KR20140127168A - 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법 - Google Patents

보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140127168A
KR20140127168A KR1020140047725A KR20140047725A KR20140127168A KR 20140127168 A KR20140127168 A KR 20140127168A KR 1020140047725 A KR1020140047725 A KR 1020140047725A KR 20140047725 A KR20140047725 A KR 20140047725A KR 20140127168 A KR20140127168 A KR 20140127168A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
variable
flow rate
hydraulic
control
pressure
Prior art date
Application number
KR1020140047725A
Other languages
English (en)
Inventor
핸들 베르너
베일 에버하드
뷰커 미첼
Original Assignee
무그 게엠베하
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 무그 게엠베하 filed Critical 무그 게엠베하
Publication of KR20140127168A publication Critical patent/KR20140127168A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

본 발명은 출력 변수가 제어시스템의 단부에서 검출되고, 외란 변수가 제어시스템 내에서 활성화되는 제어시스템 및 제어기로 구성되는 시스템에 대한 보조 제어 변수의 지연을 최소화 검출하는 방법에 관한 것이다. 시스템은 기계적 시스템 또는 유압 시스템일 수 있고, 기계적 시스템은 힘을 발생하는 구성 요소를 포함할 수 있다. 이 힘은 신호 및/또는 에너지를 전송하기 위해 사용되고, 제어 목적을 위해, 실제 힘은 제어 변수로서 검출되며, 유압 시스템에서 실제 압력은 제어 변수이다. 유압 시스템에서 신호, 힘 및/또는 에너지를 유체의 수단에 의해 전송된다. 유압 및/또는 체적 유량을 시스템에서 사용할 수 있고, 이러한 변수는 일반적으로 펌프에 의해 생성된다. 압력 및/또는 체적 유량을 생성하기 위해 이러한 펌프는 에너지를 소비한다. 펌프가 관측 시스템의 밖에 있도록 하지만, 더구나 시스템 경계는 더 좁게 정의될 수 있다. 제어시스템과 출력 변수가 제어 시스템의 단부에서 검출되는 제어기로 구성되어 시스템에 대한 보조 제어 변수의 지연을 최소화 검출하는 방법은 상태 변수를 외란 변수의 작용점 이전의 장소에 있는 제어 루프에서 검출하고, 보조 제어 변수를 상수로 가중된 상태 변수와 추정오차로부터 산출하며, 상기 추정오차를 검출된 출력 변수와 적분된 보조 제어 변수 사이의 비교로부터 산출한다.

Description

보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법{Delay-minimized detection of an auxiliary control variable}
본 발명은 출력 변수가 제어시스템의 단부에서 검출되고, 외란 변수가 제어시스템 내에서 활성화되는 제어시스템 및 제어기로 구성되는 시스템에 대한 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법에 관한 것이다.
상기 시스템은 기계 시스템 또는 유압 시스템 일 수 있는데, 기계 시스템은 힘을 발생하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이러한 힘은 신호 및/또는 에너지를 전송하기 위해 적용되며, 제어 목적을 위해, 실제 힘은 제어 변수로서 검출된다. 그리고 유압 시스템에서 실제 압력은 제어 변수이며, 유압 시스템의 경우 신호, 힘 및/또는 에너지가 유체수단에 의해 전송되고, 이를 위해 유압 및/또는 체적 유량을 시스템에서 사용할 수 있으며, 이러한 변수는 일반적으로 펌프에 의해 생성되고, 유압 및/또는 체적 유량을 생성하기 위해 이러한 펌프는 에너지를 소비한다. 그러나 시스템의 경계는 더 좁게 정의될 수 있고, 펌프는 관측된 시스템의 밖에 존재한다.
조절 및 비 조절 펌프 드라이브는 종래의 기술에서 잘 알려져 있는데, 조절 펌프 드라이브가 더 효율적이다. 예를 들면, 조절 펌프 시스템은 가변 속도로 구성 될 수 있으며, 본질적으로 주파수 변환기 및 제어 전자제품, 표준 전동기 또는 전기 서보모터 뿐만 아니라 유압 펌프로 이루어진 구동 유닛을 포함할 수 있고, 이러한 맥락에서, 유압 펌프의 전달 속도는 전동기의 입력 속도에 비례하고, 동작 동안, 기기 제어 유닛은 압력/체적 유량의 목표 값을 제어기에 전송한다. 일반적이 시스템 압력은 압력 측정수단에 의해 검출되고, 마찬가지로 제어기에 전송되며, 제어편차에 기초하여 제어기는 필요한 모터의 속도를 계산하고, 적용 가능한 시스템 요건에 따라 전달율 및 압력을 조절한다.
