專利名稱：具有異常檢測(cè)功能的伺服閥控制裝置與伺服閥控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)一般地涉及伺服閥控制裝置與伺服閥控制系統(tǒng)，尤其是涉及這樣一種裝置與系統(tǒng)，它能在即使在伺服閥的輸入端出現(xiàn)干擾時(shí)也能穩(wěn)定運(yùn)行。
背景技術(shù)：
伺服閥已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，包括熱電廠內(nèi)的渦輪速度控制裝置。對(duì)于渦輪速度控制裝置，如圖13所示的，渦輪轉(zhuǎn)速NR與渦輪轉(zhuǎn)速Ns的命令被輸入給渦輪轉(zhuǎn)速控制器1。發(fā)電機(jī)負(fù)載GL與負(fù)載命令GS被輸入給負(fù)載控制器2，然后計(jì)算主蒸汽控制閥的流速的命令信號(hào)。該流速命令信號(hào)被輸入給一個(gè)流速-閥開度轉(zhuǎn)換單元3，以便將流速命令信號(hào)轉(zhuǎn)換為閥開度命令信號(hào)3e。在此，術(shù)語(yǔ)“閥開度”也可互換地用作“閥位置”。
閥開度命令信號(hào)3e與由閥開度檢測(cè)器4已經(jīng)檢測(cè)出的實(shí)際閥開度信號(hào)4e被輸入給一個(gè)伺服閥控制裝置5。在伺服閥控制裝置5中比較這兩個(gè)信號(hào)3e和4e，并將其差值作為伺服命令信號(hào)5e通過一個(gè)閥接口6輸出給伺服閥7的螺線管(或伺服線圈)。
伺服線圈7-1利用一個(gè)電-油壓轉(zhuǎn)換器(未示出)將伺服命令信號(hào)5e轉(zhuǎn)換成油壓，被轉(zhuǎn)換的油壓被傳送到一個(gè)油缸，然后移動(dòng)油缸內(nèi)的活塞來改變主蒸汽控制閥的開度。
圖14示出了現(xiàn)有技術(shù)中的伺服閥控制裝置5的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。伺服閥開度命令信號(hào)3e與實(shí)際的閥開度信號(hào)4e被輸入給一個(gè)求和器5-1以輸出其差值，在功率放大器5-2中將該差值乘以一個(gè)閥位置控制增益。然后，在求和器5-4中將一個(gè)零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器5-3的輸出加到功率放大器5-2的輸出上，然后將求和器5-4的輸出輸入給一個(gè)限幅器5-5，限幅器5-5的輸出又輸入到閥接口6作為伺服命令信號(hào)5e。閥接口6的輸出被輸入給一個(gè)伺服線圈7-1以便驅(qū)動(dòng)該伺服閥7。
在伺服線圈7-1的伺服電流失去時(shí)，上述的零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器5-3提供一個(gè)偏流以控制該主蒸汽控制閥到失效-安全側(cè)或至閥關(guān)閉方向?？梢杂羞x擇地設(shè)置限幅器5-5以限制作為控制器的輸出的伺服控制命令。
圖15是一個(gè)3線圈伺服系統(tǒng)的方框圖，該系統(tǒng)具有用于單一主蒸汽控制閥8的A、B、C系統(tǒng)的三重(triplex)結(jié)構(gòu)，以便加強(qiáng)伺服閥控制裝置5的可靠性。上述A、B、C系統(tǒng)的三重結(jié)構(gòu)包括伺服閥控制裝置、閥接口、伺服線圈與閥開度檢測(cè)器。
如圖15所示，在A、B、C系統(tǒng)中閥開度檢測(cè)器4A、4B、4C的輸出4Ae、4Be、4Ce被分別全部輸入到伺服閥控制裝置5A、5B、5C中的中值門5-M，每一個(gè)中值門5-M均輸出輸入的中值。然后，該中值與伺服閥開度命令信號(hào)3e進(jìn)行對(duì)比，并且在求和器5-1中輸出其差值，這一點(diǎn)在前面參照?qǐng)D14中已經(jīng)進(jìn)行描述。這些結(jié)構(gòu)的其余部分與圖14中公開的一樣，在此不再重復(fù)。
伺服閥控制裝置5A、5B、5C的輸出被輸入給閥接口6A、6B、6C的中值門6-1。中值門6-1與上面描述的中值門5-M具有相同的構(gòu)造，并且在這里選擇并輸出這些中值。中值門6-1的輸出由閥接口6A、6B、6C中的放大器6-2進(jìn)行放大。
