專利名稱：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及 一 種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，特別是 一 種包括具有可動(dòng)的操作 員輸入構(gòu)件的操作員界面裝置的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
許多機(jī)械包括運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)具有一個(gè)或多個(gè)可動(dòng) 部件和調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)可動(dòng)部件的控制器。 一些這樣的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)
包括具有例如操縱桿、方向盤或踏板的可動(dòng)的操作員輸入構(gòu)件的操作 員界面裝置，操作員可以利用這些可動(dòng)的操作員輸入構(gòu)件對運(yùn)動(dòng)控制 系統(tǒng)進(jìn)行輸入。在一些場合，這種操作員輸入構(gòu)件可以經(jīng)由機(jī)械連接 件對運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)部件進(jìn)行輸入。這種位于運(yùn)動(dòng)控制系 統(tǒng)的操作員輸入構(gòu)件和另 一部件之間的機(jī)械連接件可傳遞反饋力給 操作員輸入構(gòu)件。操作員可以從這些反饋力收集有關(guān)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)操 作的信息。
一些運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)使用機(jī)械連接件以外的方式將可動(dòng)的操作員 輸入構(gòu)件的信號(hào)傳遞給運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的 一 個(gè)或多個(gè)其他部件。例如， 一些運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)使用電信號(hào)，將經(jīng)由操作員輸入構(gòu)件接收到的操作 員輸入傳遞給運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的其他部件。這種傳遞操作員輸入給運(yùn)動(dòng) 控制系統(tǒng)的其他部件的不同的方式具有很多優(yōu)點(diǎn)，但基本上不能提供 反饋力給操控該操作員輸入構(gòu)件的操作員。
Millsap等人的專利號(hào)為6, 535, 806B2的美國專利(，806專利) 公開了一種線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其具有方向盤觸覺反饋裝置，以提供作用 在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方向盤上的反饋力。，8 0 6專利公開的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括控制 器，用于提供指令信號(hào)給方向盤觸覺反饋裝置，以控制方向盤觸覺反 饋裝置作用在方向盤上的反饋力的大小。該控制器根據(jù)車速、車輛的實(shí)際轉(zhuǎn)向、方向盤轉(zhuǎn)角以及根據(jù)通過比較車輛的實(shí)際轉(zhuǎn)向和方向盤的
轉(zhuǎn)角而確定的控制偏差發(fā)出指令信號(hào)。參考圖2所示的方框圖，，806 專利公開了一種通用的信號(hào)處理方法，控制器使用所述方法，以便根 據(jù)上述因素產(chǎn)生用于方向盤觸覺反饋裝置的指令信號(hào)。
雖然，806專利公開了一種具有方向盤觸覺反饋裝置以提供作用 在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤上的反饋力的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，但也存在 一 些不足。 例如，只使用速度和偏差來作為控制反饋力大小的因素，，806專利中 的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只能為操作員提供非常基本的信息。其結(jié)果是，操作員無 法從方向盤上的反饋力得到其希望的全部信息。另外，，806專利沒有 說明作用在方向盤上的反饋力實(shí)際上如何作為控制器用來產(chǎn)生指令 信號(hào)的各個(gè)因素的函數(shù)來變化。如果控制器在這些因素和作用在方向 盤上的反饋力之間沒有保持所需關(guān)系，就會(huì)損害操作員駕駛車輛的經(jīng) 驗(yàn)。
這里所公開的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和方法用于解決上面提出的一個(gè)或 多個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
一種公開的實(shí)施方式涉及一種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，該運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包 括具有操作員輸入構(gòu)件的操作員界面裝置，和被驅(qū)動(dòng)地連接到操作員 輸入構(gòu)件的可控的力反饋裝置。該運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)還包括控制器，該控 制器用于控制一個(gè)或多個(gè)可動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)，包括以至少部分地根據(jù)第 二操作參數(shù)的目標(biāo)值與第二操作參數(shù)的實(shí)際值之間的控制偏差的方 式調(diào)節(jié)第一操作參數(shù)。該第二操作參數(shù)的目標(biāo)值至少部分地取決于操 作員輸入構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。該控制器還以至少部分地根據(jù)控制偏差并使得 反饋力相對于控制偏差的導(dǎo)數(shù)至少部分地依賴于控制偏差而變化的 方式，操作所述可控的力反饋裝置以提供作用在操作員輸入枸件上的 反饋力。
