to be used in open or closed control. In this case, the appropriate opening combination may be selected directly without progression in sequence, depending of course on the desired velocity profile. At the same time, for example, pressures can be optimized.

Suljetussa nopeudensäädössä avauskombinaatioiden valinnassa 5 tarvittava vnf’ generoidaan nopeussäätäjällä, jonka sisääntulona on nopeusvirhe (vref - v) ja jonka säätöalgoritmi pyrkii minimoimaan nopeusvirhettä. Käytetty laskenta-algoritmin funktio on muotoa v^' = fy(vref - v), missä fv on jokin staattinen tai dynaaminen kuvaus. Säätötarkkuutta voidaan edelleen parantaa käyttämällä myötäkytken-10 tää, jolloin haluttu nopeus vnf summataan nopeussäätäjän lähtöön: vnf = Vnf + fv(Vref - v). Etuna tässä säätötavassa on se, että nopeus-säätäjä toimii pienillä erosuureilla.In closed speed control, the required vnf 'for selecting the opening combinations 5 is generated by a speed controller which has a speed error (vref - v) input and whose control algorithm tends to minimize the rate error. The function of the computation algorithm used is of the form v ^ '= fy (vref - v), where fv is some static or dynamic representation. The control accuracy can be further improved by using feed-forward-10, whereby the desired speed vnf is summed to the output of the speed controller: vnf = Vnf + fv (Vref - v). The advantage of this mode of adjustment is that the speed controller operates at small differences.

Haluttu nopeus voi vaihdella ajan funktiona, jotta esimerkiksi haluttua 15 nopeusramppia vref(t) voitaisiin seurata. Ohjausvälineet 105 voivat olla järjestetty määrittämään tätä haluttua nopeutta jatkuvasti. Haluttu nopeus ajan funktiona vnf(t) voidaan myös tallentaa esimerkiksi funktiona tai taulukkona ja ohjausvälineet lukee kyseistä taulukkoa. Kyseinen haluttu nopeuden arvo, vakio tai muuttuva, voi olla myös 20 ohjaussignaali 107 ja/tai 108, joka generoidaan samalla tai erillisellä ohjausjärjestelmällä 109.The desired speed may vary as a function of time so that, for example, the desired speed ramp vref (t) can be followed. The control means 105 may be arranged to continuously determine this desired speed. The desired velocity as a function of time vnf (t) can also be stored, for example, as a function or as a table and the control means reads that table. The desired rate value, constant or variable, may also be a control signal 107 and / or 108 generated by the same or separate control system 109.

• ·· .·.·* Esimerkkijärjestelmän asemansäätö • · * • · ··« • · 25 Toimilaitteiden ohjauksessa käytetään usein liikkeitä, joissa asema ,*„* vaihtuu jonkin radan tai käyrän mukaisesti, joista esimerkkinä on asema- ja nopeusrampit. Järjestelmän nopeuden ohjaukseen perustuen päästään myös hyvään asemansäätöön, vaikka ohjaus muodos-"**: tuukin diskreeteistä kombinaatioista. Järjestelmä soveltuukin erityisesti 30 asemanohjaukseen, kun toimilaite on jatkuvasti liikkeessä seuraten haluttua asemaa.• · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 25 Controls of actuators often use movements in which the position, * "* changes according to a track or curve, such as position and velocity ramps. Based on system speed control, good position control can also be achieved, though the control provides "- **: discrete combinations. The system is particularly suitable for 30 position control when the actuator is constantly in motion, following the desired position.

·««· ··» • **:·* Kullakin ajanhetkellä haluttu nopeus vref on generoitavissa halutun • *’·· asemaradan xn1(t) perusteella. Haluttu rata xn1(t) voidaan myös 35 tallentaa esimerkiksi funktiona tai taulukkona, jota ohjausvälineet 105 lukee. Takaisinkytkentää varten järjestelmä käsittää lisäksi välineet 118608 19 toimilaitteen aseman määrittämiseksi, jota mitattua asemaa x puolestaan verrataan haluttuun asemaan xnf.At each point in time, the desired rate vref can be generated based on the desired xn1 (t) position path. The desired path xn1 (t) may also be stored as, for example, a function or a table read by control means 105. For feedback, the system further comprises means for determining the position of the actuator 118608 19, which in turn is measured relative to the desired position xnf.

