KR19980075651A - Position Control Method of Single Rod Hydraulic Cylinder - Google Patents
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Abstract
본 발명은 편로드 유압실린더의 위치 제어방법에 관한 것이다. 종래에는 위치 제어를 위하여 유압을 일정하게 유지시켜 주는 정압베어링이 필요하였으나, 본 발명은 정압베어링을 제거하고 위치를 정확히 제어하는 방법을 제공한다.The present invention relates to a position control method of a single rod hydraulic cylinder. Conventionally, a static pressure bearing for maintaining a constant hydraulic pressure is required for position control, but the present invention provides a method for removing the static pressure bearing and precisely controlling the position.
본 발명은 시뮬레이터에 사용되는 편로드 유압실린더의 위치 제어를 위한 다음의 상태방정식을 구속조건으로 하여, 평가 함수식을 최소화하는 제어압력 함수값를 설정하여 위치 제어함을 특징으로 하는 편로드 유압실린더의 위치 제어방법으로 되어있다.The present invention is the following state equation for position control of single rod hydraulic cylinder used in simulator As a constraint, the evaluation function Pressure function to minimize Position control method of single-rod hydraulic cylinder, characterized in that the position control by setting.
종래 편로드 유압실린더에 적용하는 제어 알고리즘은 설계시 편로드 유압실린더만을 제어기 설계 플렌트로 하였기 때문에 제어를 위한 정압베어링과 같은 부수장치가 필요로하여 원가가 증대되고, 정압베어링의 작동 소음이 발생하는 문제점이 있었으나, 본 발명은 편로드 유압실린더와 유압장치를 하나의 제어기 설계 플랜트로 구성하여 공급되는 유압이 변동시에도 가장 최적하게 제어 성능을 유지한다. 또, 본 발명은 정압베어링이 필요하지 않기 때문에 제작이 용이하고, 원가 절감을 할 수 있으며, 소음을 방지할 수 있으므로 환경 문제를 개선할 수 있다.In the conventional control algorithm applied to the single rod hydraulic cylinder, only the single rod hydraulic cylinder is used as the controller design plant when designing, so that an additional device such as a static pressure bearing is required for the control, thereby increasing the cost and generating operating noise of the static pressure bearing. Although there is a problem, the present invention configures the single-rod hydraulic cylinder and the hydraulic device in one controller design plant to maintain the optimum control performance even when the supplied hydraulic pressure is changed. In addition, since the present invention does not require a static pressure bearing, it is easy to manufacture, cost can be reduced, and noise can be prevented, thereby improving environmental problems.
Description
본 발명은 시뮬레이터에 사용되는 편로드 유압실린더의 위치 제어방법에 관한 것으로, 특히 편로드 유압실린더에 공급되는 유량의 압력 변화를 상태 변수로 제어하여 편로드 유압실린더를 정확하게 위치 제어할 수 있게 되는 편로드 유압실린더의 위치 제어방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a position control method of a single-rod hydraulic cylinder used in the simulator, and in particular, it is possible to precisely control the single-rod hydraulic cylinder by controlling the pressure change of the flow rate supplied to the single-rod hydraulic cylinder as a state variable. It is to provide a method for controlling the position of the rod hydraulic cylinder.
종래에는 편로드 유압실린더의 위치 제어를 수행하기 위하여 유압장치 중에 정압베어링을 사용하여 편로드 유압실린더에 공급되는 유압의 압력을 일정하게 유지시켜준 상태에서 위치 제어를 수행하였다. 그리고, 기존 비례-적분-미분(PID) 제어 알고리즘에는 편로드 유압실린더에 공급되는 유압 변동시 정량적으로 보상하는 방법이 없다.Conventionally, in order to perform the position control of the single-rod hydraulic cylinder, the position control was performed in a state in which the pressure of the hydraulic pressure supplied to the single-rod hydraulic cylinder was kept constant by using a static pressure bearing in the hydraulic apparatus. In the existing proportional-integral-derivative (PID) control algorithm, there is no quantitative compensation method when the hydraulic pressure supplied to the single rod hydraulic cylinder is changed.
그리고, 종래 편로드 유압실린더에 적용한 최적 제어 알고리즘(LQ, LQC, LQC/LTR) 및 강인한 최적 제어 알고리즘(H18)은 편로드 유압실린더 내부의 압력변화, 실린더 변위, 서보 밸브의 변위만을 상태 변수로 선택함으로써 단지 실린더에 공급되는 유량의 압력 변화는 외란으로 고려되거나, 무시하였다.In addition, the optimal control algorithm (LQ, LQC, LQC / LTR) and the robust optimal control algorithm (H 18 ) applied to the conventional single-rod hydraulic cylinder are only state variables such as pressure change, cylinder displacement, and displacement of the servo valve inside the single-rod hydraulic cylinder. The pressure change of the flow rate supplied to the cylinder by only selecting is considered as disturbance or ignored.