另 一種實(shí)施方式涉及一種操作運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的方法。該方法包括 至少部分地根據(jù)第二操作參數(shù)的目標(biāo)值與第二操作參數(shù)的實(shí)際值之間的控制偏差來調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的第 一 操作參數(shù)的值。該方法還包 括至少部分地根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的操作員界面裝置的操作員輸入構(gòu) 件的運(yùn)動(dòng)來確定運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的第二操作參數(shù)的目標(biāo)值。另外，該方 法可包括以至少部分地根據(jù)控制偏差并使得反饋力相對于控制偏差 的導(dǎo)數(shù)作為控制偏差的函數(shù)而變化的方式，操作被驅(qū)動(dòng)地連接到操作 員輸入構(gòu)件上的可控的力反饋裝置來提供作用在操作員輸入構(gòu)件上 的反饋力。
再 一種實(shí)施方式涉及一種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括具有操作員 輸入構(gòu)件的操作員界面裝置，和被驅(qū)動(dòng)地連接到操作員輸入構(gòu)件的可 控的力反饋裝置。該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括控制器，該控制器操作可控的力 反饋裝置，以便至少部分地根據(jù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操作參數(shù)的目標(biāo)值與操作 參數(shù)的實(shí)際值之間的控制偏差來提供作用在操作員輸入構(gòu)件上的反 饋力。該控制器以使得反饋力相對于控制偏差的導(dǎo)數(shù)在第 一 正控制偏 差值處降低的方式來調(diào)節(jié)反饋力。該控制器還以使得反饋力相對于控 制偏差的導(dǎo)數(shù)在第二正控制偏差值處增大的方式來調(diào)節(jié)反饋力，第二 正控制偏差值大于第 一 正控制偏差值。


圖1是顯示本申請公開的作為機(jī)動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 的一種實(shí)施方式的示意圖2圖示顯示本申請公開的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的兩個(gè)操作參數(shù)之間的
一種關(guān)系；
圖3是顯示 一 種操作本申請的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的方法的流程圖； 圖4A圖示顯示本申請的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制偏差和反饋力之間 保持的一種關(guān)系；以及
圖4B顯示了圖4A中的反饋力相對于控制偏差的導(dǎo)數(shù)。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了本申請的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10包括可動(dòng)部件12、動(dòng)力源11、操作員界面裝置13及用于控制可動(dòng)部件12 運(yùn)動(dòng)的控制器14。
部分有賴于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10的使用目的，可動(dòng)部件12可包括不 同數(shù)目和類型的部件。在一些實(shí)施方式中，如圖l所示的實(shí)例，運(yùn)動(dòng) 控制系統(tǒng)IO可以是用于具有推進(jìn)系統(tǒng)47的機(jī)動(dòng)機(jī)械46的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 相應(yīng)地，可動(dòng)部件12可包括轉(zhuǎn)向裝置48、 49,以傳遞轉(zhuǎn)向力給機(jī)動(dòng) 機(jī)械46周圍的環(huán)境，使機(jī)動(dòng)機(jī)械46轉(zhuǎn)向。'如圖l所示，在一些實(shí)施 方式中，轉(zhuǎn)向裝置48、 49可以是輪?？蓜?dòng)部件12可包括與轉(zhuǎn)向裝置 48、 49相連的部件，以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向裝置48和轉(zhuǎn)向裝置49之間的轉(zhuǎn)向角 6。例如，在圖l所示的實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10形成了樞接 的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在這種情形中，可動(dòng)部件12包括供轉(zhuǎn)向裝置48安裝在 上面的可動(dòng)框架部50,以及供轉(zhuǎn)向裝置49安裝在上面的可動(dòng)框架部 51。通過使框架部50、 51圍繞軸線56相對彼此樞轉(zhuǎn)，位于框架部50、 51之間的樞接接頭54可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向角6。在這種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10 形成了樞接的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)向裝置48和轉(zhuǎn)向裝置49之 間的角度等于框架部50、 51之間的角度。因此，在這種實(shí)施方式中， 框架部50、 51之間的角度構(gòu)成轉(zhuǎn)向角6 。
當(dāng)然，在一些實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)IO形成了樞接的轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)以外的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。例如，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10形成阿克曼(Ackerman ) 型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。阿克曼型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)例如具有轉(zhuǎn)向裝置48,該轉(zhuǎn)向裝置 48連接到機(jī)動(dòng)機(jī)械46的框架上，使轉(zhuǎn)向裝置48相對于機(jī)動(dòng)機(jī)械46 的框架樞轉(zhuǎn)能改變轉(zhuǎn)向裝置48相對于機(jī)動(dòng)機(jī)械46縱向軸線的角度。 