Keksinnön eräässä suoritusmuodossa asemareferenssin xni(t) 5 perusteella määritetään tarvittava nopeus, mikä perustuu esimerkiksi siihen seikkaan, että toimilaitteella on oltava tietty nopeus, jotta se tietyssä ajassa saavuttaisi seuraavan aseman. Rata on usein myös esitettävissä käyrän muodossa, joka on esimerkiksi asemaramppi, nopeusramppi, tai kolmannen tai viidennen asteen polynomi, ja jotka 10 ovat useimmiten myös 1-3 kertaa derivoitavissa. Derivoinnin tuloksena saadaan käytettävä nopeuskäyrä, josta nähdään kullakin ajanhetkenä tavoiteltava nopeus vnf. Nopeusprofiili voidaan tallentaa myös valmiiksi esimerkiksi taulukkoon, tai se määritetään laskennallisesti ohjausvälineissä 105, joille asemarata on sisäänsyötetty.In one embodiment of the invention, the required speed is determined based on the position reference xni (t) 5, for example based on the fact that the actuator must have a certain speed in order to reach the next position in a given time. The orbit can also often be represented in the form of a curve, such as a position ramp, a speed ramp, or a third or fifth degree polynomial, and in most cases is also 1 to 3 times derivative. The result of the derivation is the velocity curve used, which shows the desired velocity vnf at each point in time. The velocity profile may also be pre-stored, for example, in a table, or determined computationally by the control means 105 to which the station track is entered.

1515

Suljetussa aseman säädössä toimitaan kuten edellä on nopeuden-säädön yhteydessä selostettu, mutta nopeussäätäjän tilalla on asema-säätäjä muotoa νη/ = fx(xKf - x). Myötäkytkentää käyttäen muoto on: vref’ = Vref + fx(Xref - *) Eräs yksinkertainen asemasäätäjä on 20 esimerkiksi muotoa: fx = Kp-fx^f-x), jossa KP on vahvistus.Closed position control operates as described above for speed control, but the speed control is replaced by the position control in the form νη / = fx (xKf - x). When using feedrate, the format is: vref '= Vref + fx (Xref - *) One simple position control is 20 forms, for example: fx = Kp-fx ^ f-x), where KP is the gain.

· ·· ·

Esimerkkijärjestelmän ohjaus paineen mittausta käytettäessä • · • · j · t .···. Paineiden pA, Pb mittauksen avulla voidaan määrittää kuormavoima • · 25 esimerkiksi kaavalla (3). Seurauksena on, että voidaan saavuttaa hyvä nopeudensäätö ilman takaisinkytkentää nopeudesta. Paineiden • · **♦· optimoiminen onnistuu myös paremmin, koska saadaan myös mitattua tietoa paineista. Voidaan käyttää myös pienempiä vastapaineita ilman kavitaatiovaaraa, koska paineet on mitattu. Vaihtoehtoisesti voidaan 30 käyttää voima-anturia sinänsä tunnetulla tavalla voiman mittaukseen.Exemplary system control for pressure measurement • · • · j · t. ···. Measurement of the pressures pA, Pb can be used to determine the load force • · 25, for example, by the formula (3). As a result, good speed control can be achieved without feedback from speed. • · ** ♦ · optimization of pressures is also better, as measured pressure data is also obtained. Smaller backpressures without the risk of cavitation can also be used, since the pressures are measured. Alternatively, a force transducer may be used to measure force in a manner known per se.

··· *·*·. Keksinnön mukaisessa ohjauksessa saavutetaan etuja erityisesti *:*’ energian säästössä, erityisesti voidaan syöttöpainetta ps alentaa.··· * · * ·. The control according to the invention achieves advantages in particular *: * 'in energy saving, in particular the supply pressure ps can be reduced.

: V Käytettäessä kiinteätilavuuksista pumppua ja asetettaessa syöttöpaine 35 Ps paineenrajoitusventtiilillä, niin voidaan käyttää alhaisempaa syöttö-painetta kuin tunnetun tekniikan mukaisilla symmetrisillä venttiileillä, joissa sekä paine- että paluupuolen paineisiin vaikuttaa yhteisen luistin 118608 20 ylitse tapahtuvat painehäviöt. Erillisiä venttiilisarjoja voidaan säätää erikseen, jolloin erityisesti vastapainetta voidaan minimoida ja kuitenkin välttää kavitaatiota.V kiinteätilavuuksista When using the pump and setting the supply pressure Ps with a pressure valve 35, and to use a lower input pressure than with symmetrical valves of prior art, where both the pressure and the pressure on the return side of the Common 118 608 20 slide over the pressure drops. Separate valve sets can be individually adjusted to minimize back pressure, while avoiding cavitation.

5 Säätötilavuuspumppua käytettäessä energiansäästömahdollisuudet ovat suuremmat, sillä toimilaitteen toimintapaine voidaan optimoida mahdollisimman alhaiseksi ja pumpun syöttöpaineen hieman tätä suuremmaksi.5 There is greater potential for energy savings when using a variable volume pump, as the operating pressure of the actuator can be optimized as low as possible and the pump supply pressure slightly higher.