在這里所示的3線圈伺服系統(tǒng)中，伺服電流是分別直接由設(shè)置在伺服閥7A、7B、7C處的伺服電流檢測(cè)器7-2A、7-2B與7-2C來檢測(cè)。因而，從這些伺服電流信號(hào)中檢測(cè)閥接口6A、6B、6C內(nèi)的異常狀態(tài)，并且一個(gè)電路分離命令被輸出給電路分離開關(guān)6-3A、6-3B與6-3C之一。因而，可以分離出異常的閥接口，如日本專利申請(qǐng)公開(Tokkai)Hei4-228839所公開的。
在如上面所描述的現(xiàn)有技術(shù)的伺服控制裝置中，使用了比例控制。在這樣的裝置中，在主蒸汽控制閥開度命令與實(shí)際閥開度之間，由于伺服閥的機(jī)械零點(diǎn)偏流移動(dòng)以及在伺服閥機(jī)構(gòu)內(nèi)的各種輸入端干擾的存在，可產(chǎn)生控制偏差。這樣一種控制偏差會(huì)惡化伺服閥控制裝置的控制性能。
因此，必須周期性地調(diào)諧零點(diǎn)偏流補(bǔ)償值。而且，如果在3線圈伺服系統(tǒng)中在伺服閥中出現(xiàn)輸入端干擾，那么在主蒸汽控制閥開度與實(shí)際的閥開度之間可產(chǎn)生控制偏差。這種輸入端干擾可包括在閥接口內(nèi)的單系統(tǒng)異常、伺服線圈的單系統(tǒng)或雙系統(tǒng)斷開。這種控制偏差可導(dǎo)致伺服閥控制裝置的控制性能的惡化。
用于消除這種控制偏差的一種典型方案是增加一個(gè)積分控件。但是，要控制的伺服閥在控制輸入(或伺服電流)與觀測(cè)輸出(或主蒸汽控制閥位置)之間的關(guān)系上具有積分特性。因此，如果在控制器一側(cè)再增加一個(gè)積分器，那么閉環(huán)響應(yīng)將變得很慢并且穩(wěn)定性變差。
在上面描述的現(xiàn)有技術(shù)的3線圈伺服系統(tǒng)中，每個(gè)系統(tǒng)的伺服電流直接由其伺服電流檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，因而，在功率放大器異常、伺服線圈斷開等所出現(xiàn)的地方標(biāo)識(shí)出該系統(tǒng)。然后，異常系統(tǒng)的輸出被分離而正常的控制則繼續(xù)。但對(duì)于要構(gòu)建的每個(gè)系統(tǒng)均要求有伺服電流控制器7-2A、7-2B、7-2C和電路分離開關(guān)6-3A、6-3B、6-3C，這就會(huì)導(dǎo)致很高的硬件成本。而且，考慮到伺服電流控制器7-2A、7-2B、7-2C和電路分離開關(guān)6-3A、6-3B、6-3C的影響，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種伺服閥控制裝置與伺服閥控制系統(tǒng)，其可以控制伺服閥，即使是在伺服閥處出現(xiàn)輸入端干擾時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)控制偏差。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于控制伺服閥開度的伺服閥控制裝置，以便通過輸入實(shí)際的伺服閥開度與伺服閥開度目標(biāo)值的信號(hào)而使伺服閥開度符合一個(gè)目標(biāo)，該控制裝置包括控制器，其構(gòu)造成接收伺服閥開度目標(biāo)值與實(shí)際伺服閥開度之間的差值信號(hào)，并產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)該伺服閥的伺服命令信號(hào)；延伸觀測(cè)器，其構(gòu)造成接收實(shí)際的閥開度信號(hào)與伺服命令信號(hào)，以及估計(jì)加在伺服閥上的輸入端干擾信號(hào)；以及修改單元，其構(gòu)造成通過從該伺服命令信號(hào)中減去從該延伸觀測(cè)器輸出的估計(jì)的輸入端干擾信號(hào)來修改該伺服命令信號(hào)。