因此，在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10構(gòu)成了阿克曼型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的實(shí)施方式中， 轉(zhuǎn)向角6可構(gòu)成轉(zhuǎn)向裝置48的總體方向指向和轉(zhuǎn)向裝置49總體方向 指向之間的夾角。當(dāng)然， 一個(gè)轉(zhuǎn)向裝置48可指向略不同于另一轉(zhuǎn)向 裝置48的方向和/或一個(gè)轉(zhuǎn)向裝置49可指向略不同于另一轉(zhuǎn)向裝置 49的方向。在一個(gè)轉(zhuǎn)向裝置48指向略不同于另一轉(zhuǎn)向裝置48的方向 的情況下， 一個(gè)轉(zhuǎn)向裝置48指向的方向可限定轉(zhuǎn)向角6 ,或多個(gè)轉(zhuǎn) 向裝置48指向的平均方向限定轉(zhuǎn)向角6。類似地，在一個(gè)轉(zhuǎn)向裝置49指向略不同于另一轉(zhuǎn)向裝置49的方向的情況下， 一個(gè)轉(zhuǎn)向裝置49 指向的方向可限定轉(zhuǎn)向角6 ,或多個(gè)轉(zhuǎn)向裝置49指向的平均方向限 定轉(zhuǎn)向角6 。
動(dòng)力源ll可包括給運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)IO提供動(dòng)力的任何一個(gè)部件或 多個(gè)部件。動(dòng)力源11可以各種方式提供動(dòng)力，例如機(jī)械地、通過供 應(yīng)加壓液壓流體、通過供應(yīng)加壓空氣和/或通過供電而纟是供動(dòng)力。如 圖1所示，在一些實(shí)施方式中，動(dòng)力源11可包括推進(jìn)系統(tǒng)47的發(fā)動(dòng) 機(jī)40、被驅(qū)動(dòng)地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)40的液壓泵42和被驅(qū)動(dòng)地連接到發(fā)動(dòng) 斗幾40的發(fā)電才幾43。
操作員界面裝置13可包括可動(dòng)的操作員輸入構(gòu)件20。如圖l所 示，在一些實(shí)施方式中，操作員輸入構(gòu)件20可以是手柄，例如是操 縱桿。操作員界面裝置13設(shè)置成允許操作員輸入構(gòu)件20以不同方式 動(dòng)作。在一些實(shí)施方式中，操作員輸入構(gòu)件20圍繞軸線22樞轉(zhuǎn)。另 外，在一些實(shí)施方式中，操作員輸入構(gòu)件20具有受到限制的運(yùn)動(dòng)范 圍。例如，在一些實(shí)施方式中，操作員輸入構(gòu)件20可繞軸線22樞轉(zhuǎn) 小于180度。
操作員界面裝置13至少部分地根據(jù)操作員輸入構(gòu)件2 0的運(yùn)動(dòng)產(chǎn) 生輸入信號(hào)S"在一些實(shí)施方式中，操作員界面裝置13可以產(chǎn)生輸 入信號(hào)Si,其方式是使得輸入信號(hào)Si的值對應(yīng)于操作員輸入構(gòu)件20 的位置。操作員界面裝置13還可以用不同方式傳遞輸入信號(hào)Si,包 括但不限于電學(xué)方式、光學(xué)方式、磁方式、無線方式和/或使用流體 壓力。輸入信號(hào)Si可用于不同目的。在一些實(shí)施方式中，輸入信號(hào) Si可指示用于可動(dòng)部件12和/或與可動(dòng)部件12連接的控制器14的部 件的運(yùn)動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的目標(biāo)值。例如，輸入信號(hào)Si可指示用于
轉(zhuǎn)向角e的目標(biāo)值。
如圖1所示，操作員界面裝置13還可包括可控的力反饋裝置18, 該可控的力反饋裝置18被驅(qū)動(dòng)地連接到操作員輸入構(gòu)件20?？煽氐?力反饋裝置18可具有一個(gè)或多個(gè)部件，該一個(gè)或多個(gè)部件容許反饋 力作用到操作員輸入構(gòu)件20，并獨(dú)立于操作員輸入構(gòu)件20的位置來調(diào)節(jié)反饋力的大小。這里使用的術(shù)語"反饋力"指的是可控力反饋裝
置18施加在操作員輸入構(gòu)件20上的線性力和/或力矩?？煽氐牧Ψ?饋裝置18可包括例如可驅(qū)動(dòng)地連接到操作員輸入構(gòu)件2 0的動(dòng)力致動(dòng) 器19,例如電動(dòng)機(jī)?？煽氐牧Ψ答佈b置18可以各種方式^^妄收動(dòng)力源 ll的動(dòng)力。例如，在可控的力反饋裝置18包括電動(dòng)機(jī)的一些實(shí)施方 式中，發(fā)電機(jī)43可用于提供電力來操作可控的力反饋裝置18。
控制器14可具有任何一個(gè)或多個(gè)部件，該一個(gè)或多個(gè)部件可以 操作以便至少部分地根據(jù)通過操作員界面裝置13接收到的輸入來控 制運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10的一個(gè)或多個(gè)方面的工作。在一些實(shí)施方式中， 控制器14可包括致動(dòng)器16以控制可動(dòng)部件12的一個(gè)或多個(gè)方面的 運(yùn)動(dòng)。致動(dòng)器16可以是線性致動(dòng)器、轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器或一種產(chǎn)生既不是 純轉(zhuǎn)動(dòng)也不是純線性運(yùn)動(dòng)類型的致動(dòng)器。另外，致動(dòng)器16可以是例 如液壓致動(dòng)器、氣動(dòng)致動(dòng)器或電致動(dòng)器。如圖l所示，在一些實(shí)施方 式中，致動(dòng)器16可以是具有殼體32和驅(qū)動(dòng)件34的液壓缸。
致動(dòng)器16可被驅(qū)動(dòng)地連接到可動(dòng)部件12上。例如，如圖1所示， 致動(dòng)器16被驅(qū)動(dòng)地直接連接到框架部50、 51的每一個(gè)上，以及通過 每個(gè)框架部50、 51驅(qū)動(dòng)地、間接地連接到轉(zhuǎn)向裝置48、 49上。這使 得致動(dòng)器16能夠驅(qū)動(dòng)框架部50、 51，及轉(zhuǎn)向裝置48、 49。如圖1所 示，在一些實(shí)施方式中，致動(dòng)器16可連接到框架部50， 51上，其方 式是能夠通過使框架部50和轉(zhuǎn)向裝置48相對于框架部51和轉(zhuǎn)向裝 置49圍繞軸線56轉(zhuǎn)動(dòng)，使致動(dòng)器16調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向角6 。