10 Ammattimiehelle on lisäksi selvää, että vaikka edellä esitetyssä selityksessä keksintöä on havainnollistettu erään edullisen venttiili-järjestelmän avulla, keksintöä voidaan soveltaa patenttivaatimuksien puitteissa. Lisäksi on huomattava, että edellä esitetty sakkofunktio on vain yksi esimerkki siitä, minkälaiseen matemaattiseen muotoon 15 sakkofunktio voidaan saattaa laskentaa varten. Matemaattisen muodon vaihdellessa on esimerkiksi mahdollista, että optimaalisin tulos saavutetaan muodostettua funktiota maksimoimalla. Sakkofunktio ja sen kertoimet voivat myös riippua esimerkiksi liikesuunnasta ja nopeudesta.It will further be apparent to those skilled in the art that, although the invention has been illustrated in the foregoing description by means of a preferred valve system, the invention may be applied within the scope of the claims. Furthermore, it should be noted that the above function is just one example of the mathematical form of the function that can be converted to computation. For example, when the mathematical form varies, it is possible that the optimum result is obtained by maximizing the function formed. The penalty function and its coefficients may also depend, for example, on the direction and speed of motion.

20 « « * ·* 4 • · • * · • M • · • » * * * • · « • 4 ·«« • · • ♦ ·«··· • · *·*20 «« * · * 4 • · • * • • M • · • »* * * • •« • 4 · «« • • • ♦ · «··· • * * *

4 I • I4 I • I

• If • • m • · »·· 4 9 • •9 9 ··«· f ·· • ♦ • ·• If • • m • · »·· 4 9 • • 9 9 ··« · f ·· • ♦ • ·

IIIIII

·· » • I t • · • · 4 9 • 4 4 • 4 4 4 ··· »• I t • · • · 4 9 • 4 4 • 4 4 4 ·

Claims (18)