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于控制伺服閥開度的伺服閥控制裝置，以便通過輸入實(shí)際的伺服閥開度與伺服閥開度目標(biāo)值的信號(hào)而使伺服閥開度符合一個(gè)目標(biāo)，該控制裝置包括控制器，其構(gòu)造成接收伺服閥開度目標(biāo)值與實(shí)際伺服閥開度之間的差值信號(hào)，并產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)該伺服閥的伺服命令信號(hào)；延伸觀測(cè)器，其構(gòu)造成接收實(shí)際的閥開度信號(hào)與伺服命令信號(hào)，以及估計(jì)加在伺服閥上的輸入端干擾信號(hào)；以及函數(shù)發(fā)生器，其構(gòu)造成根據(jù)從該延伸觀測(cè)器輸出的干擾估計(jì)信號(hào)來調(diào)諧該控制器的至少一個(gè)控制參數(shù)。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于控制伺服閥開度的伺服閥控制裝置，以便通過輸入實(shí)際的伺服閥開度與伺服閥開度目標(biāo)值的信號(hào)而使伺服閥開度符合一個(gè)目標(biāo)，該控制裝置包括控制器，其構(gòu)造成接收伺服閥開度目標(biāo)值與實(shí)際伺服閥開度之間的差值信號(hào)，并產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)該伺服閥的伺服命令信號(hào)；延伸觀測(cè)器，其構(gòu)造成接收實(shí)際的閥開度信號(hào)與伺服命令信號(hào)，以及估計(jì)加在伺服閥上的輸入端干擾信號(hào)；一個(gè)零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器，其構(gòu)造成將一個(gè)補(bǔ)償信號(hào)加到該伺服命令信號(hào)，以便補(bǔ)償包含在伺服閥內(nèi)的零點(diǎn)偏流；以及一個(gè)調(diào)諧器，用于根據(jù)延伸觀測(cè)器輸出的干擾估計(jì)信號(hào)來調(diào)諧該零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器的至少一個(gè)設(shè)定值。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于控制伺服閥的伺服閥控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括(a)用于獲取該伺服閥的實(shí)際閥開度信號(hào)的閥開度檢測(cè)器的三重系統(tǒng)；(b)伺服閥控制裝置的三重系統(tǒng)，其每個(gè)伺服閥控制裝置包括第一中值門，用于選擇該伺服閥的多個(gè)實(shí)際閥開度信號(hào)的一個(gè)中值；控制器，其構(gòu)造成接收伺服閥開度目標(biāo)值與實(shí)際伺服閥開度的中值之間的差值信號(hào)，并產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)該伺服閥的伺服命令信號(hào)；延伸觀測(cè)器，其構(gòu)造成接收實(shí)際的閥開度信號(hào)與伺服命令信號(hào)，以及估計(jì)加在伺服閥上的輸入端干擾信號(hào)；以及修改單元，其構(gòu)造成通過從該伺服命令信號(hào)中減去從該延伸觀測(cè)器輸出的估計(jì)的輸入端干擾信號(hào)來修改該伺服命令信號(hào)；(c)閥接口的三重系統(tǒng)，其中每個(gè)閥接口包括第二中值門，用于選擇伺服閥控制裝置的多個(gè)伺服命令信號(hào)的一個(gè)中值；以及一個(gè)功率放大器，其構(gòu)造成放大來自第二中值門的伺服命令信號(hào)以驅(qū)動(dòng)多個(gè)伺服閥之一；以及(d)伺服線圈的三重系統(tǒng)，用于利用來自閥接口的電流來驅(qū)動(dòng)伺服閥。