KR20210151812A - 정수압 작업 도구 및 그 제어 방법 - Google Patents

정수압 작업 도구 및 그 제어 방법 Download PDF

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KR20210151812A
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프랑크 벤더
요헨 마이어
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로베르트 보쉬 게엠베하
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    • 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
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/048—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators using a predictor

Abstract

본 발명은 정수압 액추에이터, 및 제어 장치에 저장된 상기 액추에이터의 운동학적 모델의 입력 변수인, 상기 액추에이터에 대한 이동 요구를 검출할 수 있는 조작 장치를 포함하는 이동식 작업 기계용 정수압 작업 도구에 관한 것이다. 상기 액추에이터는 제어 장치의 출력 변수에 따라 제어될 수 있다. 상기 이동 요구 또는 출력 변수에 할당되는/할당될 수 있는 액추에이터의 운동학적 상태를 검출할 수 있는 검출 장치가 제공된다. 본 발명은 또한 작업 도구의 제어 방법에 관한 것이다.

Description

정수압 작업 도구 및 그 제어 방법
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 정수압 작업 도구, 및 청구항 제 8 항에 따른 그 제어 방법에 관한 것이다.
이러한 유형의 작업 도구에는 많은 회전 및/또는 병진 자유도가 있다. 작업 도구는 정수압 액추에이터 체인으로 구성된다.
조작자가 작업 도구를 안전하고 편안하게 제어하는 것은 중요하다. 작업 도구는 그 이동 범위에서 작업 기계 및 주변 환경과 충돌 없이 작업해야 한다. 또한 작업 도구의 팁에 배치된 도구는 세 좌표 모두에서 정확하고 편리하게 제어될 수 있어야 한다. 경험 없는 조작자(예를 들어, 이동식 작업 기계의 운전자)라도 높은 역동성과 포지셔닝 정확도로 제어가 가능해야 한다.
이전에 알려진 솔루션들은 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 모델 기반 파일럿 컨트롤, 작업 도구의 이동을 검출하기 위한 측정 장비 및 폐루프 제어의 조합을 사용한다. 이 경우, 이와 관련된 역운동학적 문제를 푸는 것이 중요하다. 알려진 모든 방법은 액추에이터의 유압적 기계적 시스템에 대한 정확한 지식을 기반으로 하므로 필요한 정확도는 모델 반전을 통해 파일럿 컨트롤 경로에 이미 매핑될 수 있으며 후속 폐루프 제어와 함께 필요한 포지셔닝 품질은 충분히 높은 역동성으로 달성될 수 있다.
그러나 시스템 동작에 대한 정확한 지식은 실제로 구현하기 어렵기 때문에 내장된 구성 요소들에 대한 지식이 있더라도 시운전 중에 높은 수준의 적용 노력이 필요하다. 높은 역동성과 포지셔닝 정확도에 대한 요구 사항은 많은 시간과 시스템에 대한 정확한 이해를 통해서만 충족될 수 있다. 이 절차는 당연히 알려지지 않은 유압 구성 요소들을 갖는 시스템의 시운전 및 작동에 대해 특히 복잡하다.
또한 유압 구성 요소들의 노화 효과는 작업 도구의 수명 기간 동안 거동을 악화시킬 수 있다. 실제 시스템과 파일럿 컨트롤에 표시된 시스템 모델 간의 편차는 포지셔닝 정확도의 저하로 이어질 수 있다. 목표 거동과 실제 거동 사이의 편차는 폐쇄 회로에서 조절기에 의해 보상되어야 하기 때문에, 작업 도구의 진동도 자극될 수 있다.
복잡한 작업 운동학을 갖는 이동식 작업 기계의 제어는 일반적으로 조이스틱 신호를 개별 컨슈머(예를 들어, 붐, 스틱, 버킷)에 대한 속도 요구로 해석하여 이루어진다. 그러나 이 입증된 제어 개념은 특히 경험이 부족한 운전자나 작업 장비의 포지셔닝 정확도에 대한 요구가 높은 작업의 경우 어려운 것으로 나타났다. HMI 신호가 x-y-z 좌표 시스템, 이른바 TCP 또는 좌표 제어에서 작업 도구 팁의 속도 요구로 해석될 수 있게 하는 보조 기능들이 도움이 된다. 이러한 보조 기능들은 운전자가 원하는 이동 요구에 필요한 조인트 속도를 계산하기 위해 액추에이터의 운동학 모델을 사용한다. 이러한 보조 기능의 전제 조건은 일반적으로 특히 각도 센서, 실린더 스트로크 센서 또는 관성 센서 시스템을 통한 조인트 각도 및 일반적으로 운동학적 구성의 검출이다. 보조 기능에서 요구한 조인트 속도를 달성하려면, 관련된 개별 액추에이터에 해당 속도가 필요하다. 알려진 솔루션들은 요구된 이동을 가능한 한 정확하게 구현하기 위해 폐루프 제어과 함께 조이스틱 편향에서부터 펌프 및 밸브의 제어까지의 제어 경로의 역 모델을 사용한다. 예를 들어 파라미터 편차에 의한 파일럿 컨트롤 모델에서의 에러와 방해 변수, 예를 들어 굴착 장치의 해당 저항이 있는 무거운 재료를 조정하려면 폐루프 제어가 필요하다. 특히 고도로 동적인 이동(예를 들어, 평면이나 제방에서 빠른 수평 조정)은 제어의 역학이 제한되기 때문에 고품질의 파일럿 컨트롤이 필요하다. 알려진 솔루션들에서 가능한 한 정확한 파일럿 컨트롤의 사용은 제어 체인의 모델링과 밸브 블록 및 펌프 역학, 라인 손실 및 디젤 엔진 거동과 같은 시스템 파라미터에 대한 해당 지식을 기반으로 한다. 이미 언급했듯이, 이것은 알려진 유압 구성 요소들을 사용하더라도 시운전 중에 상당한 노력을 요구한다. 알려지지 않은 구성 요소들을 사용할 때 파일럿 컨트롤 경로의 높은 수준의 정확도는 지금까지 달성되지 않았다. 이것은 보조 기능으로 달성할 수 있는 포지셔닝 정확도를 상당히 악화시키거나 그러한 기능을 완전히 사용할 수 없게 만든다.
본 발명의 과제는 공정-안전한, 제어가능한 정수압 작업 도구 및 상기 작업 도구의 공정-안전한 제어를 위한 방법을 제공하는 것이다.
제 1 과제는 청구항 제 1 항의 특징들을 갖는 정수압 작업 도구에 의해 해결되고, 제 2 과제는 청구항 제 8 항의 특징들을 갖는 방법에 의해 해결된다.
본 발명의 바람직한 개선예들은 각각의 종속 청구항들에 기재되어 있다.
이동식 작업 기계, 특히 굴착기, 크롤러 굴착기, 이동식 굴착기, 미니 굴착기, 백호 로더 또는 콘크리트 펌프 또는 산림 기계용 정수압 작업 도구는 특히 운동학적으로 결합된 정수압 액추에이터들을 갖는다. 액추에이터들은 로터리 모터 또는 리프팅 실린더와 같이 회전식 또는 병진식일 수 있다. 공구 또는 공구 홀더는 작업 도구의 단부 섹션에 제공되는 것이 바람직하다. 작업 도구에는 액추에이터들에 대한 이동 요구를 검출할 수 있는 조작 장치가 있다. 조작 장치는 바람직하게는 작업 도구의 제어 장치에 신호 연결된다. 이동 요구는 작업 도구의 제어 장치에 저장된 액추에이터의 적어도 운동학적 모델의 입력 변수이다. 액추에이터들은 제어 장치, 특히 압력 매체 소스 및 밸브 장치에 의해 적어도 제어 장치, 특히 모델의 출력 변수에 따라 제어될 수 있다. 또한, 이동 요구 또는 출력 변수에 할당된 또는 할당 가능한 액추에이터의 운동학적 상태를 검출할 수 있는 검출 장치가 제공된다. 본 발명에 따르면, 작업 도구, 특히 그 제어 장치는 모델 또는 그 반전, 즉 반전된 모델을 적어도 이동 요구 및/또는 출력 변수 그리고 상기 검출된, 할당 가능한 또는 할당된 상태에 따라 적응시킬 수 있도록 설계된 적응 또는 학습 장치를 갖는다. 그 결과, 제어 장치는 본 발명에 따라 학습 가능하다. 즉, 적응 장치에 의해 적응 또는 학습 알고리즘이 구현된다.
이는 작업 도구(적응 장치)를 제어하기 위한 모델이 독립적으로 적응 가능하기 때문에 작업 도구에 대한 개발 및 시운전 노력을 줄이는 결과를 가져온다. 그러면 높은 역학 및 포지셔닝 정확도에 대한 요구 사항을 충족할 수 있도록 작업 도구 및 액추에이터의 유압적 기계적 거동에 대한 정확한 지식을 갖는 것이 더 이상 전제 조건이 아니다. 학습 또는 적응 모드가 종료된 후, 조절 장치가 생략될 수 있거나 대부분 생략될 수 있으며 (적응된) 모델의 품질로 인한 요구 사항은 컨트롤에 의해서만 또는 거의 제어부에 의해서만 충족될 수 있다. 특히, 펌프 또는 밸브와 같은 유압 구성 요소, 보다 정확하게는 그 거동을 제어 장치의 적용을 위해 더 이상 사전에 알 필요가 없다. 작업 도구와 그 액추에이터, 펌프, 밸브에 대한 정확한 지식 없이도 시간을 절약하면서 요구 사항을 충족하는 시운전이 가능하다. 예를 들어 액추에이터의 마모 또는 다른 프로세스로 인해 서비스 수명 내에 노화 효과가 발생하는 경우, 현실과 모델 사이의 이러한 편차는 적응 또는 학습 장치를 이용한 본 발명에 따른 모델의 적응에 의해 보상될 수 있다.
적응 장치, 특히 실행을 위해 그 안에 저장된 학습 또는 적응 알고리즘의 상이한 버전이 가능하다. 제 1 변형예에서, 모델은 작업 도구의 적어도 하나의 상태 공간 모델, 특히 상기 상태 공간 모델 또는 모델들에 적응하는 재귀 최소 제곱 알고리즘(RLS 알고리즘)과 조합한 각각 하나의 정적 및 동적 모델을 갖는다. 제 2 변형예에서, 모델은 RLS 알고리즘을 사용하여 학습 및/또는 적응 가능한 값들을 갖는 고정 지지점들이 있는 작업 도구의 특성 곡선 및/또는 특성 맵을 갖는다. 제 3 변형예에서, 학습 또는 적응 알고리즘은 적어도 하나의 신경망 및 심층 학습법(Deep Learning Method)에 의해 형성된다. 가중치는 역전파(backpropagation)에 의해 학습되고 적응될 수 있다. 이를 위해, 바람직하게는 검출 장치의 검출 데이터가 제어 장치에 저장될 수 있다. 학습 또는 적응 알고리즘의 제 4 변형예는 강화 학습(Reinforcement Learning:RL)으로서 설계되어 있다. 이로 인해, 전송 동작이 모델을 사용하지 않고도 상당 부분 학습될 수 있다.
적응 장치는 적응이 주기적으로 또는 배치식(batchwise)으로, 특히 작업 과제의 완료 후에, 또는 연속적으로 수행될 수 있도록 설계될 수 있다.
학습 또는 적응 알고리즘은 실행을 위해 적응 장치에 저장되는 것이 바람직하다.
개선예에서, 제어 장치는 일반적이다. 바람직하게는 그 구조가 일반적이다. 이것은 적응 장치를 통해 작업 도구 및/또는 이동식 작업 기계의 버전에 적응될 수 있다는 장점을 갖는다.
개선예에서, 모델의 하나 이상의 파라미터는 적응 장치를 통해 특히 이동 요구와 검출된 및 할당된 상태에 따라 적응될 수 있다.
개선예에서, 적응 장치는 이동 요구와 검출된, 할당 가능한 또는 할당된 상태에 따라 모델의 파라미터를 재귀적으로 추정할 수 있도록 설계된다.
개선예에서, 적응 장치는 모델에 의해 예측된 상태와 검출된 상태에 따라 적응의 종료 조건을 갖는다.
개선예에서, 모델은 정적 컴포넌트, 특히 정적 입력 비선형성, 값 룩업 테이블 또는 특성 맵, 및 동적 컴포넌트, 특히 선형 상태 공간 모델을 갖는다. 두 컴포넌트들은 예를 들어 해머스타인(Hammerstein) 모델에 통합된다.
개선예에서, 작업 도구는 이동 요구와 상태의 편차를 조정할 수 있는 조절 장치를 갖는다. 조절 장치는 적응 동안 학습된/적응된 모델/파라미터의 개선을 증가시키므로, 이동 요구와 실제로 달성된(할당된) 상태 간의 편차가 점점 더 작아진다.
개선예에서, 적응 후에, 특히 종료 조건에 도달한 후에, 적응 장치는 비활성화될 수 있고, 특히 필요한 경우 활성화될 수 있다.
개선예에서, 적응 후에 조절 장치는 비활성화될 수 있고, 특히 필요한 경우 활성화될 수 있게 설계된다.
개선예에서, 작업 도구의 정의된 시운전 사이클이 특히 표준화되어 제어 장치에 실행을 위해 저장된다. 따라서 모델, 특히 그 파라미터가 특히 신속하게 그리고 재현 및 분석하기 쉬운 방식으로 적응될 수 있다.
개선예에서, 작업 도구는 정수압 펌프, 및 액추에이터에 압력 매체를 공급하기 위한 밸브 장치를 포함한다.
이동식 작업 기계는 본 발명의 전술한 양상들 중 적어도 하나에 따라 설계된 작업 도구를 갖는다. 출원인은 그러한 작업 기계에 대해 특허 청구 또는 특허 출원을 할 수 있는 권리를 보유한다.
상기 설명의 적어도 하나의 양상에 따라 설계된 정수압 작업 도구의 제어 방법은 "이동 요구를 검출하는 단계", "모델에 따라 제어 장치의 출력 변수를 결정하는 단계", "출력 변수에 따라 액추에이터를 제어하는 단계", "이동 요구 또는 출력 변수에 할당된 또는 할당 가능한 액추에이터의 상태를 검출하는 단계"를 포함한다. 본 발명에 따르면, 이동 요구 및/또는 출력 변수에 따라 그리고 검출된, 할당 가능한 또는 할당된 상태에 따라 모델 또는 그 반전을 적응시키는 단계"가 포함된다.
이 방법은 작업 도구에 대한 설명에서 이미 언급한 장점을 갖기 때문에, 여기서 그것을 반복할 필요가 없다.
또한, 방법의 장점은 작업 도구에 적용될 수 있다. 이것은 이미 언급한 장점을 가진 모든 공급업체의 작업 도구에 적용될 수 있다.
특히 학습 또는 적응 장치에 의한 적응 단계는 작업 도구의 시운전, 개정 또는 작동 중에 수행될 수 있다. 이는 주기적으로 또는 배치식(batchwise)으로 또는 연속적으로 수행될 수 있으며, 특히 주기적, 배치식 또는 연속적 실행을 위해 적응 장치에 저장될 수 있다. 적응 단계는 특히 모델의 파라미터의 적응에 의해 수행된다.
개선예에서, "파라미터의 학습" 단계가 먼저 수행된다.
개선예에서, 방법은 "이동 요구에 따라 달성된 상태와 할당된 이동 요구 간의 편차를 조정"하는 단계를 포함한다. 이것은 바람직하게는 전술한 조절 장치를 통해 수행된다.
따라서, 이 단계/조절 장치는 학습된/적응된 파라미터의 개선을 증가시키고, 이동 요구와 할당된 상태 간의 편차가 점점 더 작아진다.
학습 또는 적응 단계의 종료 후, 특히 조절 장치를 조정하는 단계는 대부분 또는 완전히 생략될 수 있다. 이것은 작업 도구의 더 빠른 이동과 높은 포지셔닝 정확도를 가능하게 한다.
방법의 개선예에서 앞서 언급한 단계들 또는 그들 중 소수는 시운전 사이클로서, 특히 표준화된 방식으로 결합된다. 따라서 모델, 특히 그 파라미터는 특히 신속하게 그리고 재현 및 분석하기 쉬운 방식으로 적응될 수 있다.
본 발명에 따른 정수압 작업 도구의 두 가지 실시예가 도면에 도시되어 있다. 본 발명은 이제 도면을 참고로 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 제 1 실시예에 따른, 적응 모드에서 본 발명에 따른 작업 도구의 논리 회로도를 도시한다.
도 2는 적응 모드에 이어지는 작업 모드에서 도 1에 따른 작업 도구를 도시한다.
도 3은 제 2 실시예에 따른, 적응 모드에서 본 발명에 따른 작업 도구의 논리 회로도를 도시한다.
도 4는 적응 모드에 이어지는 작업 모드에서 도 3에 따른 작업 도구를 도시한다.
도 1에 따르면, 정수압 작업 도구(1)는 정수압 장비(4)와 기계적 운동학적 요소들(6)로 이루어진 정수압 기계적 유닛(2), 제어 장치(8)(ECU), 및 조작자 인터페이스(10), 예를 들어 조이스틱(인간 기계 인터페이스, HMI)을 포함한다.
정수압 장비(4)는 도 1에 따르면 블록 형태로 도시된, 예를 들어 정수압 펌프, 밸브 장치 또는 밸브 블록과 같은 압력 매체 공급을 위한 구성 요소들을 포함한다. 기계적-운동학적 요소들(6)는 로터리 모터 또는 리프팅 실린더와 같은 정수압 액추에이터들을 갖는다. 이들은 도 1에 따르면 블록들의 형태로 도시되어 있다. 또한, 정수압 기계적 유닛(2)은 기계적 운동학적 요소들(6)의 적어도 위치들 및 속도들 그리고 필요한 경우 가속도들을 검출할 수 있는 검출 장치(12)를 포함한다.
검출 장치(12)에 의한 검출은 (또한) 정수압 장비(4)의 구성 요소들과 관련될 수 있다.
조작자 인터페이스(10)는 작업 도구(1)의 이동에 관한 조작자 요구를 해석하는 해석 장치(14)에 연결된다. 해석 장치(14)는 기계적 운동학적 요소들(6)의 역운동학(16)의 모델에 연결된다. 비교적 두꺼운 화살표로 표시된 운동학 파라미터가 운동학(16) 내로 입력된다.
해당 학습 또는 적응 알고리즘을 갖는 학습 또는 적응 장치(18)가 실행을 위해 제어 장치(8)에 저장된다. 또한, 제어 장치(8)는 그레이 박스 파일럿 컨트롤(20), 조절 장치(22) 및 신호 처리 장치(27)를 갖는다.
역운동학(16)의 출력은 그레이 박스 파일럿 컨트롤(20)의 입력에 연결된다. 적응 장치(18)의 출력은 그레이 박스 파일럿 컨트롤(20)의 입력에 연결된다. 역운동학(16)의 출력은 오퍼레이터(26)에 의해 조절 장치(22)의 입력에 연결된다. 조절 장치(22)의 출력은 오퍼레이터(24)에 의해 그레이 박스 파일럿 컨트롤의 출력에 연결된다. 오퍼레이터(24)의 출력은 그 제어를 위해 정수압 장비(4) 및 적응 장치(18)에 연결된다.
정수압 장비(4)는 기계적 운동학적 요소들(6)에 압력 매체로 연결된다.
검출 장치(12)는 신호 처리 장치(27)에 연결된다. 그 출력은 오퍼레이터(26)에 의해 역운동학(16)의 출력에 연결되고, 오퍼레이터(26)의 출력은 조절 장치(22)의 입력에 연결된다. 신호 처리 장치(27)의 출력은 역운동학(16)에도 연결된다.
이미 언급된 바와 같이, 기계적 운동학적 요소(6) 또는 작업 도구(1)의 정수압 액추에이터의 운동학 파라미터는 역운동학(16) 내로 입력된다.
도 1에 따른 학습 또는 적응 모드에서, 조이스틱(10)은 조작자에 의해 편향된다. 해석 장치(14)는 이것을 운전자 요구로서 해석하고 신호를 역운동학(16)으로 공급한다. 해석된 이동 요구/해석된 운전자의 요구에 따라, 역운동학(16)은 출력 신호를 그레이 박스 파일럿 컨트롤(20)로 출력한다. 제 1 사이클에서, 이것은 신호를 정수압 장비(4), 특히 펌프 및 밸브로 생성하여, 기계적 운동학적 요소들(6)의 액추에이터들이 압력 매체를 공급받고 이동된다. 검출 장치(12)는 원래의 이동 요구에 할당된 이 이동/위치들/위치 변경들을 검출하여 이를 신호 처리 장치(27)로 전달한다. 검출된 위치들, 속도들 및 가속도들(해당되는 경우)은 신호 처리 장치(27)로부터 오퍼레이터(26)로, 따라서 조절 장치(22)로 전달된다. 검출된 위치, 속도, 가속도와 원래 할당된 이동 요구의 편차에 대한 최종 조정을 위해, 상기 편차가 지정된 임계값 아래로 떨어질 때까지, 조절 장치(22)의 출력 신호가 오퍼레이터(24) 및 정수압 장비(4)로 전달된다.
동시에, 신호 처리 장치(27)의 출력 신호는 적응 장치(18) 및 역운동학(16) 내로 들어간다. 학습 또는 적응 모드에서, 적응 장치(18)는 그레이 박스 파일럿 컨트롤(20)에 개입하여, 오퍼레이터(24)에 대한 그 출력 신호를 변경한다.
도 2는 학습 또는 적응 모드가 종료된 후, 동일한 정수압 작업 도구(1)를 도시한다. 따라서 적응 장치(18)가 비활성화되어 그레이 박스 파일럿 컨트롤(20)을 액세스할 수 없다(횡선이 그어진 화살표). 그레이 박스 파일럿 컨트롤(20), 특히 그 안에 저장된 모델이 적응 장치(18)의 이전 개입에 의해 최적화되어, 검출 장치(12)에 의해 검출된 기계적 운동학적 요소(6)의 상태와 원래의 할당된 이동 요구(ydes) 간의 편차가 없거나 또는 적어도 충분한 크기의 편차가 없기 때문에, 조절 장치(22)가 비활성화되거나(파선 도시), 더 이상 개입될 필요가 없다.
도 3 및 도 4는 각각 학습 또는 적응 모드(도 3) 및 정상 작업 모드(도 4)에서 정수압 작업 도구(101)의 제 2 실시예를 도시한다. 제어 장치(8) 및 적응 장치(18)의 특징들이 더 상세하게 도시되어 있다. 제어 장치(8) 및 적응 장치(18)는 정적 입력 비선형성(28)(특성 맵), 및 이것에 직렬 연결된 선형 동적 상태 공간 모델(30)을 갖는 해머스타인(Hammerstein) 모델을 작업 도구(101)의 모델로서 포함한다. 또한 제어 장치(8), 또는 적응 장치(18)는 실행 가능한 최소 제곱법(32)을 갖는다. 학습 또는 적응 모드에서, 조작자 인터페이스(10)는 장치들(4, 28, 32)의 입력들에 연결된다. 조이스틱(10) 편향의 형태인 이동 요구(ydes)가 상기 장치들에 전달된다. 이것은 정수압 장비(4)에서 압력 매체 공급을 변경시키고, 기계적 운동학적 요소들(6)(정수압 액추에이터)에서, 검출 장치(12)에 의해 검출되는 이동, 속도 및 가속도를 야기한다. 이동 요구(ydes)에 할당된 액추에이터(6)의 실제 상태(yact)는 장치(32)로 피드백된다. 실행을 위해 그 안에 저장된 최소 제곱법은 현재 상태(yact)를 원래의 이동 요구(ydes)와 비교하고, 특성 맵(28) 및 동적 상태 공간 모델(30)에서 파라미터, 예를 들어 파라미터 A, B, C를 적응시킨다. 적응 장치(18)는 예측된 이동(ypred)을 출력한다. 장치(32)의 동작은 달성된, 할당된 상태(yact)와 예측된 이동(ypred)에 따라 공식화되는 종료 조건에 도달할 때까지 계속된다.
도 4는 종료 후, 즉 도 3에 따른 학습 또는 적응 모드가 종료된 후, 정수압 작업 도구(101)를 도시한다. 그러면, 도 4에 따라 적응 장치(18)로의 달성된, 할당된 상태(yact)의 피드백이 중단된다. 그런 다음, 조작자 인터페이스(10)의 이동 요구(ydes)가 모델(28, 30) 내로 입력되고 제어 신호(Drv Dmd)만이 정수압 장비(4)로 전송되어 기계적-운동학적 요소(6)(액추에이터)에 해당하는 압력 매체가 공급된다. 이동 요구(ydes)와 상기 이동 요구(ydes)에 할당된 도달된 상태(yact) 간의 편차는 수행된 학습 또는 적응 단계와 적응된 파라미터(A, B, C)로 인해, 폐루프 제어 및 추가 적응이 생략될 수 있는 정도로 작다. 따라서 위에서 언급한 장점들을 갖는 순수 제어 모드만 있다.
학습 및 적응 장치를 갖는 정수압 작업 도구가 개시되어 있으며, 이를 통해 제어 장치에 저장된, 작업 도구를 제어하기 위한 특히 운동학적 유압적 모델이 적응될 수 있거나 최적화될 수 있어서, 작업 도구의 검출된 상태와 상기 상태에 할당된 이동 요구 간의 편차가 무시될 수 있을 정도로 작거나 제로이다.
또한, 작업 도구의 검출된 상태와 상기 상태에 할당된 이동 요구 간의 편차가 무시될 수 있을 정도로 작거나 제로이도록, 적응 장치에 의한 모델의 적응 또는 최적화 단계를 포함하는 작업 도구의 제어 방법이 개시되어 있다. 특히, 이 방법은 실행을 위해 적응 장치에 저장된다.
6: 액추에이터
8: 제어 장치
10: 조작 장치
12: 검출 장치
16, 28, 30: 모델
18, 32: 적응 장치

Claims (8)

  1. 정수압 액추에이터(6), 및 제어 장치(8)에 저장된 상기 액추에이터(6)의 운동학적 모델(16, 28, 30)의 입력 변수인, 상기 액추에이터(6)에 대한 이동 요구(ydes)를 검출할 수 있는 조작 장치(10)를 포함하는, 이동식 작업 기계용 정수압 작업 도구로서, 상기 액추에이터(6)는 상기 제어 장치(8)의 출력 변수에 따라 제어 가능하고, 상기 이동 요구(ydes) 또는 출력 변수에 할당 가능한 또는 할당된 상기 액추에이터(6)의 운동학적 상태(yact)를 검출할 수 있는 검출 장치(12)가 제공되는, 상기 정수압 작업 도구에 있어서,
    상기 모델(16, 28, 30) 또는 그 반전을 적어도 상기 이동 요구(ydes) 및 검출된, 할당된 상태(yact)에 따라 적응시킬 수 있도록 설계된 적응 장치(18, 32)가 제공되는 것을 특징으로 하는 정수압 작업 도구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 적응 장치(18, 32)는 상기 모델(28, 30)의 파라미터(A, B, C)를 적응시킬 수 있도록 설계된, 정수압 작업 도구.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 적응 장치(18, 32)는 상기 모델(28, 30)의 파라미터(A, B, C)를 재귀적으로 추정할 수 있도록 설계된, 정수압 작업 도구.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적응 장치(18, 32)는 상기 모델에 의해 예측된 상태(ypred)와 검출된 상태(yact)에 따라 적응의 종료 조건을 갖는, 정수압 작업 도구.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모델(28, 30)은 정적 컴포넌트(28) 및 동적 컴포넌트(30)를 갖는, 정수압 작업 도구.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 요구(ydes)와 상기 검출된 상태(yact)의 편차를 조정할 수 있는 조절 장치(22)가 제공된, 정수압 작업 도구.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모델(16, 28, 30)은 상기 제어 장치(8)에 반전되어 저장된, 정수압 작업 도구.
  8. - 이동 요구(ydes)를 검출하는 단계,
    - 모델(16, 28, 30)에 따라 출력 변수를 결정하는 단계,
    - 상기 출력 변수로 액추에이터(6)를 제어하는 단계,
    - 상기 이동 요구(ydes)에 할당된 상기 액추에이터(6)의 상태(yact)를 검출하는 단계를 포함하는 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따라 설계된 정수압 작업 도구(1, 101)의 제어 방법에 있어서,
    - 상기 이동 요구(ydes) 및 검출된, 할당된 상태(yact)에 따라 상기 모델(16, 28, 30) 또는 그 반전을 적응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
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