도 1은 종래 편로드 유압실린더의 위치 제어방법을 설명하기 위한 모식도로서, 도면에서 10은 편로드 유압실린더를 보인 것으로, 실린더(11)에 피스톤(12)이 결합된 구성을 보이고 있다. 도면에서 20은 서보 밸브를 보인 것으로, 실린더(11)의 양쪽 압력실(A),(B)에 연결된 구성을 보이고 있다. 그리고, 상기 유압블록(20)에는 유압 모터(M)으로 구동되는 펌프(P)가 정압베어링(B)을 개재하여 포트(Ps),(Pr)와 연결된 구성으로 되어있다.1 is a schematic view for explaining a position control method of a conventional single-rod hydraulic cylinder, 10 in the drawing shows a single-rod hydraulic cylinder, showing a configuration in which the piston 12 is coupled to the cylinder (11). 20 shows the servovalve and shows a configuration connected to both pressure chambers A and B of the cylinder 11. In addition, the hydraulic block 20 has a configuration in which the pump P driven by the hydraulic motor M is connected to the ports Ps and Pr via the static pressure bearing B.
이와 같은 종래 편로드 유압실린더의 위치 제어장치는 편로드 유압실린더(10)의 위치 제어 수행시 정압베어링(B)을 사용하기 때문에 유압공급장치의 가격이 높고, 또한 정압베어링(B)에서 소음이 발생하는 문제점이 있었다.The position control device of the conventional single rod hydraulic cylinder is a high price of the hydraulic supply device because the use of the static pressure bearing (B) when performing the position control of the single-rod hydraulic cylinder (10), and the noise in the constant pressure bearing (B) There was a problem that occurred.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 결함 및 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 시뮬레이터에 사용되는 편로드 유압실린더의 위치 제어를 위하여 유압을 일정하게 유지시켜 주는 정압베어링를 제거하고 실린더에 공급되는 유량의 압력 변화를 상태 변수로 제어하여 편로드 유압실린더를 정확하게 위치 제어할 수 있게 되는 편로드 유압실린더의 위치 제어방법을 제공하고자 함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional defects and problems, and removes the static pressure bearing that maintains the hydraulic pressure for the position control of the single-rod hydraulic cylinder used in the simulator and the flow rate supplied to the cylinder It is an object of the present invention to provide a position control method of a single rod hydraulic cylinder which can accurately control the single rod hydraulic cylinder by controlling the pressure change as a state variable.
도 1은 종래 위치 제어방법을 설명하기 위한 모식도.1 is a schematic diagram for explaining a conventional position control method.
도 2는 본 발명 위치 제어방법을 설명하기 위한 모식도.Figure 2 is a schematic diagram for explaining the position control method of the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 편로드 유압실린더11 : 실린더10: single rod hydraulic cylinder 11: cylinder
A,B : 양쪽 압력실20 : 유압블록A, B: Both pressure chambers 20: Hydraulic block
Pa,Pb : 파이프Ps,Pr : 입,출력포트Pa, Pb: Pipe Ps, Pr: I / O Port
본 발명은 편로드 유압실린더의 위치 제어를 위한 시뮬레이터 플랜트 모델을 설계함에 있어서, 편로드 유압실린더 내부의 압력변화, 실린더 변위, 서보 밸브의 변위를 상태 변수로 선택함과 아울러 실린더에 공급되는 유량의 압력 변화를 상태 변수로 선택하여 제어함으로써 편로드 유압실린더의 위치를 정확하게 제어하는 편로드 유압실린더의 위치 제어방법을 제공한다.In the present invention, in designing a simulator plant model for position control of a single rod hydraulic cylinder, the pressure change, cylinder displacement, and displacement of the servovalve inside the single rod hydraulic cylinder are selected as state variables, It provides a position control method of a single rod hydraulic cylinder that accurately controls the position of the single rod hydraulic cylinder by selecting and controlling the pressure change as a state variable.
도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 모식도로서, 이하, 이를 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.2 is a schematic diagram for explaining the method of the present invention. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the following.
도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 시뮬레이터 플랜트 모델은 편로드 유압실린더(10)의 실린더(11) 양쪽 압력실(A),(B)에 유압블록(20)이 파이프로 각각 연결되고, 상기 유압블록(20)에는 유압 모터(M)으로 구동되는 펌프(P)가 입,출력포트(Ps),(Pr)와 직접 연결된 구성으로 되어있다.As shown in FIG. 2, in the simulator plant model according to the present invention, a hydraulic block 20 is connected to pipes in both pressure chambers A and B of the cylinder 11 of the single rod hydraulic cylinder 10 by pipes, respectively. The hydraulic block 20 has a configuration in which the pump P driven by the hydraulic motor M is directly connected to the input and output ports Ps and Pr.
