[发明专利]用于液压缸单元的位置控制的具有线性单元的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于液压缸单元的位置控制的控制装置，其中该控制装置具有控制器，它在输入侧接收液压缸单元的活塞的理论位置和活塞的实际位置，借助理论位置和实际位置的差求出用于液压缸单元的阀门控制单元的控制变量，并且求出的控制变量被输出到阀门控制单元，从而活塞利用调节速度进行调节。

背景技术

液压缸单元具有强烈依赖于液压缸单元的工作点的控制特性。对于一个确定的工作点最优的位置控制器在其它的工作点却工作得不怎么好或者较差。

为了改善控制特性在现有技术中已知，设置一种所谓的蝴蝶曲线(Schmetterlingskurve)作为控制器的控制特性曲线。不过蝴蝶曲线不能覆盖可能的工作点的所有空间，并且因此不能在每个工作点最优地工作。

此外对液压缸单元的位置控制器已知，对理论位置和实际位置互相独立地采取各一个非线性的转换，并且附加地采取位置控制器的部分线性化。这种方法是非常繁琐的。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种方案，借助于它可以以尽可能简单的方式实现最优的控制特性。

该任务通过具有权利要求1和权利要求3的特征的控制装置、具有权利要求8的特征的软件模块和具有权利要求9的特征的数据载体解决。权利要求2和4至7涉及该控制装置的有利的设计方案。权利要求10举出了根据本发明的控制装置的一种优选的应用。

根据本发明，控制器求出暂时的控制变量。此外在该控制器后面布置有线性单元，它将所述暂时的控制变量与线性系数相乘，并且与线性系数相乘过的暂时的控制变量作为最终有效的控制变量输出到阀门控制单元。该线性单元动态地作为活塞的实际位置和出现在活塞的两侧以及阀门控制单元的流入和流出侧的工作压力的函数来确定所述线性系数。该线性单元这样确定所述线性系数，即所述调节速度与理论位置同实际位置之差的比值不依赖于活塞的实际位置和工作压力。在这种情况下优选该控制器是P控制器。

在控制器是P控制器的特殊情况下，控制器和线性单元的顺序可以交换。在这种情况下线性单元将理论位置和实际位置的差与线性系数相乘，并且将相乘过的差输入控制器，作为控制器的输入变量。不过线性系数的求出的方式保持不变。

在各种情况下用于确定所述线性系数的线性单元利用阀门控制单元的功率数据，活塞两侧有效的工作面积以及活塞两侧最小可能的有效容积作为其它的数据。这些其它的数据在这种情况下可以固定地预先规定给线性单元。不过优选该线性单元至少部分作为参量接收所述其它的数据。

优选该线性单元根据公式

F=K·AKAhA+AKBhBpP-pApN·QNAhA+pB-pTpN·QNBhB]]>

求出线性系数。在上述公式中应用的参量在此具有下面的意义：

-F是线性系数，

-K是可自由选择的、恒定的比例因子，

-AKA是活塞的面对变大的工作容积的工作面积，

-AKB是活塞的面对变小的工作容积的工作面积，

-pA是作用在活塞的面对变大的工作容积的工作面积上的工作压力，

-pB是作用在活塞的面对变小的工作容积的工作面积上的工作压力，

-pP是出现在阀门控制单元的流入侧的工作压力，

-pT是出现在阀门控制单元的流出侧的工作压力，

-pN是阀门控制单元的标称压力，