레이디얼 피스톤 펌프는 예를 들면, 그 자신을 유압 펌프로 만들고, 필요한 구동 토크는 커플러를 통한 샤프트에 의해 제어 저널에 장착되는 실린더 스타로 전송되며, 실린더 스타에 방사상으로 배치된 피스톤은 예컨대 슬라이딩 블록들을 통해 행정 링 상에 지지되고, 피스톤과 슬라이드 블록은 예를 들면 볼 및 소켓 조인트에 의해 함께 결합되며, 슬라이딩 블록들은 행정 링을 통과하여 작업을 수행하는 동안 그들은 원심력 및 오일 압력에 의해 행정 링에 대향하여 가압되고, 실린더 스타가 회전하면, 피스톤은 행정 링의 편심 위치로 스트로크 이동을 실행하며, 상기 편심은 파일럿 밸브에 의해 작동되는 피스톤 변위에 의해 변경되고, 스트로크의 편심 영향 크기를 변경하면 스트로크와 속도로부터 유체 볼륨 결과가 전달된다.
압력 제어 루프의 동작에 영향을 주기 위해 압력 변화 또는 전달률에 관련된 상태 변수는 제어 루프를 위해 필요하게 되고, 전달률과 압력 변화는 유압 용량을 갖는 시스템에서의 동일한 순서이며, 상기 전달률은 속도 제어 피스톤 펌프에서 주어진 속도에 직접적으로 비례하고, 그 회동 각도 또는 변위 펌프의 스트로크 링의 위치에 직접적으로 정비례하는 반면 그것은 밸브 제어 유닛의 경우에 밸브 슬라이드의 위치에 직접적으로 정비례하고, 전달률은 지연 없이 직접 측정될 수 있다. 압력 변화는 압력 신호의 분해를 통해 얻을 수 있고, 피드백에서의 전달률의 사용은 제어 루프의 동적 거동을 향상시키지만, 액체가 소비되는 제어 루프의 외란 상황의 경우는 에러 제어를 야기한다. 제어 루프에 추가 적분기를 제공하는 것은 이러한 제어의 오차를 최소화하기 위한 척도로서 그 가치가 입증되었다. 대안으로, 신호는 공통 모드부의 디커플링에 리드하는 초저주파 하이 패스 필터를 통해 적용될 수 있다.
이러한 방법은 모두 외란 특성의 동역학에 불리하게 영향을 미치고, 전달률 대신 압력 변화가 피드백으로 채용되면, 이러한 결점은 존재하지 않으나, 이러한 상황정보에서의 문제는 더구나 압력 변화의 검출이다. 상기 압력이 측정되고, 압력 변화는 압력의 구별에 의해 확정된다. 펌프 응용에서 상기 압력 신호는 매우 잡음이 많고, 저역 통과 필터링 없는 구별은 제어 루프에서의 제한된 유용성이며, 저역 통과 필터링은 종종 제어 루프의 기본 주파수 범위에서 실행되어야 하고, 압력 변화의 검출에서 이러한 지연 때문에 제어 역학 영향에 상태 변수의 파워는 완전히 활용 될 수 없다.
본 발명의 목적은 출력 변수가 제어 시스템의 단부에서 검출되고, 외란 변수가 제어 시스템에서 활성화되는 제어 시스템 및 제어기를 포함하는 시스템용 보조 제어 변수의 지연 최소화 검출을 위한 방법을 제공함에 있다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 독립 청구항 1의 특징을 갖는 방법에 의해 달성되고, 상기 방법의 유리한 개선은 종속 청구항 2 내지 10으로부터 발생한다.
본 발명의 또 다른 목적은 압력이 비 지연 압력 변화 신호를 통해 조절되는 유압 시스템을 제공하는 데 있다. 이러한 목적은 청구항 11에 따른 유압 시스템에 의해 달성되고, 유압 시스템의 유리한 실시예는 종속 청구항 12 내지 19로부터 발생한다.
본 발명에 따른 방법은 상태 변수가 외란 변수의 작용점 이전의 장소에 있는 제어 시스템에서 검출되고, 보조 제어 변수가 상수 k x 로 가중된 상태 변수와 추정오차(e)로부터 산출되며, 상기 추정오차(e)가 검출된 출력 변수와 적분된 보조 제어 변수 사이의 비교로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 출력 변수가 제어 시스템의 단부에서 검출되고 외란 변수가 제어 시스템에서 활성화되는 제어 시스템 및 제어기를 포함하는 시스템용 보조 제어 변수의 지연최소화 검출을 실행한다. 상기 추정 압력변화는 추정 오차 및 상수 k x 로 가중된 스트로크 링 신호를 포함하고, 내부 제어 루프의 피드백은 이제 비 지연된 보조 신호에 의해 결정되어 더 이상 지연 구별되지 않으며, 또한 이 신호는 거의 소음이 없다. 상기 검출된 출력 변수는 추가 처리를 목적으로 하는 필터의 수단에 의해 평균화될 수 있고, 상기 보조 제어 변수는 특히 비례 요소를 통하여 제어기로 피드백될 수 있으며, 상기 추정 오차는 상수 k x 로 가중된 상태 변수와 비교 전에 비례 계수로 가중될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 추정 오차는 상수 k x 로 가중된 상태 변수에 추가되기 전에 비례 계수로 가중된다.