控制器14還可包括用于收集有關(guān)致動(dòng)器16和/或可動(dòng)部件12的 運(yùn)動(dòng)信息的設(shè)備，例如一個(gè)或多個(gè)傳感器。例如，控制器14可具有 傳感器28,用于提供與致動(dòng)器16和可動(dòng)部件12的運(yùn)動(dòng)的一個(gè)或多個(gè) 參數(shù)的實(shí)際值有關(guān)的傳感器信號(hào)Ss。例如，傳感器28的傳感器信號(hào) Ss可指示致動(dòng)器16的驅(qū)動(dòng)件34的位置。在圖1所示的實(shí)施方式中， 通過指示致動(dòng)器16的驅(qū)動(dòng)件34的位置，傳感器信號(hào)Ss還可指示機(jī)動(dòng) 機(jī)械46的轉(zhuǎn)向角6和當(dāng)前轉(zhuǎn)彎半徑。傳感器28可用不同的方式傳遞 信號(hào)Ss，包括但不限于電學(xué)方式、光學(xué)方式、機(jī)械方式、^磁方式、無線方式和/或使用流體壓力。另外，控制器14還可包括用來控制可控力反饋裝置18的設(shè)備。 例如，控制器14可包括可操作地連接到可控力反饋裝置18上的控制 器24。控制器24可具有一個(gè)或多個(gè)處理器(未示出)和一個(gè)或多個(gè) 存儲(chǔ)裝置(未示出)。控制器24可使用各種控制算法來操作可控力反 饋裝置18。本發(fā)明提供了下面控制器24可使用的一些示例性控制算 法的細(xì)節(jié)?？刂破?4還可包括用于控制致動(dòng)器16的設(shè)備，例如用于產(chǎn)生控 制致動(dòng)器16運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)或多個(gè)方面的控制信號(hào)Sc的設(shè)備?？刂菩盘?hào) Sc可用不同的方式傳遞信息，包括但不限于電學(xué)方式、光學(xué)方式、機(jī) 才戒方式、/磁方式、無線方式和/或〗吏用流體壓力。在一些實(shí)施方式中， 控制器24可產(chǎn)生控制信號(hào)Se。在一些實(shí)施方式中，控制器24至少部 分地根據(jù)來自其他部件的輸入來產(chǎn)生控制信號(hào)Se，例如來自操作員界 面裝置13的輸入信號(hào)Si和來自傳感器28的傳感器信號(hào)Ss?？刂破?24可使用各種算法來產(chǎn)生控制信號(hào)Se以達(dá)到各種目的。本發(fā)明提供 了下面控制器24可使用來產(chǎn)生控制信號(hào)Sc的一些示例性控制算法的 細(xì)節(jié)?？刂菩盘?hào)Se可通過各種方式來控制致動(dòng)器16的運(yùn)轉(zhuǎn)的各個(gè)方面。例如，控制信號(hào)Sc可通過控制控制部件26來控制動(dòng)力從動(dòng)力源11供 應(yīng)到致動(dòng)器16,從而控制致動(dòng)器16的位置、速度、加速度和/或力的 輸出。在一些實(shí)施方式中，控制部件26可以包:fe閥，該閥用來計(jì)量 液壓泵42和致動(dòng)器16之間的流體流。另外，在一些實(shí)施方式中，控 制部件26可以包括電控螺線管，該電控螺線管用來控制閥的一個(gè)或 多個(gè)方面的操作。在這樣的實(shí)施方式中，控制信號(hào)Sc例如包括流經(jīng)電 控螺線管的電流，由此通過控制閥的運(yùn)行狀態(tài)以及因此控制流體流入 致動(dòng)器16和/或從致動(dòng)器16流出，控制致動(dòng)器16的位置、速度、力口 速度和/或力的輸出。當(dāng)然，除了控制信號(hào)Sc,其他因素也會(huì)影響致 動(dòng)器16的位置、速度、加速度和力的輸出。這些因素可包括例如液 壓泵42供給流體的壓力和致動(dòng)器16的負(fù)荷。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10不限于上面所討論的例子。例如，除了動(dòng)力致動(dòng)器19,或代替動(dòng)力致動(dòng)器19,可控的力反饋裝置18可包括其他類 型的部件，這些部件可操作地施加可控反饋力給操作員輸入構(gòu)件20， 例如一個(gè)或多個(gè)可控的制動(dòng)器或可控的阻尼器。另外，操作員輸入構(gòu) 件20還可以是不同于操縱桿類型的手柄，例如是方向盤，或其他不 同于手柄的部件，例如踏板。類似地，不同于圍繞軸線22樞轉(zhuǎn)，操 作員輸入構(gòu)件20可用不同方式運(yùn)動(dòng)，例如直線地運(yùn)動(dòng)。另外，控制信號(hào)Sc可通過不同于控制部件26的方式來控制致動(dòng) 器16。在一些實(shí)施方式中，控制信號(hào)Sc可直接地控制致動(dòng)器16的一 個(gè)或多個(gè)部件來控制致動(dòng)器16的一個(gè)或多個(gè)方面的操作。替代的是， 在一些實(shí)施方式中，控制信號(hào)Se可通過控制動(dòng)力源ll的一個(gè)或多個(gè) 方面的操作來控制致動(dòng)器16的一個(gè)或多個(gè)方面的操作。另外，在一 些實(shí)施方式中，控制器14可使用多于一個(gè)的控制信號(hào)來控制致動(dòng)器 16。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)IO還可包括圖1中沒有顯示出的部件和/或省略圖 1中顯示的一個(gè)或多個(gè)部件。例如，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)IO可具有不同于圖 1中所示的可動(dòng)部件12的l史量。在一些實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 10可包括被驅(qū)動(dòng)地連接在致動(dòng)器16上的單個(gè)可動(dòng)部件12。另外，運(yùn) 動(dòng)控制系統(tǒng)IO還具有不同于控制器24的設(shè)備，以操作可控的力反饋 裝置18和產(chǎn)生控制信號(hào)Se,例如，硬件控制電路、液壓控制器、氣 動(dòng)控制器、機(jī)械控制器和/或其組合。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)IO還可具有一個(gè) 或多個(gè)附加的致動(dòng)器。在一些實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10可包括 連接在框架部50、 51之間的附加的致動(dòng)器，類似于致動(dòng)器16，但位 于樞轉(zhuǎn)接頭54的相對側(cè)。在一些實(shí)施方式中，控制器14例如用與控 制信號(hào)Sc大小相等、方向相反的控制信號(hào)來控制附加的致動(dòng)器，以幫 助致動(dòng)器16調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向角6 。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10還可具有用來轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)機(jī)械46的不同構(gòu)造的可 動(dòng)部件12。