11860? 2111860? 21 1. Ohjausjärjestelmä paineväliainepiirille, joka on järjestetty paineväli-5 aineella toimivan toimilaitteen nopeudensäätöä ja/tai asemansäätöä varten ja joka käsittää ainakin: ensimmäisen yhteyden (1), joka on kytketty tuloliitännän (P) ja ensimmäisen työliitännän (A) välille, 10. toisen yhteyden (2), joka on kytketty lähtöliitännän (T) ja toisen työliitännän (B) välille, ja venttiilivälineet (102) mainittujen yhteyksien (1, 2) tilavuusvirran ohjaamiseksi, jotka venttiilivälineet käsittävät ainakin ensimmäisen sarjan (103) ja ainakin toisen sarjan 15 (104) ohjattavia, rinnankytkettyjä avattavia ja suljettavia venttiileitä (V1 - V4), jolloin sarjan (103, 104) tilavuusvirta määräytyy kulloinkin avatuiksi ohjattujen venttiilien kapasiteettien summana, ja jolloin ensimmäinen sarja (103) on sarjakytkennässä ensimmäisen yhteyden (1) kanssa ja toi- :·. 20 nen sarja (104) on sarjakytkennässä toisen yhteyden (2) * * * . kanssa, ja * · • » • · « « » - jolloin ohjausjärjestelmä (100) käsittää ainakin ohjausväli- r neet (105, 109) mainittujen venttiilivälineiden (102) ohjaa- ’***? 25 miseksi, jotka ohjausvälineet on järjestetty ohjaamaan mai- v. nittujen sarjojen (103, 104) kukin venttiili (V1 - V4) avattuun tai suljettuun asentoon, tunnettu siitä, että: .·. . 30 • · - .·♦· - ohjausvälineet (105,109) on järjestetty: ]·’· - tallentamaan ainakin osa niistä diskreeteistä painetasoista sekä nopeuksista, jotka mainitulla toimilaitteella saavute-taan, kun ainakin sekä ensimmäisen sarjan (103) että toi-35 sen sarjan (104) venttiileitä (V1 - V4) on avattuina ja suljet- : tuina erilaisina mahdollisina kombinaatioina, ja • *· • » 118608 22 - valitsemaan näistä kombinaatioista ainakin yksi, joka asetetun optimointikriteerin mukaisesti toteuttaa sen halutun nopeuden, jota tavoitellaan kullakin ajanhetkellä, ja ohjaamaan mainittujen sarjojen venttiilit (V1 - V4) kulloinkin 5 valitun kombinaation mukaisiin asentoihin.A control system for a pressure medium circuit configured for speed control and / or position control of a pressure medium actuator comprising at least: a first connection (1) coupled between an inlet (P) and a first working connection (A); (2) coupled between an output terminal (T) and a second working interface (B), and valve means (102) for controlling a volume flow of said connections (1,2), said valve means comprising at least a first set (103) and at least a second set 15 (104). ) controlled, parallel opened and closed valves (V1 to V4), whereby the volume flow of the series (103, 104) is defined as the sum of the capacities of the valves being opened each time, and the first series (103) is in series connection with the first connection (1); . The 20 series (104) is serially connected to the second connection (2) * * *. and the control system (100) comprises at least the control means (105, 109) for controlling said valve means (102). The control means are arranged to control each of the valves (V1 - V4) of said sets (103, 104) in an open or closed position, characterized in that:. . The control means (105,109) are arranged to:] · '· - record at least some of the discrete pressure levels and the speeds achieved by said actuator when at least both the first series (103) and the second the valves (V1 - V4) of the series (104) are opened and closed in various possible combinations, and • 118608 22 - to select at least one of these combinations which, according to a set optimization criterion, achieves the desired speed at each instant, and to direct the valves (V1 - V4) of said series to the positions corresponding to the selected combination in each case. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi anturivälineet toimilaitteen nopeuden mittaamiseksi, että ohjausvälineet (105, 109) on järjestetty asettamaan eri kom- 10 binaatiot järjestykseen mainitun optimointikriteerin perusteella, ja että ohjausvälineet (105, 109) on lisäksi järjestetty vaihtamaan käytössä oleva kombinaatio uuteen kombinaatioon noudattaen mainittua järjestystä siten, että mitatun nopeuden ja halutun nopeuden vw ero pienenee. 15Control system according to claim 1, characterized in that it further comprises sensor means for measuring the speed of the actuator, that the control means (105, 109) are arranged to order different combinations according to said optimization criterion, and that the control means (105, 109) are further arranged. to change the current combination into a new combination following the said order so that the difference between the measured speed and the desired speed vw is reduced. 15 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että mainittujen diskreettien nopeuksien määrittämiseksi ohjaus-välineisiin (105, 109) on tallennettuna laskenta-algoritmi, jonka parametrit kuvaavat mainittua toimilaitetta ja paineväliainepiiriä. "v 20Control system according to claim 1 or 2, characterized in that a calculation algorithm is stored in the control means (105, 109) for determining said discrete velocities, the parameters of which describe said actuator and pressure medium circuit. "v 20 \ 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, \ että se käsittää lisäksi anturivälineet toimilaitteen voiman/paineiden mittaamiseksi, että ohjausvälineet (105, 109) on järjestetty laskennalli- i...‘ sesti määrittämään valittava kombinaatio käyttäen voimaestimaattia, 25 joka saadaan laskennallisesti mitatusta voimasta/paineista, ja joka ku-C ; vaa mainittuun toimilaitteeseen kohdistuvaa kuormitusta.Control system according to claim 3, characterized in that it further comprises sensor means for measuring actuator force / pressures, the control means (105,109) being arranged to calculate a selectable combination using a force estimate obtainable by calculation measured force / pressures, and which ku-C; load the said actuator. 5. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen ohjausjärjestelmä, tunnettu siltä, että ohjausvälineet (105, 109) on järjestetty valitsemaan mainittu : 30 haluttu nopeus asetetun asemaradan perusteella, joka on tallennettuna ohjausvälineisiin (105,109). « · -« » * · ·A control system according to claim 1 or 3, characterized in that the control means (105, 109) are arranged to select said: 30 desired speed based on a set position track stored in the control means (105,109). «· -« »* · · 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen ohjausjärjestelmä, tun- *·*··· nettu siitä, että mainittu laskennallinen optimointikriteeri eri kombi- 35 naatioiden vertailemiseksi perustuu yhteen tai useampaan seuraavia . kriteereitä: • ♦ « • »· • » 118608 23 toimilaitteen nopeusvirhe, jolloin sopivimmin mainittuna nopeusvirheenä on halutun nopeuden ja laskennallisen nopeuden välinen erotus, asetettu paineen minimitaso, 5. paineen ero asetettuun referenssipaineeseen, - laskennallinen paineenmuutoksen suuruus toimilaitteessa siirryttäessä kombinaatiosta toiseen, tai kahden tai useamman yllä mainitun, painotetun tai painotta-mattoman kriteerin summa. 