본 발명의 일실시예에서 상기 시스템은 유압 유체를 포함하는 유압 시스템이고, 검출된 출력 변수는 기계적인 변수이며, 후자는 유압 유체의 수단에 의해 적용될 수 있는 압력(p)으로 유압 실린더에 의해 생성되는 힘이 되고, 여기서 제어 시스템의 단부에 위치된 센서는 제어 변수로서 실제 힘을 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서 상기 시스템은 유압 유체를 포함하는 유압 시스템이고, 검출된 출력 변수는 유압 유체의 압력이다. 여기서 제어 시스템의 단부에 위치된 센서는 제어 변수로서 실제 힘을 검출할 수 있다.
본 발명의 바람직한 개선에서 유압 시스템은 유압 유체의 체적 유량이 유압 시스템의 압력 변화를 야기할 수 있는 수단으로서 구성 요소를 포함한다.
이러한 상황에서 체적 유량이 생성될 수 있는 수단으로 구성 요소는 밸브일 수 있고, 유압 시스템은 밸브를 통하여 정압 네트워크에 접속될 수 있으며, 상기 밸브는 정압 네트워크와 유압 시스템 사이의 체적 유량을 제어한다.
대안으로서, 체적 흐름이 생성될 수 있는 수단으로 구성 요소는 체적 유량이 모터 속도를 변화시킴으로써 조절된 모터에 의해 구동된 변위 펌프일 수 있다.
다르게는, 체적 유량을 생성할 수 있는 수단으로 구성 요소는 체적 유량이 회전당 전달 부피를 변화시키거나 모터 속도를 변화시킴으로써 조정된 모터에 의해 구동되는 변위 펌프일 수 있다. 여기서 변위 펌프는 스트로크 링을 갖는 레이디얼 피스톤 펌프일 수 있고, 펌프의 전달 용적은 스트로크 링의 위치 및 모터의 속도로부터 기인한다. 여기서 유압 시스템은 압력변화와 압력에 대한 외부 제어 루프를위한 내부 제어루프를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 변위 펌프는 레이디얼 피스톤 펌프 또는 축 피스톤 펌프가 될 수 있고, 레이디얼 피스톤 펌프인 경우 펌프의 체적 유량은 스트로크 링의 위치와 모터의 속도에 기인하며, 축 피스톤 펌프인 경우 펌프의 체적 유량은 회동 각도 및 모터 속도에 기인한다.
본 발명의 또 따른 바람직한 개선에서 상수 k x 는 유압 시스템의 용량 c 에 반비례하고, 모터 속도 n 및 펌프 전달률에 비례한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서 보조 제어 변수는 추정 압력 변화이다.
제어 시스템, 제어 시스템의 단부에서 출력 변수를 검출하기 위한 센서 시스템 및 상기 출력 변수를 제어하는 제어기를 포함하는 본 발명의 시스템에서 제어 시스템은 작용점에서 외란 변수에 의해 실행될 수 있고, 상태 변수는 외란 변수의 작용점 전의 장소에 있는 제어 루프에서 검출될 수 있으며, 보조 제어 변수는 상수 k x 로 가중된 상태 변수와 추정 오차로부터 산출될 수 있다. 상기 추정 오차는 검출된 출력변수와 적분된 보조 제어 변수 사이의 차로부터 산출된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에서 검출된 출력 변수는 검출을 목적으로 하는 필터에 의해 평균화될 수 있다.
일 실시예에서 시스템은 유압 유체를 포함하는 유압 시스템이다. 여기서 검출된 출력 변수는 기계적 변수이고, 후자는 압력(p)이 유체의 수단에 의해 적용될 수 있는 유압 실린더에 의해 생성되는 힘이 되고 있다.
대안으로, 시스템은 또한 유압 유체를 포함하는 유압 시스템일 수 있고, 검출 가능한 출력 변수는 유압 유체의 압력이다.
이러한 상황에서, 상기 유압 시스템은 유압 유체의 체적 유량이 유압 시스템의 압력 변화로 연결이 생성될 수 있는 수단으로 구성 요소를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서 체적 유량을 생성할 수 있는 수단으로 구성 요소는 밸브이고, 상기 유압 시스템은 밸브를 통해 정압 네트워크에 연결될 수있으며, 상기 밸브는 상기 정압 네트워크와 유압 시스템 간의 체적 유량을 제어할 수 있다.
하나의 대안적인 실시예에서 체적 유량(Q)이 생성될 수 있는 수단으로 구성 요소는 모터에 의해 구동되는 정량 펌프이고, 상기 체적 유량(Q)은 모터 속도를 변화시킴으로써 조정된다.