例如，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10可省去一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)向裝置48、 49,和/或具有多于圖1所示的轉(zhuǎn)向裝置。另外，除了輪的形式，轉(zhuǎn)向裝置48、 49還可以是牽引單元、滑板或用于施加轉(zhuǎn)向力給地面從 而使機(jī)動(dòng)機(jī)械46轉(zhuǎn)向的其他形式的裝置。另外，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10可 以是另 一 種形式的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，而非樞接轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或阿克曼型轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)，例如是滑板型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。另外，在一些實(shí)施方式中，才幾動(dòng)機(jī)械46 可以是船舶或航空器，并且轉(zhuǎn)向裝置48、 49可以是施加轉(zhuǎn)向力給圍 繞在機(jī)動(dòng)機(jī)械46周圍的流體的裝置，例如方向舵。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10還可以是不間于機(jī)動(dòng)機(jī)械的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的其他類 型的系統(tǒng)，例如推進(jìn)系統(tǒng)、挖掘機(jī)或吊車。在一些實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng) 控制系統(tǒng)10可具有固定的基座。工業(yè)實(shí)用4生運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)IO可用于需要控制可動(dòng)部件12的一個(gè)或多個(gè)方面 運(yùn)動(dòng)的任何任務(wù)。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10的控制器14可用各種方式來控制 可動(dòng)部件12,以實(shí)現(xiàn)各種目的。在一些實(shí)施方式中，控制器14可利用控制信號(hào)Se調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制 系統(tǒng)IO的第一操作參數(shù)的值以獲得運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)IO的第二操作參數(shù)的目標(biāo)值。例如，控制器14可通過調(diào)節(jié)控制信號(hào)Sc;來調(diào)節(jié)致動(dòng)器16的速度，以獲得與可動(dòng)部件12的位置相關(guān)的參數(shù)的目標(biāo)值。控制器 14可例如通過調(diào)節(jié)控制信號(hào)S。來調(diào)整致動(dòng)器16的速度，以獲得轉(zhuǎn)向 角6的目標(biāo)值TARv。當(dāng)然，轉(zhuǎn)向角6的目標(biāo)值TARv可等于一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)操作參數(shù)的 目標(biāo)值，并且通過調(diào)節(jié)控制信號(hào)Se的值來調(diào)節(jié)致動(dòng)器16的速度可等 效于調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的操作參數(shù)的值。例如在圖l所示的實(shí)施方 式中，轉(zhuǎn)向角6任何特定的值對應(yīng)于機(jī)動(dòng)機(jī)械46的一個(gè)特定的轉(zhuǎn)彎 半徑，轉(zhuǎn)向角6的目標(biāo)值可包括機(jī)動(dòng)機(jī)械46的轉(zhuǎn)彎半徑的目標(biāo)值。類似的，因?yàn)檗D(zhuǎn)向角e的任何特定的值對應(yīng)于可動(dòng)部件12相對于彼此的特定位置以及致動(dòng)器16的驅(qū)動(dòng)件34的一個(gè)特定位置，轉(zhuǎn)向角6 的目標(biāo)值TARv可構(gòu)成各個(gè)組件的每一個(gè)的位置的目標(biāo)值。另外，在圖 1所示的實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)致動(dòng)器16的速度還構(gòu)成調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向角6的變化率和機(jī)動(dòng)機(jī)械46的轉(zhuǎn)彎半徑的變化率?？刂破?4可根據(jù)不同的因素確定轉(zhuǎn)向角6的目標(biāo)值TARv。在一 些實(shí)施方式中，控制器14可利用輸入信號(hào)Si來指示轉(zhuǎn)向角6的目標(biāo) 值TARv。另外，如上所述，操作員界面裝置13產(chǎn)生輸入信號(hào)Si,使 得輸入信號(hào)Si對應(yīng)于操作員輸入構(gòu)件20的位置。相應(yīng)地，轉(zhuǎn)向角6 的目標(biāo)值TARv可作為操作員輸入構(gòu)件20的位置的函數(shù)變化。圖2提 供了一個(gè)例子，說明轉(zhuǎn)向角6的目標(biāo)值TARv是如何作為操作員輸入構(gòu) 件20的位置的函數(shù)變化。在圖2的水平軸線上，零對應(yīng)于操作員輸 入構(gòu)件20的默認(rèn)位置。沿著圖2中水平軸線增加的正數(shù)值對應(yīng)于操 作員輸入構(gòu)件20在一個(gè)方向上越來越遠(yuǎn)離其默認(rèn)位置的位置；增加 的負(fù)數(shù)值對應(yīng)于操作員輸入構(gòu)件2 0在相反方向上越來越遠(yuǎn)離其默認(rèn) 位置的位置?？刂破?4可使用各種閉環(huán)控制算法，通過調(diào)節(jié)控制信號(hào)Sc來調(diào) 節(jié)致動(dòng)器16的速度，以實(shí)現(xiàn)獲得轉(zhuǎn)向角6的目標(biāo)值TARv的目的。例 如，控制器14可使用圖3中所示的控制算法。根據(jù)這種控制方法， 通過從轉(zhuǎn)向角6的目標(biāo)值TARv減去轉(zhuǎn)向角6的實(shí)際值A(chǔ)CTv，控制器 14首先確定控制偏差Ee (步驟58)。控制器14可使用各種方式來確 定轉(zhuǎn)向角6的實(shí)際值A(chǔ)CT"在一些實(shí)施方式中，控制器14使用傳感 器信號(hào)Ss以作為轉(zhuǎn)向角6的指示。