10Control system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said computational optimization criterion for comparing different combinations is based on one or more of the following. Criteria: • 118608 23 actuator speed error, preferably the speed error is the difference between the desired speed and the design speed, the set minimum pressure level, 5. the pressure difference to the set reference pressure, - the magnitude of the pressure change in the actuator the sum of one or more of the above criteria, weighted or unweighted. 10 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että mainituksi optimointikriteeriksi on määritelty laskenta-algoritmi, joka käsittää sakkofunktion J, joka on muotoa J = K0 (|v^ -v|)x, jossa X on haluttu potenssi, K0 on painokerroin, v^f on haluttu nopeus ja v on 15 laskennallinen nopeus.Control system according to claim 6, characterized in that said optimization criterion is defined by a computation algorithm comprising a fine function J of the form J = K0 (| v ^ -v |) x, where X is the desired power, K0 is a weighting factor, v ^ f is the desired speed and v is the calculated speed. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että paineväliainepiiriin on kytkettynä toimilaite, joka on sylinteri tai moottori. 20 .*v 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 8 mukainen ohjausjärjestelmä, tun- nettu siitä, että kussakin sarjassa (103,104) venttiilien kapasiteetit on * t l.' järjestetty portaittain nouseviksi, esimerkiksi siten, että mainittu sarja (103, 104) käsittää N kappaletta venttiileitä siten, että ensimmäisen • ··* - 25 venttiilin kapasiteetti on Q ja sitä järjestyksessä seuraavien venttiilien !·. kapasiteetti on oleellisesti 2(n'1)*Q, jossa muuttuja n on venttiilin järjes tysnumero, jolloin tilavuusvirran ohjausportaaksi saadaan Q, ohjaus-portaiden maksimimääräksi saadaan 2N-1, minimikapasiteetiksi saadaan Q ja maksimikapasiteetiksi saadaan Q*(2N-1). 30 * :*** 10. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 9 mukainen ohjausjärjestelmä, tun- nettu siitä, että se käsittää lisäksi takaisinkytkentävälineet toimilait-teen nopeuden/aseman mittaamiseksi, ja halutun nopeuden/aseman ja mitatun nopeuden/aseman eron määrittämiseksi ja syöttämiseksi no-·:· 35 peus/asemasäätäjälle, joka puolestaan generoi uuden halutun nopeu- den. « 118608 24Control system according to one of Claims 1 to 7, characterized in that an actuator, which is a cylinder or a motor, is connected to the pressure medium circuit. Control system according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the valves have a capacity of * t 1 in each series (103,104). ' arranged in ascending order, for example, said series (103, 104) comprising N valves such that the capacity of the first · ·· * - 25 valves is Q and the successive valves! ·. the capacity is essentially 2 (n'1) * Q, where the variable n is the order number of the valve to obtain the volume flow control step Q, the maximum number of control steps 2N-1, the minimum capacity Q and the maximum capacity Q * (2N-1). Control system according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it further comprises feedback means for measuring the speed / position of the actuator, and for determining and supplying a difference between the desired speed / position and the measured speed / position. ·: · 35 peos / station, which in turn generates the new desired speed. «118608 24th 11. Menetelmä paineväliainepiirin ohjaamiseksi, joka on järjestetty pai-neväliaineella toimivan toimilaitteen nopeudensäätöä ja/tai aseman-säätöä varten ja joka käsittää: 5 ensimmäisen yhteyden (1), joka on kytketty tuloliitännän (P) ja ensimmäisen työliitännän (A) välille, toisen yhteyden (2), joka on kytketty lähtöliitännän (T) ja toisen työliitännän (B) välille, 10. venttiilivälineet (102) mainittujen yhteyksien (1, 2) tilavuusvirran ohjaamiseksi, jotka venttiilivälineet käsittävät ainakin ensimmäisen sarjan (103) ja ainakin toisen sarjan (104) ohjattavia, rinnankytkettyjä avattavia ja suljettavia venttiileitä (V1 - V4), jolloin sarjan (103, 104) tilavuusvirta 15 määräytyy kulloinkin avatuiksi ohjattujen venttiilien kapasi teettien summana, ja jolloin ensimmäinen sarja (103) on sarjakytkennässä ensimmäisen yhteyden (1) kanssa ja toinen sarja (104 on sarjakytkennässä toisen yhteyden (2) kanssa, ja ... 20 - ohjausvälineet (105, 109) mainittujen venttiilivälineiden \ V (102) ohjaamiseksi, jotka ohjausvälineet on järjestetty oh- *; ] jaamaan mainittujen sarjojen (103, 104) kukin venttiili (V1 - yV V4) avattuun tai suljettuun asentoon, t * « *«* *"* 25 tunnettu siitä, että menetelmässä: • · 9 9 9 määritetään ainakin osa niistä diskreeteistä painetasoista sekä nopeuksista, jotka mainitulla toimilaitteella saavutetaan, kun ainakin sekä ensimmäisen sarjan (103) että toi-... 30 sen sarjan (104) venttiileitä (V1 - V4) on avattuina ja suljet tuina erilaisina mahdollisina kombinaatioina, . - valitaan näistä kombinaatioista ainakin yksi, joka asetetun optimointikriteerin mukaisesti toteuttaa sen halutun nopeu-·:·· den, jota tavoitellaan kullakin ajanhetkellä, ja 35. ohjataan mainittujen sarjojen venttiilit (V1 - V4) kulloinkin .* valitun kombinaation mukaisiin asentoihin. m « - • · · • « 118608 25A method for controlling a pressure medium circuit arranged for speed control and / or position control of a pressure medium actuator, comprising: a first connection (1) coupled between an inlet (P) and a first working connection (A), a second connection (2) coupled between an output connection (T) and a second working connection (B), 10. valve means (102) for controlling a volume flow of said connections (1,2), said valve means comprising at least a first set (103) and at least a second set (104). ) controlled, parallel opened and closed valves (V1 to V4), wherein the volume flow 15 of the series (103, 104) is defined as the sum of the capacities of the valves being opened each, and the first series (103) is in series connection with the first connection (1) (104 is in series connection with the second connection (2), and ... 