다른 대안 실시예에서 체적 유량이 생성될 수 있는 수단으로 구성 요소는 모터에 의해 구동된 변위 펌프이고, 상기 체적 유량은 회전 당 전달 부피 및/또는 모터 속도를 변화시킴으로써 조정된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서 본 발명에 따른 방법이 수행될 수 있는 전자 회로는 체적 유량을 발생하는 구성 요소에 배치된다. 여기서 상기 전자 회로는 체적 유량을 발생하는 구성 요소에 위치될 수 있다. 변위 펌프가 사용되면, 전자 제어장치와 펌프 유닛을 형성할 수 있다. 속도 제어 펌프의 경우, 알고리즘은 컨버터 내에 위치될 수 있다. 정압 네트워크가 사용되면, 정압 네트워크로부터 체적 유량은 밸브에 의해 제어되고, 전자 제어 장치와 밸브 유닛을 형성할 수 있다. 이러한 소위 온 - 보드 전자의 수단에 의해 제어기는 매우 컴팩트하게 되도록 구성될 수 있으며, 제어 지연이 더욱더 최소화된다. 또한, 상기 전자 회로와 제어기, 센서 시스템, 펌프 및/또는 밸브 등의 다른 구성 요소들 사이의 배선에 대한 필요는 없다.
다른 이점, 특징 및 본 발명의 실제적인 개선들은 종속 청구항 및 도면을 참조한 바람직한 실시예들의 아래의 설명으로부터 확인할 수 있다.
본 발명 온 - 보드 전자의 수단에 의한 제어기에 의하면, 매우 콤팩트하도록 구성될 수 있으며, 제어 지연이 더욱더 최소화될 뿐만 아니라 전자 회로와 제어기, 센서 시스템, 펌프 및/또는 밸브 등의 다른 구성 요소들 사이의 배선이 필요 없는 각별한 장점이 있다.
도 1은 종래 기술의 상태로부터 공지된 바와 같이, 체적 유량의 변화에 비례하는 제어 출력을 갖는 종래의 제어 루프를 위한 신호 흐름도,
도 2는 종래 기술의 상태로부터 공지된 바와 같이, 체적 유량에 비례하는 제어기 출력을 갖는 종래의 제어 루프를 위한 신호 흐름도,
도 3은 도 1에서와 같은 상황에 대한 본 발명 방법에 따른 신호 흐름도,
도 4는 도 2에서와 같은 상황에 대한 본 발명 방법에 따른 신호 흐름도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 종래 기술의 상태로부터 공지된 바와 같이, 종래의 제어 루프를 위한 신호 흐름도의 일례를 나타낸다. 제어기 출력인 작동변수(y)는 변위 펌프를 갖는 제어 루프의 규제 예컨대 그러한 경우와 같이 체적 유량의 변화에 비례하고, 제어 루프는 압력(P)에 대한 외부 제어 루프(10)와 압력 변화(
Figure pat00001
)에 대한 내부 제어 루프(20)로 구성된다.
이것은 이상적인 제어 루프이며, 실제의 제어 시스템에서 압력 상승은 각각의 캐패시터에서 일어나지 않고, 오히려 커패시터, 인덕터 및 유압 저항기로 이루어진 임의의 도전 네트워크에서 일어난다.
목표압력(Ps)의 신호는 비례요소(11) 및 비례요소(21)를 통해 파일럿 밸브 (22)에 작동변수(y)로서 적용되고, 상기 파일럿 밸브(22)는 스트로크 링을 대신하는 변위 피스톤을 작동시키며, 상기 스트로크 링 위치(X1)에 대한 신호는 적분기 (23)의 수단에 의해 스트로크 링 위치 변화(
Figure pat00002
)로부터 유래 된다. 펌프의 체적유량( QP)은 펌프의 속도와 펌프의 전달 부피로 가중된 비례요소(24)의 수단에 의해 얻어진다. 예를 들면, 외란 체적유량(QS) 같은 누수가 실제 체적유량(Q)을 산출하고, 비례요소(25)의 형태로 나타낸 시스템의 용량은 적분을 통해 유도되는 압력(P)으로부터 압력변화(
Figure pat00003
)를 산출한다. 이 압력(P)은 센서 예컨대 압력 변환기로 직접 측정될 수 있고, 그 다음에 평균압력(
Figure pat00004
)으로 목표압력(P S )에 필터(13)를 통해 피드백될 수 있으며, 제어 정밀도를 향상시키기 위해 평균압력(
Figure pat00005
)은 마찬가지로 추가로 미분기(29)를 통해 피드백될 수 있다. 파일럿 밸브(22)에서 원활한 작동변수(y)를 얻기 위해 불필요한 마모가 발생하기 쉬운 작동 움직임을 최소화하도록 신호를 필터링해야 한다. 특히, 제어루프의 역학 감소의 결과로 압력변화(
Figure pat00006
)의 신호는 제어 루프의 기본 주파수 범위 근처가 필터링될 수 있다. 이러한 상황에 대한 해결책은 비례요소(26) 및 미분요소인 미분기(27)를 통해 스트로크 링 신호(x1)의 피드백이다. 그러나, 비례요소를 통한 스트로크 링 신호(x1)의 피드백은 외란 변수가 존재하는 경우는 제어 편차가 남아 있다는 단점을 수반하고, 외란 변수의 가중 장소 이전 피드백은 제어 편차를 일으킨다. 하이패스 필터의 시정수가 크게 되도록 선택해야 하기 때문에 불리하게 하이패스 필터 같은 미분요소를 통한 피드백은 동적 외란 특성에 영향을 미친다.