본 발명 시뮬레이터 플랜트 모델, 편로드 유압실린더의 위치 제어장치의 상태방정식은 다음식(1)과 같이 표현된다.The state equation of the position control device of the simulator plant model of the present invention, the single-rod hydraulic cylinder is expressed by the following equation (1).
------------------(1) ------------------(One)
여기서, A는 시스템 행렬값, B는 구동부 행렬값,는 제어압력 함수값을 각각 보인 것이다.Where A is the system matrix value, B is the driver matrix value, Are the control pressure function values respectively.
그리고, 출력 방정식은 다음과 같이 표현된다.The output equation is expressed as follows.
--------------------------(2) --------------------------(2)
여기서, C는 출력측 행렬값을 보인 것이다.Where C is the output matrix value.
상기 식(1),(2)에서는 다음과 같다.In the above formulas (1) and (2) Is as follows.
---(3) --- (3)
상기 식(3)에서은 각각 편로드 유압실린더의 A부분 압력, B부분 압력, 서보밸브의 변위, 공급압력, 귀환압력을 각각 나타낸다.In the above formula (3) Are the A part pressure, the B part pressure, the displacement of the servovalve, the supply pressure, and the return pressure of the single rod hydraulic cylinder, respectively.
그리고, 제어시스템을 위한 평가함수는 다음과 같이 설정하고, 식(1)을 구속 조건으로하여 평가 함수식(4)를 최소화하는 제어압력 함수값를 구하여 편로드 유압실린더의 위치 제어를 행하게 된다.Then, the evaluation function for the control system is set as follows, and the control pressure function value that minimizes the evaluation function equation (4) by using equation (1) as a constraint condition. To obtain the position control of the single-rod hydraulic cylinder.
----------------(4) ----------------(4)
여기서, Q, R은 가중치로서 상수값이다.Here, Q and R are constant values as weights.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명 편로드 유압실린더의 위치 제어방법는 다음과 같은 효과를 갖는다. 즉, 종래 편로드 유압실린더에 적용하는 제어 알고리즘은 설계시 편로드 유압실린더만을 제어기 플렌트 설계 인자로 하였기 때문에 제어를 위한 정압베어링과 같은 부수장치가 필요로하여 원가가 증대될 뿐아니라, 정압베어링의 작동 소음이 발생하기 때문에 환경 문제를 야기시키는 문제점이 있었으나, 본 발명은 편로드 유압실린더와 유압장치를 하나의 제어기 설계 플랜트로 구성하여 현대 제어방법인 제어 알고리즘(LQ, LQC, H18)을 적용함으로써 공급되는 유압이 변동시에도 가장 최적하게 제어 성능을 유지한다. 그리고, 본 발명은 정압베어링이 필요하지 않기 때문에 제작이 용이하고, 원가 절감을 할 수 있으며, 정압베어링에서 발생하는 소음을 방지할 수 있으므로 환경 문제를 개선할 수 있다.The position control method of the single rod hydraulic cylinder of the present invention as described above has the following effects. In other words, the control algorithm applied to the conventional single rod hydraulic cylinder uses only the single rod hydraulic cylinder as a controller plant design factor when designing, so that an additional device such as a hydrostatic bearing for control is required, and the cost is increased. There is a problem that causes an environmental problem because the operation noise occurs, the present invention is composed of a single-rod hydraulic cylinder and a hydraulic device in one controller design plant to apply the control algorithm (LQ, LQC, H 18 ) which is a modern control method This ensures the most optimal control performance even when the hydraulic pressure supplied changes. In addition, since the present invention does not require a hydrostatic bearing, it is easy to manufacture, it is possible to reduce the cost, it is possible to prevent the noise generated in the hydrostatic bearing can improve the environmental problems.
지금까지 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 명세서에 기재되고 청구된 원리의 진정한 정신 및 범위 안에서 수정 및 변경할 수 있는 여러가지 실시형태는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것임을 이해하여야 할 것이다.While the embodiments of the present invention have been described so far, the present invention is not limited thereto, and various embodiments which can be modified and changed within the true spirit and scope of the principles described and claimed are within the protection scope of the present invention. You will have to understand.
Claims (1)
Priority Applications (1)
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| KR1019970011894A KR19980075651A (en) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | Position Control Method of Single Rod Hydraulic Cylinder |
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Publications (1)
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| KR19980075651A true KR19980075651A (en) | 1998-11-16 |
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- 1997-03-31 KR KR1019970011894A patent/KR19980075651A/en not_active Application Discontinuation
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