20 - control means (105, 109 ) for controlling said valve means \ V (102), which means are arranged to control; ] to divide each valve (V1 - yV V4) of said sets (103, 104) into an open or closed position, t * «*« * * "* 25 characterized in that the method: • · 9 9 9 determines at least some of these discrete pressure levels; the speeds achieved by said actuator when at least one of the valves (V1 to V4) of both the first series (103) and the second series (104) is opened and closed in various possible combinations, - selecting at least one of these combinations, which, according to a set optimization criterion, achieves the desired speed ·: ··, which is desired at each instant, and 35. controls the valves (V1 - V4) of the said series at each time. * to the positions of the selected combination m «- • · · •« 118608 25 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vertaillaan eri kombinaatioita laskennallisesti käyttäen optimointikriteeriä, joka perustuu yhteen tai useampaan seuraavia kriteereitä: 5. toimilaitteen nopeusvirhe, jolloin sopivimmin mainittuna no- peusvirheenä on halutun nopeuden ja laskennallisen nopeuden välinen erotus, asetettu paineen minimitaso, paineen ero asetettuun referenssipaineeseen, 10. laskennallinen paineenmuutoksen suuruus toimilaitteessa siirryttäessä kombinaatiosta toiseen, tai kahden tai useamman yllä mainitun, painotetun tai painotta-mattoman kriteerin summa.A method according to claim 11, characterized by comparing different combinations computationally using an optimization criterion based on one or more of the following criteria: 5. actuator speed error, wherein said speed error is the difference between the desired speed and the calculated speed, the minimum pressure level set; pressure difference to the set reference pressure, 10. the calculated amount of pressure change in the actuator when switching from one combination to another, or the sum of two or more of the above criteria, weighted or unweighted. 13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään optimointikriteeriä, joksi on määritelty laskenta-algoritmi, joka käsittää sakkofunktion J, joka on muotoa J = K0<\Vref -v|)\ jossa X on haluttu potenssi, Ko on painokerroin, νηί on haluttu nopeus ja v on laskennallinen nopeus. 20A method according to claim 11 or 12, characterized in that an optimization criterion is used, which is defined as an algorithm comprising a penalty function J of the form J = K0 <\ Vref -v |) \ where X is the desired power, Ko is weight factor, νηί is the desired speed and v is the calculated speed. 20 14. Jonkin patenttivaatimuksen 11-13 mukainen menetelmä, tun- .*.· nettu siitä, että määritetään jatkuvasti mainittua haluttua nopeutta • « halutun asemaradan perusteella. 4 444 4 444 ., 25 15. Jonkin patenttivaatimuksen 11-14 mukainen menetelmä, tun- nettu siitä, että syötetään mainittu haluttu nopeus asetusarvona ohjausvälineille (105,109).A method according to any one of claims 11 to 13, characterized in that said desired speed is continuously determined based on the desired position path. A method according to any one of claims 11 to 14, characterized in that said desired speed is supplied as a set value to the control means (105,109). 16. Jonkin patenttivaatimuksen 11-15 mukainen menetelmä, tun-30 nettu siitä, että syötetään mainitut diskreetit nopeudet ohjausvälineille (105,109) tallennusta ja valintaa varten, esimerkiksi taulukkona. 44. m 444 4 ’··· 17. Jonkin patenttivaatimuksen 11-15 mukainen menetelmä, tun- j nettu siitä, että tallennetaan ohjausvälineissä (105, 109) laskenta-al- 35 goritmia, jonka perusteella mainitut diskreetit nopeudet määritetään ja jonka parametrit kuvaavat mainittua toimilaitetta ja paineväliainepiiriä. il 118608 26A method according to any one of claims 11 to 15, characterized by providing said discrete speeds to the control means (105,109) for recording and selection, for example as a table. 44. m 444 4 '··· A method according to any one of claims 11 to 15, characterized by storing in the control means (105, 109) an algorithm for calculating said discrete velocities and describing the parameters thereof. said actuator and pressure medium circuit. il 118608 26 18. Jonkin patenttivaatimuksen 11-17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valitaan näistä kombinaatioista sellainen, joka asetetun optimointikriteerin mukaisesti toteuttaa sekä halutun nopeuden, jota 5 tavoitellaan kullakin ajanhetkellä, että halutun painetason, joka toteuttaa asetetun optimointikriteerin, kun toimilaitetta ohjataan. • · • · • i • * • * • · * · t • · * » ··* • 4 ··« M«| * » « • · • 'Method according to one of Claims 11 to 17, characterized in that one of these combinations is selected which, in accordance with the set optimization criterion, achieves both the desired speed desired at each moment and the desired pressure level which fulfills the set optimization criterion when the actuator is controlled. • · • · • i • * • * • · * · t • · * »·· * • 4 ··« M «| * »« • · • ' 9 I » ·»· 4 • 4 • * ··· Φ 9 ·»· ♦ • I < · -m ·' * !> 118608 279 I »·» · 4 • 4 • * ··· Φ 9 · »· ♦ • I <· -m · '*!> 118608 27
FI20010827A 2001-04-23 2001-04-23 Control system and method for controlling an actuator and for optimizing control by means of parallel connected valve series FI118608B (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20010827A FI118608B (en) 2001-04-23 2001-04-23 Control system and method for controlling an actuator and for optimizing control by means of parallel connected valve series
DK02716861T DK1386083T3 (en) 2001-04-23 2002-04-22 A control system and method for controlling an actuator and for optimizing the control by means of valves coupled in parallel
DE60214362T DE60214362T2 (en) 2001-04-23 2002-04-22 CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING A CONTROLLER AND OPTIMIZING CONTROL BY A SET OF PARALLEL-OPENED VALVES
ES02716861T ES2271235T3 (en) 2001-04-23 2002-04-22 A CONTROL SYSTEM AND A METHOD TO CONTROL AN ACTUATOR AND TO OPTIMIZE CONTROL THROUGH SETS OF PARALLEL COUPLED VALVES.
CA2483644A CA2483644C (en) 2001-04-23 2002-04-22 A control system and a method for controlling an actuator and for optimizing the control by means of sets of valves coupled in parallel
AT02716861T ATE338211T1 (en) 2001-04-23 2002-04-22 CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING AN ACTUATOR AND OPTIMIZING CONTROL THROUGH A SET OF PARALLEL-CONNECTED VALVES
PCT/FI2002/000329 WO2002086327A1 (en) 2001-04-23 2002-04-22 A control system and a method for controlling an actuator and for optimizing the control by means of sets of valves coupled in parallel
EP02716861A EP1386083B1 (en) 2001-04-23 2002-04-22 A control system and a method for controlling an actuator and for optimizing the control by means of sets of valves coupled in parallel