도 2는 종래 기술의 상태로부터 공지된 바와 같이, 체적 유량에 비례하는 제어기 출력인 작동변수(y)을 갖는 종래의 제어 루프를 위한 신호 흐름도이다.
가변속도 펌프 드라이브 또는 밸브 제어 장치의 경우처럼 예를 들면, 제어 루프의 조절과 함께 제어기 출력인 작동변수(y)는 비례 체적 유량을 제어한다. 제어루프는 압력(P)에 대한 제어시스템(15)과 제어기(16)로 구성되고, 이것 역시 이상적인 제어 루프이며, 실제의 제어 시스템에 있어서, 압력 상승은 각각의 캐패시터에서 일어나지 않고 오히려 커패시터, 인덕터 및 유압 저항기로 이루어진 임의의 도전 네트워크에서 일어난다.
목표 압력신호(P S )는 적분요소(12) 및 비례요소(21)를 통해 작동 시스템 (55)에 작동변수(y)로서 인가됨으로써 펌프 체적 유량(QP)을 산출한다. 예를 들면, 외란 체적 유량(QS) 같은 누수가 실질적인 체적 유량(Q)을 산출한다. 비례요소(25)의 형태로 나타난 시스템의 용량은 압력(P)이 적분을 통해 유도되는 것으로부터 압력 변화(
Figure pat00007
)를 산출한다. 이 압력 (P)은 예를 들어 센서와 압력 변환기로 직접 측정할 수 있고, 평균화된 압력(
Figure pat00008
)으로 목표 압력(P S )에 필터(13)를 통해 피드백될 수 있으며, 제어 정밀도 및 역학을 향상시키기 위해서 평균화된 압력(
Figure pat00009
)은 마찬가지로 미분기(29)를 통해 추가 피드백될 수 있다.
도 3은 도 1에서와 같은 상황에 대한 본 발명 방법에 따른 신호 흐름도를 나타낸다. 목표 압력신호(P S )는 비례요소(11)와 비례요소(21)를 통해 파일럿 밸브(22)에 작동 변수(y)로서 공급되고, 상기 파일럿 밸브(22)는 스트로크 링을 대신하는 변위 피스톤을 작동시킨다. 상기 스트로크 링 위치(X1)에 대한 신호는 적분기(23)의 수단에 의해 스트로크 링 위치 변화로부터 유래 된다. 도 1에 도시된 상황에서와 같이, 상기 스트로크 링 신호(x1)는 하이패스 필터로서 비례요소(26)와 차별화 요소인 미분기(27)를 통해 피드백된다. 제어시스템에서 스트로크 링 위치(X1)에 대한 신호는 적분기(23)를 통해 스트로크 링 위치 변화(
Figure pat00010
)로부터 유래 된다. 펌프 체적 유량(QP)은 비례요소(24)를 통해 펌프의 속도로 가중된 스트로크 링 위치(X1)로부터의 결과이다. 예를 들면, 누수는 외란 체적 유량(QS)를 일으킬 수 있다. 이러한 외란 체적 유량(QS)을 획득하는 고려 사항으로 실제 체적 유량(Q)은 펌프의 체적 유량(QP)으로부터 얻을 수 있다. 비례요소(25)의 형태로 나타난 시스템의 용량은 적분을 통해 유도되는 압력(P)으로부터 압력 변화(
Figure pat00011
)를 산출한다. 이 압력(P)은 예를 들어 센서와 압력 변환기로 직접 측정할 수 있다. 압력신호(P)는 평균압력(
Figure pat00012
)으로 센서필터 (13)을 통해 관측기(50)에 제공할 수 있다. 관측기(50)의 입력 변수는 지체 없이 활용된 스트로크 링 신호(x1) 이고, 상기 스트로크 링 신호(x1)는 비례요소(51)의 상수(kx)로 가중된다. 상기 상수(kx)는 유압 시스템의 용량(c)에 반비례하고, 모터 속도(n) 및 펌프의 전달률에 비례한다. 비례요소(53)에 비례 계수로 가중된 추정오차(e)는 추정압력의 변화(
Figure pat00013
)를 얻기 위해 상수(kx)로 가중된 스트로크 링 신호호(x1)에 추가된다. 상기 추정압력의 변화(
Figure pat00014
)는 추정 압력신호용 적분요소(52)를 통해 예상압력(
Figure pat00015
)이 된다. 상기 추정오차(e)는 측정된 압력(P)과 예상압력(
Figure pat00016
) 사이의 차의 결과이다.
상기 추정압력의 변화(
Figure pat00017
)는 비교 목적을 위해 안정화용 비례요소(54)를 통해 목표 압력의 신호에 공급되며, 결과적으로, 내부 제어 루프의 피드백은 이제 비 지연된 스트로크 링 신호(x1)에 의해 결정되고 더 이상 지연 분화하지 않으며, 또한, 이 신호는 상당히 소음이 적고, 외란 특성이 크게 영향을 받지 않아 제어기는 이제 더 견고하게 작동한다.