確定控制偏差Ee之后，控制器14可根據(jù)控制偏差Ee產(chǎn)生控制信 號(hào)Se(步驟60)來控制致動(dòng)器16的速度?？刂破?4反復(fù)地執(zhí)行該過 程。利用這種方法，控制器14可以各種方式根據(jù)控制偏差&調(diào)節(jié)控 制信號(hào)S。和致動(dòng)器16的速度。在一些實(shí)施方式中，在控制偏差Ec增 加的任何時(shí)刻，控制器14以增加致動(dòng)器16的速度從而朝著目標(biāo)值 TARv更加迅速地驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向角6的方式調(diào)節(jié)控制信號(hào)Sc。當(dāng)然在一些時(shí) 刻，控制器14會(huì)達(dá)到使致動(dòng)器16速度增加的最大能力，隨后控制器 14無法根據(jù)控制偏差Ee的進(jìn)一步增加來增加致動(dòng)器16的速度。各種 因素都會(huì)影響控制器14增大致動(dòng)器16速度的最大能力。例如，在致 動(dòng)器16以液壓流體的形式從液壓泵42 4妄受動(dòng)力的實(shí)施方式中，液壓流體從液壓泵42流向致動(dòng)器16的最大可能流速會(huì)限定使致動(dòng)器16 速度增加的最大能力。在根據(jù)控制偏差Ee以調(diào)節(jié)控制信號(hào)Sc從而調(diào)節(jié)致動(dòng)器16的速度獲得轉(zhuǎn)向角6的目標(biāo)值TARv的同時(shí)，控制器14可操作可控的力反饋 裝置18以提供作用在操作員輸入構(gòu)件20上的反饋力。例如在圖1所 示實(shí)施方式的情況下，控制器24可操作動(dòng)力致動(dòng)器19以施加力矩給 操作員輸入構(gòu)件20。控制器14可根據(jù)各種控制算法來操作可控的力 反饋裝置18。在一些實(shí)施方式中，只要控制偏差Ec;具有一個(gè)非零值，控制器 14可操作可控的力反饋裝置18以提供作用在操作員輸入構(gòu)件2 0上的反饋力。例如，只要控制偏差Ec;具有一個(gè)非零值，控制器14操作可控的力反饋裝置18以朝著輸入信號(hào)Si指示的轉(zhuǎn)向角6的目標(biāo)值TARv 與轉(zhuǎn)向角6的實(shí)際值相對應(yīng)的位置驅(qū)動(dòng)操作員輸入構(gòu)件20。這樣，當(dāng)操作員在增加轉(zhuǎn)向角e的目標(biāo)值TARv和轉(zhuǎn)向角e的實(shí)際值之間的差的方向上移動(dòng)操作員輸入構(gòu)件20時(shí)，控制器14產(chǎn)生一個(gè)阻力給操作 員。這種阻力可暗示操作員控制器14正在根據(jù)操作員對操作員輸入 構(gòu)件20發(fā)出的指令獲得轉(zhuǎn)向角6的目標(biāo)值TAR"另外，當(dāng)控制偏差 Ec具有一個(gè)非零值時(shí)，如果操作員釋放操作員輸入構(gòu)件20,可控的力 反饋裝置18產(chǎn)生的反饋力可朝著使轉(zhuǎn)向角6的目標(biāo)值TARv與實(shí)際值 ACTv相對應(yīng)的位置驅(qū)動(dòng)操作員輸入構(gòu)件20?？刂破?4可基于各種因素以各種方式控制作用在操作員輸入構(gòu) 件20上的反饋力的大小。在一些實(shí)施方式中，控制器14可至少部分 地基于控制偏差Ec控制反饋力的大小。圖4A提供了控制器14如何作 為控制偏差Ec;的函數(shù)來控制作用在操作員輸入構(gòu)件20上的反饋力的 大小的一個(gè)實(shí)例。在圖4A中，控制偏差Ec沿著水平軸線變化，反饋 力沿著垂直軸線變化。在圖4A中，反饋力的正值指示一個(gè)方向上的 力，而反饋力的負(fù)值指示相反方向上的力。圖4B顯示了圖4A所示的 反饋力相對于控制偏差Ec的導(dǎo)數(shù)。在圖4B中，控制偏差Ec沿著水平 軸線變化，反饋力相對于控制偏差Ec的導(dǎo)數(shù)沿著垂直軸線變化。在從零控制偏差值到第一正控制偏差值Ve,的第一范圍Re]中，控制器14會(huì)相對高地保持反饋力相對于控制偏差Ee的導(dǎo)數(shù)。當(dāng)控制偏差Ec從零開始偏離時(shí)，通過使反饋力相對迅速增加，控制器14可保證在控制偏差Ee數(shù)值較小時(shí)操作員接收到感覺得到的反饋。這還可有助于克服阻礙操作員輸入構(gòu)件20運(yùn)動(dòng)的摩擦。在第一正控制偏差值L處，控制器14可降低反饋力相對于控制 偏差Ec的導(dǎo)數(shù)。如圖4B所示，在一些實(shí)施方式中，控制器14可以階 躍方式降低反饋力相對于控制偏差Ec的導(dǎo)數(shù)。另外，控制器14可操作可控的力反饋裝置18，使得反饋力相對 于控制偏差Ee的導(dǎo)數(shù)在從第一正控制偏差值Ve,向第二正控制偏差值Ve2變化的第二范圍Re2上的平均值小于反饋力相對于控制偏差Ee的導(dǎo)數(shù)在第一范圍Rs,上的平均值。另外，在一些實(shí)施方式中，控制器14 保持反饋力在整個(gè)第二范圍L上相對于控制偏差Ec的導(dǎo)數(shù)低于在第 一范圍Rn上的導(dǎo)數(shù)。通過在控制偏差Ec的中等值處相對逐步地增加 反饋力，控制器14會(huì)提示操作員施加逐漸增加的努力以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向角 6的目標(biāo)值TARv，而無需不適當(dāng)?shù)牧磉\(yùn)動(dòng)操作員輸入構(gòu)件20。在第二正控制偏差值L處，控制器14會(huì)增加反饋力相對于控制偏差Ec的導(dǎo)數(shù)。如圖4B所示，在一些實(shí)施方式中，控制器14可以階 躍方式降低反饋力相對于控制偏差Ec的導(dǎo)數(shù)。另外，控制器14可操作可控的力反饋裝置18,使得反饋力相對 于控制偏差Ec的導(dǎo)數(shù)在從第二正控制偏差值Ve2向第三正控制偏差值V"變化的第三范圍Re3上的平均值大于反饋力相對于控制偏差Ec的導(dǎo)數(shù)在第二范圍Rd上的導(dǎo)數(shù)平均值。在一些實(shí)施方式中，控制器14保持反饋力在整個(gè)第三范圍Re3上相對于控制偏差Ec的導(dǎo)數(shù)大于在第二 范圍Re2上的導(dǎo)數(shù)。通過使反饋力在大控制偏差值處相對迅速增加，控制器14可提示操作員，控制器14正在使用可利用的能力的相對高 的百分比，以便根據(jù)操作員的指令朝目標(biāo)值TARv調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向角3 ,并且 進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)操作員輸入構(gòu)件20不會(huì)使轉(zhuǎn)向角6的改變更快。這還有 助防止操作員將操作員輸入構(gòu)件20無意地運(yùn)動(dòng)到指示轉(zhuǎn)向角e的目標(biāo)值TARv大于操作員實(shí)際需要的位置。