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20010827 2001-04-23
FI20010827A FI118608B (en) 2001-04-23 2001-04-23 Control system and method for controlling an actuator and for optimizing control by means of parallel connected valve series

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20010827A0 FI20010827A0 (en) 2001-04-23
FI20010827A FI20010827A (en) 2002-10-24
FI118608B true FI118608B (en) 2008-01-15

Family

ID=8561030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20010827A FI118608B (en) 2001-04-23 2001-04-23 Control system and method for controlling an actuator and for optimizing control by means of parallel connected valve series

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1386083B1 (en)
AT (1) ATE338211T1 (en)
CA (1) CA2483644C (en)
DE (1) DE60214362T2 (en)
DK (1) DK1386083T3 (en)
ES (1) ES2271235T3 (en)
FI (1) FI118608B (en)
WO (1) WO2002086327A1 (en)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2880143A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-30 Peugeot Citroen Automobiles Sa Fluidic pressure modulating device for vehicle`s e.g. brake caliper, has control units to selectively control opening and closing of solenoid valves, respectively to obtain total of passage sections
US7870817B2 (en) 2005-03-31 2011-01-18 Japan Science And Technology Agency Actuator using fluid cylinder and method of controlling the same
FI123590B (en) 2005-09-06 2013-07-31 Bosch Gmbh Robert Valve system fault detection and fault tolerant control
DE102006012008A1 (en) 2006-03-14 2007-09-20 Robert Bosch Gmbh Control device for rotor blade adjustment
DE102006016412A1 (en) * 2006-04-07 2007-10-11 Zf Friedrichshafen Ag Method and device for controlling a fluid-operated control system
DE102006016414A1 (en) 2006-04-07 2007-10-11 Zf Friedrichshafen Ag Method and device for controlling a fluid-operated control system
DE102009026606A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Metso Paper, Inc. Digital hydraulic controller
DE102009026609A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Metso Paper, Inc. Control method of a digital hydraulic controller
DE102009026608A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Metso Paper, Inc. Method for removing foreign matter from a digital hydraulic pressure regulator of a hydraulic system
DE202009013507U1 (en) 2009-07-31 2010-02-11 Robert Bosch Gmbh Hydraulic control with digital hydraulics
EP2282213A1 (en) 2009-08-04 2011-02-09 F. Hoffmann-La Roche AG Sample preparation dosing unit
DE102009052285B4 (en) 2009-11-09 2020-10-15 Robert Bosch Gmbh Digital hydraulic valve
WO2012041536A1 (en) * 2010-09-27 2012-04-05 Metso Paper, Inc. Fluid pressure control system
DE102011117308A1 (en) * 2011-10-28 2013-05-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Internal combustion engine
DE102011120767A1 (en) 2011-12-10 2013-06-13 Robert Bosch Gmbh Electrohydraulic control device
FI124513B (en) * 2012-02-16 2014-09-30 Wärtsilä Finland Oy A wastegate arrangement for a turbocharger unit comprising a valve arrangement for controlling a gas stream in a turbocharged piston combustion engine and a method for controlling gas flowing past a turbine in the turbocharger unit
EP2642133A1 (en) 2012-03-23 2013-09-25 Robert Bosch GmbH Digital control method for a hydraulic ON/OFF valve
WO2013139489A1 (en) 2012-03-23 2013-09-26 Robert Bosch Gmbh Digital control method for a hydraulic on/off valve
DE102012005953A1 (en) 2012-03-23 2013-09-26 Robert Bosch Gmbh Method for controlling a continuously adjustable hydraulic valve device and continuously adjustable hydraulic valve device
DE102012104216A1 (en) 2012-05-15 2013-11-21 Z & J Technologies Gmbh Method for solving a control task in a process plant
CN103277359B (en) * 2013-06-05 2015-07-15 浙江大学 Power output unit for hand-held hydraulic power accessories
DE102013218155A1 (en) 2013-09-11 2015-03-12 Robert Bosch Gmbh Electrohydraulic control device and method for controlling the electrohydraulic control device
DE102013222021A1 (en) 2013-10-30 2015-04-30 Robert Bosch Gmbh Control of a digital hydraulic system taking into account delay times
JP6158111B2 (en) * 2014-02-12 2017-07-05 東京エレクトロン株式会社 Gas supply method and semiconductor manufacturing apparatus
EP3109488B1 (en) * 2015-06-25 2017-12-13 MOOG GmbH Safe-to-operate hydraulic drive
US10731568B2 (en) 2016-11-23 2020-08-04 General Electric Company Systems and methods for reducing airflow imbalances in turbines
DE102017004414A1 (en) * 2017-05-05 2018-11-08 Wabco Gmbh Throttle arrangement and pressure control system with such a throttle arrangement
US11067102B1 (en) * 2020-04-13 2021-07-20 Mac Valves, Inc. Digital proportional pressure controller