도 4는 도 2에서와 같은 상황에 대한 본 발명 방법에 따른 신호 흐름도를 나타낸다. 목표압력(Ps) 신호는 적분요소(12)와 비례요소(21)를 통해 작동 시스템(55)에 대한 작동변수(y)로서 송신되어 펌프의 체적유량(Qp)을 산출한다. 예를 들면, 외란 체적유량(Qs) 같은 누수가 실제 체적유량(Q)을 산출하고, 캐패시터용 비례요소(25)의 형태로 도시된 시스템의 용량은 압력(P)이 적분을 통해 유도되는 압력변화(
Figure pat00018
)를 산출하며, 이 압력(P)은 예를 들어 센서와 압력 변환기로 직접 측정할 수 있고, 그 다음에 평균압력(
Figure pat00019
)으로 목표압력(Ps)에 필터(13)를 통해 피드백될 수 있으며, 상기 압력(P) 신호는 평균압력(
Figure pat00020
)으로서 필터(13)를 통해 관측기(50)에 사용할 수 있고, 상기 관측기(50)에 대한 입력변수는 상수 펌프가 사용될 때 변위 펌프는 모터 속도의 위치에 사용되는 경우, 펌프의 위치에 관한 신호(x2)가 사용되고, 또 정량 펌프가 사용된 경우 밸브의 위치지연 없이 활용된 정압 네트워크로부터 밸브 제어 체적유량의 경우 밸브의 위치가 이용된다. 상기 신호(x2)는 비례 요소(51)에서 상수(kx)로서 가중된다. 상기 상수(kx)는 스트로크 링 속도용 비례요소(24) 및 캐패시터용 비례요소(25)에 의존한다. 제어 시스템에 있는 스트로크 링 속도용 비례요소(24)와 캐패시터용 비례요소(25)가 변하면, 비례요소(51)를 적용하는 것이 유리하게 된다. 비례요소(53)에서 비례 계수가 가중된 추정오차(e)는 추정압력의 변화(
Figure pat00021
)를 얻기 위해 상수(kx)로 가중된 스트로크 링 신호(x2)에 추가된다. 상기 추정압력의 변화(
Figure pat00022
)는 적분요소(52)를 통해 압력변화(
Figure pat00023
)가 되고, 상기 추정오차(e)는 측정된 압력(P)과 추정압력(
Figure pat00024
) 사이 차의 결과이다.
상기 추정압력의 변화(
Figure pat00025
)는 비교 목적을 위해 비례요소(54)를 통해 목표 압력의 신호에 공급되고, 결과적으로, 내부 제어 루프의 피드백은 이제 비 지연된 스트로크 링 신호(x2)에 의해 결정되고 지연 분화에 의해 결정되지 않으며 또한, 이 신호는 소음이 상당히 적고, 외란 특성이 크게 영향을 받지 않아 제어기는 이제 더 견고하게 작동한다.
여기에 나타낸 실시예는 단지 본 발명의 예를 구성한다. 따라서 제한적인 특성으로 해석되어서는 안 되고, 당업자에 의해 고려된 다른 실시예들도 마찬가지로 본 발명의 보호 범위에 포함된다.
10 : 외부 제어루프 11 : 비례요소
12 : 적분요소 13 : 센서필터
15 : 제어시스템 16 : 제어기
20 : 내부 제어루프 21 : 비례요소
22 : 파일럿 밸브 23 : 스트로크 링 신호용 적분기
24 : 스트로크 링 속도용 비례요소 25 : 캐패시터용 비례요소
26 : 피드백용 비례요소 27 : 피드백용 미분기
29 : 평균압력의 피드백용 미분기 50 : 관측기
51 : 비례요소 k x 52 : 예상 압력신호용 적분요소
53 : 비례요소 54 : 안정화용 비례요소
55 : 작동 시스템 c : 용량
e : 추정오차 n : 모터속도
p : 압력 ps : 목표압력
Figure pat00026
: 압력변화
Figure pat00027
: 평균압력
Figure pat00028
: 예상압력
Figure pat00029
: 예상압력의 변화
Q : 체적유량 Qp : 펌프의 체적유량
Qs : 외란 체적유량
Figure pat00030
: 스트로크 링 위치의 변화
X1 : 스트로크 링 위치 x1, x2 : 스트로크 링 신호
X2 : 펌프, 속도 또는 밸브에 관계된 신호 y : 작동 변수

Claims (19)

  1. 상태 변수가 외란 변수의 작용점 이전의 장소에 있는 제어 시스템에서 검출되고, 보조 제어 변수가 상수 k x 로 가중된 상태 변수와 추정오차(e)로부터 산출되며, 상기 추정오차(e)가 검출된 출력 변수와 적분된 보조 제어 변수 사이의 비교로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 출력 변수가 제어 시스템의 단부에서 검출되고 외란 변수가 제어 시스템에서 활성화되는 제어 시스템 및 제어기를 포함하는 시스템용 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 추정오차(e)는 상기 상수 k x 로 가중된 상태 변수에 추가되기 이전에 비례계수로 가중되는 것을 특징으로 하는 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 시스템은 유압 유체를 포함하는 유압 시스템이고, 상기 검출된 출력 변수는 기계적 변수이며, 후자는 유압 유체의 수단에 의해 적용될 수 있는 압력(p)으로 유압 실린더에 의해 생성되는 힘이 되는 것을 특징으로 하는 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 시스템은 유압 유체를 포함하는 유압 시스템이고, 상기 검출된 출력 변수는 유압 유체의 압력(p)인 것을 특징으로 하는 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 유압 시스템은 유압 유체의 체적유량 (Q)이 유압 시스템의 압력 변화
    Figure pat00031
    를 생성할 수 있는 수단으로 구성요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법.