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于控制伺服閥的伺服閥控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括(a)伺服閥控制裝置的三重系統(tǒng)，其中每個(gè)伺服閥控制裝置包括控制器，其構(gòu)造成接收伺服閥開度目標(biāo)值與實(shí)際伺服閥開度之間的差值信號(hào)，并產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)該伺服閥的伺服命令信號(hào)；延伸觀測(cè)器，其構(gòu)造成接收實(shí)際的閥開度信號(hào)與伺服命令信號(hào)，以及估計(jì)加在伺服閥上的輸入端干擾信號(hào)；以及修改單元，其構(gòu)造成通過從該伺服命令信號(hào)中減去從該延伸觀測(cè)器輸出的估計(jì)的輸入端干擾信號(hào)來修改該伺服命令信號(hào)；(b)閥接口的三重系統(tǒng)，其中每個(gè)閥接口包括功率放大器，其構(gòu)造成放大該多個(gè)伺服閥控制裝置的伺服命令信號(hào)之一以驅(qū)動(dòng)多個(gè)伺服閥之一；以及(c)伺服線圈的三重系統(tǒng)，用于利用來自閥接口的電流來驅(qū)動(dòng)伺服閥；(d)決策單元，當(dāng)所有的輸入端干擾信號(hào)都超出預(yù)定的范圍時(shí)，確定至少兩個(gè)閥接口是異常的；以及(e)檢測(cè)邏輯單元，用于根據(jù)異常決策單元的操作順序地分離出該功率放大器的輸出，以及用于根據(jù)從延伸觀測(cè)器輸出的輸入端干擾信號(hào)的變化率，隨后檢測(cè)出異常的功率放大器系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于控制伺服閥的伺服閥控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括(a)伺服閥控制裝置的三重系統(tǒng)，其中每個(gè)伺服閥控制裝置包括控制器，其構(gòu)造成接收伺服閥開度目標(biāo)值與實(shí)際伺服閥開度之間的差值信號(hào)，并產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)該伺服閥的伺服命令信號(hào)；延伸觀測(cè)器，其構(gòu)造成接收實(shí)際的閥開度信號(hào)與伺服命令信號(hào)，以及估計(jì)加在伺服閥上的輸入端干擾信號(hào)；以及函數(shù)發(fā)生器，其構(gòu)造成根據(jù)該延伸觀測(cè)器的干擾估計(jì)信號(hào)來修改該調(diào)諧該控制器的至少一個(gè)參數(shù)；(b)閥接口的三重系統(tǒng)，其中每個(gè)閥接口包括功率放大器，其構(gòu)造成放大該多個(gè)伺服閥控制裝置的伺服命令信號(hào)之一以驅(qū)動(dòng)多個(gè)伺服閥之一；以及(c)伺服線圈的三重系統(tǒng)，用于利用來自閥接口的電流來驅(qū)動(dòng)伺服閥；(d)異常決策單元，當(dāng)所有的輸入端干擾信號(hào)都超出預(yù)定的范圍時(shí)，確定至少兩個(gè)閥接口是異常的；以及(e)檢測(cè)邏輯單元，用于根據(jù)異常決策單元的操作順序地分離出該功率放大器的輸出，以及用于根據(jù)從延伸觀測(cè)器輸出的輸入端干擾信號(hào)的變化率，隨后檢測(cè)出異常的功率放大器系統(tǒng)。


本發(fā)明的上述及其它特征與優(yōu)點(diǎn)將通過討論下面結(jié)合附圖的特定的、說明性的實(shí)施例而變得更清楚，其中圖1是按照本發(fā)明第一實(shí)施例的伺服閥控制裝置的方框圖；圖2是按照本發(fā)明第一實(shí)施例的延伸觀測(cè)器的方框圖；圖3是說明按照本發(fā)明第一實(shí)施例的伺服閥控制裝置的伺服閥位置控制特性的時(shí)間曲線圖；圖4是說明現(xiàn)有技術(shù)的伺服閥控制裝置的伺服閥位置控制特性的時(shí)間曲線圖；圖5說明與現(xiàn)有技術(shù)相比、按照本發(fā)明的渦輪速度控制器的發(fā)電機(jī)負(fù)載控制特性的時(shí)間曲線圖；圖6是按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的伺服閥控制裝置的方框圖；圖7按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的伺服閥控制裝置方框圖；圖8按照本發(fā)明的第四實(shí)施例的伺服閥控制裝置方框圖；圖9按照本發(fā)明的第五實(shí)施例的3線圈伺服系統(tǒng)的方框圖；圖10按照本發(fā)明的第五實(shí)施例的伺服閥控制裝置方框圖；圖11