[发明专利]用于调节元件的位置调节的系统和方法

说明书

本发明涉及一种系统（100），其包括：可加载压力流体的具有调节元件（3）的流体致动器（2）；压力流体提供设备（4），所述压力流体提供设备构造为：执行所述调节元件（3）的位置调节并且在所述位置调节的范围内给所述流体致动器（2）加载所述压力流体，以便使所述调节元件（3）移动到预先给定的位置；和软管装置（28），所述软管装置包括至少一根软管（51、52），所述流体致动器（2）经由所述至少一根软管来与所述压力流体提供设备（4）流体连接，其中所述压力流体提供设备（4）构造为：在考虑描述所述软管装置（28）、所述致动器（2）和/或所述压力流体提供设备（4）的系统模型的情况下执行所述位置调节。

技术领域

本发明涉及一种系统，该系统包括：可加载压力流体的具有调节元件的流体致动器；压力流体提供设备，该压力流体提供设备构造为：执行该调节元件的位置调节并且在该位置调节的范围内给该流体致动器加载压力流体，以便使该调节元件移动到预先给定的位置；和软管装置，该软管装置包括至少一根软管，该流体致动器经由该至少一根软管与该压力流体提供设备流体连接。

背景技术

压力流体提供设备例如包括阀门组，该阀门组通过软管与流体致动器连接。流体致动器例如是气动驱动气缸。

该系统适宜被用在工业自动化中，例如以便通过调节元件来定位驱动对象，如工具、工件和/或机器部件。

流体致动器包括一个或多个压力室，所述压力室在位置调节的范围内通过加载压力流体而被置于压力下，以便这样引起调节元件的定位。适宜地，在流体致动器本身上没有压力传感器，使得在流体致动器的压力室中的压力不能直接被测量。压力流体优选地是压缩空气。借助于压缩空气加载的位置调节也被称作伺服气动。

发明内容

本发明的任务在于：提供一种能更灵活地使用的系统。

该任务通过根据权利要求1的系统来解决。该系统的压力流体提供设备构造为：在考虑描述软管装置、致动器和/或压力流体提供设备的系统模型的情况下执行位置调节。

压力流体提供设备尤其构造为：提供基于模型的位置调节。该系统模型包括如下系统参数，这些系统参数例如描述了物理特性，如该软管装置、该致动器和/或该压力流体提供设备的尺寸和/或质量。例如，该系统模型包括该软管装置的软管的长度、直径和/或容积，作为系统参数。该系统模型还可包括尤其是构造为驱动气缸的致动器的尺寸和/或（在位置调节时要置于移动中的）质量，作为系统参数。该系统模型还可包括如下系统参数，这些系统参数描述了该压力流体提供设备的调节特性、尤其是该压力流体提供设备的阀装置的调节特性。通过该系统模型，还可以考虑被用于位置调节的传感装置的确定特性。

通过使用该系统模型、尤其是通过考虑描述该软管装置的软管的系统参数，例如可能的是：即使在该压力流体提供设备、例如该阀门组与该致动器之间使用更长的软管的情况下，也提供位置调节，而为此不必在该致动器本身上设置压力传感器。通过该系统模型、尤其是通过该系统模型的软管模型，例如可以根据在该压力流体提供设备上所检测到的测量压力来计算致动器压力，该致动器压力对应于在该致动器上的压力、例如在该致动器的压力室中的压力。该软管模型描述了该软管的物理特性，例如该软管的长度、直径和/或容积。所计算出的致动器压力也可以被称作所计算出的室压力。

在软管长度非常短的情况下，在压力流体提供设备上测量的测量压力与在执行器上存在的致动器压力之差很小，使得测量压力可以被用作致动器压力。在软管长度增加的情况下，当前的测量压力与当前的致动器压力之差可以增加。通过该系统模型、尤其是该软管模型，可以在计算致动器压力时考虑软管对致动器压力的影响，使得即使在软管更长的情况下也可以基于测量压力来精确地计算致动器压力。接着，所计算出的致动器压力可以在位置调节时被用作反馈参量。

以这种方式，可能的是：即使在如下情况下也使用该位置调节，在所述情况下，在该压力流体提供设备与该致动器之间使用更长的软管（而不必在该致动器上设置压力传感器）。因而，该系统可以更灵活地（即即使在软管更长的情况下也）被使用。