  6. 제 5항에 있어서, 체적유량(Q)이 생성할 수 있는 수단으로 구성 요소는 밸브이고, 상기 유압 시스템은 밸브를 통해 정압 네트워크에 접속될 수 있어 상기 밸브가 정압 네트워크와 유압 시스템 간의 체적유량(Q)을 제어하는 것을 특징으로 하는 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법.
  7. 제 5항에 있어서, 체적유량(Q)이 생성할 수 있는 수단으로 구성 요소는 모터로 구동되는 정량펌프이고, 상기 체적유량(Q)이 모터속도(n)를 변화시킴으로써 조절되는 것을 특징으로 하는 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법.
  8. 제 5항에 있어서, 체적 유량(Q)이 생성될 수 있는 수단으로 상기 구성요소는 모터에 의해 구동되는 변위 펌프이고, 상기 체적 유량(Q)은 회전 당 전달 부피의 변화 및/또는 모터속도(n)를 변화시킴으로써 조정되는 것을 특징으로 하는 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상수 k x 는 유압 시스템의 용량(c)에 반비례하고, 모터 속도(n) 및 펌프 토출 속도에 비례하는 것을 특징으로 하는 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 제어 변수는 추정 압력 변화인 것을 특징으로 하는 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법.
  11. 상태 변수가 외란 변수의 작용점 이전의 장소에 있는 제어 루프에서 검출되고, 보조 제어 변수가 상수 k x 로 가중된 상태 변수와 추정오차(e)로부터 산출되며, 상기 추정오차(e)가 검출된 출력 변수와 적분된 보조 제어 변수 사이의 비교로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 제어시스템이 작용점에 있는 외란 변수에 의해 활성화되는 제어 시스템, 출력 변수가 제어 시스템의 단부에서 검출되는 센서시스템 및 출력변수를 제어하는 제어기를 포함하는 시스템.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 검출된 출력 변수가 검출을 목적으로 하는 필터의 수단에 의해 평균화되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 상기 시스템은 유압 유체를 포함하는 유압 시스템이며, 검출된 출력 변수는 기계적 변수이고, 후자는 압력(p)이 유압 유체의 수단에 의해 적용될 수 있는 유압 실린더에 의해 생성되는 힘인 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 상기 시스템은 유압 유체를 포함하는 유압 시스템이며, 검출 출력 변수는 유압 유체의 압력(p)인 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서, 상기 유압 시스템은 유압 유체의 체적 유량 (Q)이 유압 시스템의 압력 변화로 연결이 생성될 수 있는 수단으로 구성 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제 15항에 있어서, 체적 유량(Q)이 생성될 수 있는 수단으로 구성 요소는 밸브이고, 유압 시스템은 밸브를 통해 정압 네트워크에 접속될 수 있고, 정압 네트워크와 유체 밸브 사이의 체적 유량(Q)을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제 15항에 있어서, 체적 유량(Q)이 생성될 수 있는 수단으로 구성 요소는 체적 유량(QP)이 모터속도(n)를 변화시킴으로써 조정되는 모터에 의해 구동되는 정량펌프인 것을 특징으로 하는 시스템.
  18. 제 15항에 있어서, 체적 유량(Q)이 생성될 수 있는 수단으로 구성 요소는 모터에 의해 구동되는 변위 펌프이고, 체적 유량(QP)은 회전당 전달부피의 변화 및/또는 모터속도(n)의 조절에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  19. 제 15항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 전자회로는 체적 유량(Q)이 생성될 수 있는 구성요소 상에 배열되고, 상기 전자회로가 청구항 제 1항 내지 제 15항에 따른 방법을 실행하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 시스템.