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55152901A (en) * 1979-05-16 1980-11-28 Sumitomo Heavy Ind Ltd Hydraulic control circuit
JPS608502A (en) * 1983-06-29 1985-01-17 Amada Metoretsukusu:Kk Hydraulic cylinder and cylinder control method
DE9116670U1 (en) * 1991-12-12 1993-07-22 Mannesmann AG, 40213 Düsseldorf Pressure medium circuit for controlling a working cylinder

Also Published As

Publication number Publication date
EP1386083B1 (en) 2006-08-30
WO2002086327A1 (en) 2002-10-31
ES2271235T3 (en) 2007-04-16
EP1386083A1 (en) 2004-02-04
DE60214362T2 (en) 2007-09-13
CA2483644A1 (en) 2002-10-31
DK1386083T3 (en) 2007-01-08
FI20010827A0 (en) 2001-04-23
FI20010827A (en) 2002-10-24
ATE338211T1 (en) 2006-09-15
CA2483644C (en) 2011-04-19
DE60214362D1 (en) 2006-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI118608B (en) Control system and method for controlling an actuator and for optimizing control by means of parallel connected valve series
EP1553231B1 (en) Control device for hydraulic drive machine
US20110000203A1 (en) Hydraulic system having multiple actuators and an associated control method
CN1982547B (en) Method for reducing speed of hydraulic power equipment
JP2007505270A (en) Control apparatus and method for supplying pressure means to at least two fluid pressure consumers
RU2293224C2 (en) Valving device and hydraulic drive
JP2004270923A (en) Velocity based method for controlling electrohydraulic proportional control valve
JP4613151B2 (en) Hydraulic control system
WO1993018308A1 (en) Hydraulically driving system
CN1823230A (en) Method and arrangement for controlling at least two hydraulic consumers
KR100297882B1 (en) Flow control device
Linjama et al. Improved digital hydraulic tracking control of water hydraulic cylinder drive
JPH04136509A (en) Variable circuit of pump discharging capacity in closed-center load sensing system
EP0667452A1 (en) Capacity control device in variable capacity hydraulic pump
EP0607108B1 (en) A method for controlling a hydraulic motor and a hydraulic valve therefor
JP2929021B2 (en) Variable displacement pump
JPS6188002A (en) Controller for hydraulically driven load
US4566274A (en) Control device for a hydrostatic drive
CN109899161B (en) Liquid fuel metering device
JPH0210284B2 (en)
JP4663856B2 (en) Method and apparatus for driving hydraulic cylinder
JPH06117404A (en) Control device for oil pressure circuit
JPS6179003A (en) Hydraulic circuit
JP3490507B2 (en) Hydraulic control device for construction machinery
EP0280808A1 (en) Electrohydraulically controlled proportional valves

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 118608

Country of ref document: FI

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: TUOTEKEHITYS OY TAMLINK

Free format text: TUOTEKEHITYS OY TAMLINK

MA Patent expired