另外，在一些實(shí)施方式中，第三正控制偏差值13基本上與達(dá)到 最大能力的控制器14 一致，以增加轉(zhuǎn)向角6的變化率從而朝著目標(biāo) 值TARv驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向角e。例如，第三正控制偏差值Ve3基本上與控制器 14在當(dāng)前情況下最大可能地調(diào)節(jié)液壓流體從液壓泵42到致動(dòng)器16 的"l喿作點(diǎn)一致。在這種實(shí)施方式中，當(dāng)控制偏差Ec到達(dá)第三正控制偏差L時(shí)，反饋力的突然增加可作為使操作員確信控制器14不能朝著目標(biāo)值TARv更快地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向角6的一種方式。在第三正控制偏差Ve3處，控制器14可再次降低反饋力相對于控制偏差Ec的導(dǎo)數(shù)。如圖4B所示，在一些實(shí)施方式中，在第三正控制偏差Ve3處，控制器14可以階躍方式降低反饋力相對于控制偏差Ec的導(dǎo)數(shù)。另外，控制器14可操作可控的力反饋裝置18,使得反饋力相對于控制偏差Ee的導(dǎo)數(shù)在從第三正控制偏差值Ve3到第四正控制偏差值 L變化的第四范圍RH上的平均值小于反饋力相對于控制偏差Ec;的導(dǎo) 數(shù)在第三范圍Re3上的平均值。另外，在一些實(shí)施方式中，控制器14將反饋力相對于控制偏差Ee的導(dǎo)數(shù)在整個(gè)第四范圍R^上保持在基本等于零。通過限定反饋力大小的上限值，控制器14可保證操作員總 是能夠克服操作員輸入構(gòu)件20上施加的反饋力，無論控制偏差Ec的 大小。如圖4A、 4B所反映出的，控制器14還可以改變反饋力相對于控 制偏差Ec的導(dǎo)數(shù)為負(fù)的控制偏差值。在一些實(shí)施方式中，除了在相反 方向上施加反饋力，控制器14可以在不斷增大的負(fù)控制偏差值和反 饋力之間提供控制器14在不斷增大的正控制偏差值和反饋力之間所 提供的基本同樣的關(guān)系?？刂破?4所采用的控制方法不限于上面所討論的例子。例如， 除了輸入信號(hào)Si之外，控制器14可以在其他因素基礎(chǔ)上建立轉(zhuǎn)向角 6的目標(biāo)值TARv,例如，機(jī)動(dòng)機(jī)械46的運(yùn)行速度。在這樣的實(shí)施方 式中，如果其他參數(shù)變化，轉(zhuǎn)向角6的目標(biāo)值TARv也會(huì)發(fā)生變化，而17無需操作者運(yùn)動(dòng)操作員輸入構(gòu)件20。類似地，除了控制偏差Ec之外， 控制器14可根據(jù)其他因素控制作用在操作員輸入構(gòu)件20上的反饋 力，例如機(jī)動(dòng)機(jī)械46的速度和/或操作員輸入構(gòu)件20的位置。另夕卜，控制偏差Ec和反饋力之間的關(guān)系并且因此控制偏差Ec和反 饋力相對于控制偏差Ec的導(dǎo)數(shù)之間的關(guān)系可以不同于圖4A、 4B所示 的各種方式變化。在一些實(shí)施方式中，控制器14在控制偏差值接近 零時(shí)提供零反饋力。替代的是，在控制偏差接近零時(shí)，控制器14可 以提供比圖4A所示的更大的反饋力。另外，控制器14可以使反饋力 相對于控制偏差Ec的導(dǎo)數(shù)波動(dòng)次數(shù)多于或少于圖4B所示。另外，控 制器14可以逐步地改變反饋力相對于控制偏差的導(dǎo)數(shù)，而不是以圖 4B中所示的階躍方式改變反饋力相對于控制偏差的導(dǎo)數(shù)。另外，控制器14可省略上面所討論的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作，例如， 在可控的力反饋裝置18包括可控的制動(dòng)器而不是動(dòng)力致動(dòng)器的實(shí)施 方式中，當(dāng)操作員釋放操作員輸入構(gòu)件20時(shí)，控制器14無法操作可 控的力反饋裝置18以運(yùn)動(dòng)操作員輸入構(gòu)件20。另外，控制器14可以使用上面所討論的方法來調(diào)節(jié)致動(dòng)器16的 速度以外的操作參數(shù)和/或?yàn)榱藢?shí)現(xiàn)獲得轉(zhuǎn)向角6以外的第二操作參 數(shù)的目標(biāo)值。例如，控制器14可使用上面所討論的控制方法來調(diào)節(jié) 例如致動(dòng)器16的位置、加速度、力的輸出或力矩輸出的參數(shù)，以實(shí) 現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10的其他操作參數(shù)的目標(biāo)值。類似地，控制器14可 使用上面所討論的控制方法來進(jìn)行調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)10的參數(shù)，以 獲得不同的有關(guān)轉(zhuǎn)向的參數(shù)的目標(biāo)值或與轉(zhuǎn)向無關(guān)的參數(shù)的目標(biāo)值， 例如與挖掘機(jī)、吊車或推進(jìn)系統(tǒng)的操作有關(guān)的參數(shù)。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的范圍的條件可對運(yùn)動(dòng) 控制系統(tǒng)和方法做出各種改變和修改。在考慮過說明書和這里所公開 的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和方法的實(shí)施方式之后，所開的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和方說明和例子僅是示例性的，本發(fā)明真正的保護(hù)范圍將由所附的權(quán)利要 求及其等價(jià)物所確定。
權(quán)利要求
1、一種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(10)，包括操作員界面裝置(13)，所述操作員界面裝置(13)具有操作員輸入構(gòu)件(20)；可控的力反饋裝置(18)，其被驅(qū)動(dòng)地連接到所述操作員輸入構(gòu)件；和控制器(14)，其用于調(diào)整一個(gè)或多個(gè)可動(dòng)部件(12)的運(yùn)動(dòng)，包括以至少部分地根據(jù)第二操作參數(shù)(θ)的目標(biāo)值(TARV)與所述第二操作參數(shù)的實(shí)際值(ACTV)之間的控制偏差(EC)的方式來調(diào)節(jié)第一操作參數(shù)，所述第二操作參數(shù)的所述目標(biāo)值至少部分取決于所述操作員輸入構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，其中，以至少部分地根據(jù)所述控制偏差并使得所述反饋力相對于所述控制偏差的導(dǎo)數(shù)至少部分地依賴于所述控制偏差而變化的方式，所述控制器還操作所述可控的力反饋裝置以提供作用在所述操作員輸入構(gòu)件上的反饋力。