KR1020140047725A 2013-04-24 2014-04-21 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법 KR20140127168A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13165039.2A EP2639657B1 (de) 2013-04-24 2013-04-24 Verzögerungsminimierte Erfassung einer Hilfsregelgröße
EP13165039.2 2013-04-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140127168A true KR20140127168A (ko) 2014-11-03

Family

ID=48193104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140047725A KR20140127168A (ko) 2013-04-24 2014-04-21 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9890777B2 (ko)
EP (1) EP2639657B1 (ko)
JP (1) JP2014216022A (ko)
KR (1) KR20140127168A (ko)
CN (1) CN104121252B (ko)
BR (1) BR102014009792A2 (ko)
CA (1) CA2847487A1 (ko)
TW (1) TW201443590A (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111482966B (zh) * 2020-05-14 2022-08-09 重庆邮电大学 一种机器人力觉遥控系统的力和位置控制方法
DE102020215820A1 (de) 2020-12-14 2022-06-15 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Hydropumpe für einen hydrostatischen Antrieb, und hydrostatischer Antrieb

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3398993A (en) * 1966-09-14 1968-08-27 Westinghouse Air Brake Co Load modulated combined dynamic and fluid pressure brake control system for railway cars
US4008386A (en) * 1976-01-13 1977-02-15 Leeds & Northrup Company Method and means for producing a control signal for process control including removable means for increasing gain as a time integral of error
US4139887A (en) * 1977-04-28 1979-02-13 United Technologies Corporation Dynamic compensation for multi-loop controls
JPH0298701A (ja) * 1988-10-05 1990-04-11 Toshiba Corp 制御装置
JPH07334204A (ja) * 1994-06-09 1995-12-22 Toshiba Corp ディジタルｐｉｄ制御装置
JP2002202802A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Seiko Instruments Inc 外乱推定型制御システム、気体圧縮機制御システム及び外乱推定型制御システムの設計方法
US6668202B2 (en) * 2001-11-21 2003-12-23 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Position control system and velocity control system for stage driving mechanism
US7317953B2 (en) * 2003-12-03 2008-01-08 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Adaptive multivariable process controller using model switching and attribute interpolation
JP4326386B2 (ja) * 2004-03-26 2009-09-02 本田技研工業株式会社 制御装置
US7006909B1 (en) * 2004-10-20 2006-02-28 Detroit Diesel Corporation Engine delay compensation
DK1812718T3 (da) * 2004-11-19 2008-11-24 Festo Ag & Co Kg Diagnoseanordning til mindst én pneumatisk ventilaktuatoranordning
JP4518028B2 (ja) * 2006-02-13 2010-08-04 Ｓｍｃ株式会社 位置決め制御システム及びフィルタ
JP5169836B2 (ja) * 2006-12-21 2013-03-27 株式会社安川電機 位置制御装置
DE112009000224T5 (de) * 2008-01-31 2011-01-05 Fisher-Rosemount Systems, Inc., Austin Robuster andaptiver modellprädiktiver Regler mit Abstimmung zum Ausgleich einer Modellfehlanpassung
EP2270613A1 (de) * 2009-07-03 2011-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Lastkraftregelung einer Hydraulikzylindereinheit mit Lastbeobachter
JP2012101676A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Hitachi Automotive Systems Ltd ブレーキ制御装置
CN201866014U (zh) * 2010-11-30 2011-06-15 沈阳理工大学 一种电液伺服阀测控系统
US9927806B2 (en) * 2013-01-03 2018-03-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Estimation algorithm for discrete-time uncertain stochastic systems and device relating thereto

Also Published As

Publication number Publication date
EP2639657A1 (de) 2013-09-18
JP2014216022A (ja) 2014-11-17
TW201443590A (zh) 2014-11-16
US9890777B2 (en) 2018-02-13
CN104121252B (zh) 2018-10-09
BR102014009792A2 (pt) 2015-10-20
CA2847487A1 (en) 2014-10-24
CN104121252A (zh) 2014-10-29
EP2639657B1 (de) 2018-04-04
US20140322036A1 (en) 2014-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2795538C (en) Phase shift controller for a reciprocating pump system
CN107787421B (zh) 一种用于无级变速器的控制系统
CN103591084B (zh) 液压装置中的温度检测方法
US20120051945A1 (en) Speed control for diaphragm pump
CN104603583B (zh) 用于检测离心泵的流量的方法
US6155790A (en) Method and equipment for controlling a pipe network
KR20130064051A (ko) 계량펌프를 제어 및/또는 조절하기 위한 방법
US20180080442A1 (en) Displacement pump and control system
JP2021021394A (ja) 移動型作業機械のためのハイドロリック圧力媒体供給装置及び方法
KR20150073060A (ko) 건설기계의 차량 제어 시스템 및 방법
KR20140127168A (ko) 보조 제어 변수의 지연최소화 검출방법
JP2015529297A (ja) ポンプ排出圧制御のための電子油圧制御の設計
CN104100508A (zh) 将由马达驱动的、转速可变的液压泵作为流体静力的传动装置的应用
CA2922313C (en) Method for improving metering profiles of displacement pumps
CN103775321A (zh) 液力平衡式伺服控制变量液压泵
EP3514379B1 (en) Valveless variable displacement pump
US9932979B2 (en) Oil pressure control device
US10495218B2 (en) Variable displacement hydraulic pump with torque sensing and method thereof
JP2009007975A (ja) 油圧ポンプのインバータ駆動制御方法
WO2024070205A1 (ja) シリンダ装置
CN102312872A (zh) 一种混凝土泵车液压平衡限速控制装置
Pedersen et al. Designing an electro-hydraulic control module for an open-circuit variable displacement pump
CN116498538A (zh) 定量液压泵输出流量控制方法和装置
CN115917956A (zh) 马达
TWI611102B (zh) 電液壓單元

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid