[发明专利]运动控制系统

说明书

技术领域

本申请涉及一种运动控制系统，特别是一种包括具有可动的操作 员输入构件的操作员界面装置的运动控制系统。

背景技术

许多机械包括运动控制系统，运动控制系统具有一个或多个可动 部件和调节一个或多个可动部件的控制器。一些这样的运动控制系统 包括具有例如操纵杆、方向盘或踏板的可动的操作员输入构件的操作 员界面装置，操作员可以利用这些可动的操作员输入构件对运动控制 系统进行输入。在一些场合，这种操作员输入构件可以经由机械连接 件对运动控制系统的一个或多个部件进行输入。这种位于运动控制系 统的操作员输入构件和另一部件之间的机械连接件可传递反馈力给 操作员输入构件。操作员可以从这些反馈力收集有关运动控制系统操 作的信息。

一些运动控制系统使用机械连接件以外的方式将可动的操作员 输入构件的信号传递给运动控制系统的一个或多个其他部件。例如， 一些运动控制系统使用电信号，将经由操作员输入构件接收到的操作 员输入传递给运动控制系统的其他部件。这种传递操作员输入给运动 控制系统的其他部件的不同的方式具有很多优点，但基本上不能提供 反馈力给操控该操作员输入构件的操作员。

Millsap等人的专利号为6,535,806B 2的美国专利(’806专利) 公开了一种线控转向系统，其具有方向盘触觉反馈装置，以提供作用 在转向系统的方向盘上的反馈力。’806专利公开的转向系统包括控制 器，用于提供指令信号给方向盘触觉反馈装置，以控制方向盘触觉反 馈装置作用在方向盘上的反馈力的大小。该控制器根据车速、车辆的 实际转向、方向盘转角以及根据通过比较车辆的实际转向和方向盘的 转角而确定的控制偏差发出指令信号。参考图2所示的方框图，’806 专利公开了一种通用的信号处理方法，控制器使用所述方法，以便根 据上述因素产生用于方向盘触觉反馈装置的指令信号。

虽然’806专利公开了一种具有方向盘触觉反馈装置以提供作用 在转向系统方向盘上的反馈力的线控转向系统，但也存在一些不足。 例如，只使用速度和偏差来作为控制反馈力大小的因素，’806专利中 的转向系统只能为操作员提供非常基本的信息。其结果是，操作员无 法从方向盘上的反馈力得到其希望的全部信息。另外，’806专利没有 说明作用在方向盘上的反馈力实际上如何作为控制器用来产生指令 信号的各个因素的函数来变化。如果控制器在这些因素和作用在方向 盘上的反馈力之间没有保持所需关系，就会损害操作员驾驶车辆的经 验。

这里所公开的运动控制系统和方法用于解决上面提出的一个或 多个问题。

发明内容

一种公开的实施方式涉及一种运动控制系统，该运动控制系统包 括具有操作员输入构件的操作员界面装置，和被驱动地连接到操作员 输入构件的可控的力反馈装置。该运动控制系统还包括控制器，该控 制器用于控制一个或多个可动部件的运动，包括以至少部分地根据第 二操作参数的目标值与第二操作参数的实际值之间的控制偏差的方 式调节第一操作参数。该第二操作参数的目标值至少部分地取决于操 作员输入构件的运动。该控制器还以至少部分地根据控制偏差并使得 反馈力相对于控制偏差的导数至少部分地依赖于控制偏差而变化的 方式，操作所述可控的力反馈装置以提供作用在操作员输入构件上的 反馈力。

另一种实施方式涉及一种操作运动控制系统的方法。该方法包括 至少部分地根据第二操作参数的目标值与第二操作参数的实际值之 间的控制偏差来调节运动控制系统的第一操作参数的值。该方法还包 括至少部分地根据运动控制系统的操作员界面装置的操作员输入构 件的运动来确定运动控制系统的第二操作参数的目标值。另外，该方 法可包括以至少部分地根据控制偏差并使得反馈力相对于控制偏差 的导数作为控制偏差的函数而变化的方式，操作被驱动地连接到操作 员输入构件上的可控的力反馈装置来提供作用在操作员输入构件上 的反馈力。