2、 如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中，所述第二操作參 數(shù)的所述目標(biāo)值對應(yīng)于所述操作員界面裝置產(chǎn)生的輸入信號(hào)(Si)的 值，所述輸入信號(hào)對應(yīng)于所述操作員輸入構(gòu)件的位置。
3、 如權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中， 所述可控的力反饋裝置包括動(dòng)力致動(dòng)器(19);以至少部分地根據(jù)所述控制偏差的方式操作所述可控的力反饋 裝置以提供作用在所述操作員輸入構(gòu)件上的反饋力包括操作所述動(dòng) 力驅(qū)動(dòng)器以施加反饋力給所述操作員輸入構(gòu)件，使得如果操作員在所 述控制偏差具有非零值時(shí)釋放所述操作員輸入構(gòu)件，所述可控的力反 饋裝置朝著所述控制偏差為零的位置驅(qū)動(dòng)所述操作員輸入構(gòu)件。
4、 如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中，所述第二操作參 數(shù)的所述目標(biāo)值是所述一個(gè)或多個(gè)可動(dòng)部件(12)的位置的目標(biāo)值。
5、 如權(quán)利要求4所述的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中，所述操作員界面裝置產(chǎn)生對應(yīng)于所述操作員輸入構(gòu)件的位置的 輸入信號(hào)(Si);和所述輸入信號(hào)指示所述第二操作參數(shù)的所述目標(biāo)值。
6、 如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中，所述控制器以如下方式操作所述可控的力反饋裝置，使得所述反饋力相對于所述控制偏差的導(dǎo)數(shù)在控制偏差值達(dá)到第一正控制偏差值(Vel)的第一范圍(Rel)上的平均值大于所述反饋力相 對于所述控制偏差的導(dǎo)數(shù)在從所述第一正控制偏差值到第二正控制 偏差值的第二范圍(Re2)上的平均值；和所述反饋力相對于所述控制偏差的導(dǎo)數(shù)在控制偏差值的所述第 二范圍上的平均值小于所述反饋力相對于所述控制偏差的導(dǎo)數(shù)在控 制偏差值從所述第二正控制偏差值開始的第三范圍(Re3)上的平均值。
7、 一種操作運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(10)的方法，包括 至少部分地根據(jù)第二操作參數(shù)(6 )的目標(biāo)值(TARv)與所述第二操作參數(shù)的實(shí)際值(ACTv)之間的控制偏差(Ec)來調(diào)節(jié)所述運(yùn)動(dòng) 控制系統(tǒng)的第 一操作參數(shù)的值；至少部分地根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的操作員界面裝置(13)的操 作員輸入構(gòu)件(20)的運(yùn)動(dòng)來確定所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的所述第二操作 參數(shù)的目標(biāo)值；和以至少部分地根據(jù)所述控制偏差并使得反饋力相對于所述控制 偏差的導(dǎo)數(shù)作為所述控制偏差的函數(shù)而變化的方式，操作被驅(qū)動(dòng)地連 接到所述操作員輸入構(gòu)件的可控的力反饋裝置(18)來提供作用在所 述操作員輸入構(gòu)件上的反饋力。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，至少部分地根據(jù)所述控制偏差調(diào)節(jié)所述第 一操作參數(shù)的值包括 隨著控制偏差的增大而增加所述第一操作參數(shù)的值，直到達(dá)到增加所 述第一操作參數(shù)的值的最大能力；和以至少部分地根據(jù)所述控制偏差的方式提供作用在所述操作員 輸入構(gòu)件上的反饋力包括與達(dá)到增加所述第一操作參數(shù)的值的最大能力基本上一致地使所述反饋力相對于所述控制偏差的導(dǎo)數(shù)增加。
9、 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，以至少部分地根據(jù)所述控制偏差的方式提供作用在所述操作員輸入構(gòu)件上的反饋力包括在第一正控制偏差值(Ve,)處降低所述反饋力相對于所述控制偏差的導(dǎo)數(shù)；和在第二正控制偏差值(Ve2)處增加所述反饋力相對于所述控制偏 差的導(dǎo)數(shù)，所述第二正控制偏差值大于所述第一正控制偏差值。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，至少部分地根據(jù)所述控制 偏差調(diào)節(jié)所述第一操作參數(shù)的值包括隨著控制偏差的增大而增加所 述第一操作參數(shù)的值，使得與所述第二正控制偏差值基本上一致地達(dá) 到增加所述第一操作參數(shù)的最大能力。
全文摘要
一種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(10)包括操作員界面裝置(13)，其具有操作員輸入構(gòu)件(20)和被驅(qū)動(dòng)地連接到操作員輸入構(gòu)件的可控的力反饋裝置(18)。該運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)還包括控制器(14)，用于調(diào)整一個(gè)或多個(gè)可動(dòng)部件(12)的運(yùn)動(dòng)，包括以至少部分地根據(jù)第二操作參數(shù)的目標(biāo)值(TAR_V)與第二操作參數(shù)的實(shí)際值(ACT_V)之間的控制偏差(E_C)的方式來調(diào)節(jié)第一操作參數(shù)。該第二操作參數(shù)的目標(biāo)值至少部分地根據(jù)操作員輸入構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)確定。該控制器還包括以至少部分地根據(jù)控制偏差并使得反饋力相對于控制偏差的導(dǎo)數(shù)至少部分地依賴于控制偏差而變化的方式來操作所述可控的力反饋裝置，以提供作用在操作員輸入構(gòu)件上的反饋力。
文檔編號(hào)B62D6/00GK101568460SQ200780048360
公開日2009年10月28日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者A·D·威爾森, J·D·達(dá)蒂羅, K·K·赫, M·D·普勞德, N·P·湯姆森, S·I·卡倫, W·D·斯塔爾 申請人:卡特彼勒公司