按照本發(fā)明的第六實(shí)施例的3線圈伺服系統(tǒng)方框圖；圖12是說明在本發(fā)明的第六實(shí)施例的3線圈伺服系統(tǒng)內(nèi)利用軟件檢測(cè)異常功率放大器系統(tǒng)及分離功率放大器輸出的方法的流程圖；圖13是說明現(xiàn)有技術(shù)的典型渦輪速度控制器的一般結(jié)構(gòu)的方框圖；圖14是現(xiàn)有技術(shù)的伺服閥控制裝置的方框圖；圖15是現(xiàn)有技術(shù)的3線圈伺服系統(tǒng)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
下面描述本發(fā)明的特定的實(shí)施例。在下面的說明中，相同或類似的單元用相同的標(biāo)號(hào)表示并省略多余的描述。
圖1是按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的伺服閥控制裝置的方框圖。該實(shí)施例的伺服閥控制裝置51具有一個(gè)求和器5-1，求和器5-1對(duì)比伺服閥開度命令信號(hào)3e與由閥開度檢測(cè)器4已經(jīng)檢測(cè)的實(shí)際的閥開度信號(hào)4e，并計(jì)算其偏差。伺服閥控制裝置51還具有一個(gè)控制器5-2，其將求和器5-1輸出的偏差與一個(gè)閥位置控制增益相乘。該伺服閥控制裝置51還具有一個(gè)零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器5-3，用于補(bǔ)償伺服閥所具有的機(jī)械零點(diǎn)偏流。伺服閥控制裝置51還具有一個(gè)求和器5-4，用于將控制器5-2的輸出與零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器5-3的輸出相加。
伺服閥控制裝置51可有選擇地具有一個(gè)限幅器5-5，用于設(shè)置伺服命令信號(hào)的上限和下限。限幅器5-5可以連接在求和器5-4的下游。
伺服閥控制裝置51還具有一個(gè)延伸觀測(cè)器5-6，該延伸觀測(cè)器5-6接收作為輸入的伺服命令信號(hào)5e和實(shí)際的閥開度信號(hào)4e，并且根據(jù)要控制的該伺服閥的數(shù)學(xué)模型估計(jì)在伺服閥的輸入端處的干擾。伺服閥控制裝置51還具有一個(gè)前饋通路(或修改裝置)5-7，前饋通路5-7改變從延伸觀測(cè)器5-6輸出的干擾估計(jì)值5-6e的符號(hào)，并將其加至從求和器5-4輸出的伺服命令信號(hào)以便重新計(jì)算(或修改)該伺服命令信號(hào)。圖中所示的標(biāo)號(hào)“5-71”表示前饋通路5-7中的求和器。
下面參照?qǐng)D2描述一個(gè)示例的延伸觀測(cè)器5-6。在圖2中所示的延伸觀測(cè)器5-6具有一個(gè)控制增益5-61(L)，一個(gè)零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器5-62，一個(gè)伺服閥系統(tǒng)矩陣5-63(A)，一個(gè)伺服閥觀測(cè)矩陣5-64(C)，一個(gè)伺服閥輸入矩陣5-65(B)，一個(gè)積分器5-66(1/S)，一個(gè)矩陣5-67(010)，一個(gè)放大器(或增益)5-68(1/f0)以及求和器5-69、5-610與5-611。
伺服閥的非線性狀態(tài)空間模型由下面的公式(1)表示z·=0×z+f×(i-null)---(1)]]>其中“z”為伺服閥位置，“f”是油缸常數(shù)，“i”是伺服電流而“null(零)”表示零點(diǎn)偏流。
加到伺服閥的輸入端干擾的狀態(tài)空間模型(第一次)可利用自由模型(free model)由公式(2)表示如下ddtxx·=0100xx·---(2)]]>其中x是輸入干擾。
由輸入端干擾模型延伸的伺服閥的狀態(tài)空間模型可由公式(3)和(4)表示，其由公式(1)和(2)導(dǎo)出，如下ddtzxx·=010001000zxx·+f00(i-null0)---(3)]]>y=100zxx·---(4)]]>通過對(duì)控制值的額定值與偏離額定值的偏移值采用表達(dá)式(3)和(4)，可獲得如下的公式(5)-(8)
x·=Ax+(B+ΔB)×u---(5)]]>y＝Cx (6)油缸常數(shù)變化f＝f0+Δf(7)零點(diǎn)偏流變化null＝null0+Δnull(8)其中f0是油缸常數(shù)的額定值；Δf是油缸常數(shù)的變量；null0是額定的零點(diǎn)偏流；Δnull是零點(diǎn)偏流的變量；以及A=010001000,]]>B=f000,]]>ΔB=Δf00,]]>C＝(100)，D=100,]]>x=zxx·,]]>u＝i-null0，Δu=-Δnull]]>在圖2中所示的延伸觀測(cè)器5-6是基于公式(3)和(4)構(gòu)建的，通過乘以矩陣5-67(010)而獲得干擾估計(jì)值，提取干擾估計(jì)信號(hào)，如公式(9)所示x^·=(A-LC)x^+Bu+Ly---(9)]]>其中，x是輸入端干擾信號(hào)， 是干擾估計(jì)值，A是系統(tǒng)矩陣，B是輸入矩陣，C是觀測(cè)矩陣，而L是控制增益。
控制增益5-61可由現(xiàn)代控制理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，如極配置技術(shù)或卡爾曼濾波技術(shù)。在延伸觀測(cè)器5-6的零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器5-62內(nèi)的設(shè)置值可以設(shè)置成與伺服閥控制裝置5中零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器5-3內(nèi)的設(shè)置值相同。
應(yīng)當(dāng)注意的是，系統(tǒng)矩陣(A)5-63與觀測(cè)矩陣(C)5-64是常數(shù)矩陣，并且不包含要控制的伺服閥的模型參數(shù)。要控制的參數(shù)僅包含在輸入矩陣(B)5-65中，這是因?yàn)檩斎攵烁蓴_信號(hào)x包括要控制的信號(hào)的模擬誤差。因此，可以確保所設(shè)計(jì)的延伸觀測(cè)器5-6的系統(tǒng)穩(wěn)定性獨(dú)立于參數(shù)波動(dòng)，只要待控制的伺服閥的次數(shù)(order)沒有改變。
下一步，將由延伸觀測(cè)器5-6估計(jì)的干擾估計(jì)值乘以放大器(控制增益)5-68內(nèi)的油缸常數(shù)的額定值的反數(shù)，如圖2所示。然后，改變其符號(hào)并將其加到如圖1所示的伺服命令信號(hào)。因?yàn)榍梆佂?-7，可以非?？焖俚匾种戚斎攵烁蓴_。
通過延伸觀測(cè)器5-6中的積分器5-66，在閥開度命令與實(shí)際閥開度之間的穩(wěn)態(tài)偏差可以確保為零，獨(dú)立于油缸常數(shù)的額定值。
在本實(shí)施例中，限幅器5-5的輸出(其限制伺服命令信號(hào)的上、下界)被輸入到延伸觀測(cè)器5-6以便防止“卷?yè)P(yáng)(wind-up)”。“卷?yè)P(yáng)”是這樣一種現(xiàn)象，當(dāng)由于操作端或致動(dòng)器的限制，控制偏差保持一個(gè)有限值時(shí)，積分輸出會(huì)增加到無限。這種可以防止“卷?yè)P(yáng)”的結(jié)構(gòu)與普通的、對(duì)閥開度命令與實(shí)際的閥開度之間的偏差的積分控制相比，具有非常重大的優(yōu)點(diǎn)。
控制輸入決策算法可以由公式(10)表達(dá)如下
i=null0+KP(z*-z)-1f0x^...(10)]]>其中Kp是比例增益；而z*是伺服閥位置命令信號(hào)。
下面，參照?qǐng)D3-5描述與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的控制裝置的性能。
圖3是一個(gè)時(shí)間曲線圖，表示本實(shí)施例的伺服閥控制裝置的伺服閥位置控制特性，該控制裝置具有一個(gè)延伸觀測(cè)器5-6。圖4是表示圖14中所示的現(xiàn)有技術(shù)的伺服閥控制裝置的伺服閥位置控制特性的時(shí)間曲線圖，其不具有一個(gè)延伸觀測(cè)器5-6。在圖3、4中所示的時(shí)間曲線均處于穩(wěn)態(tài)下50％的實(shí)際閥開度與50％的閥開度命令的初始狀態(tài)，并假定施加了諸如零點(diǎn)偏流波動(dòng)與單系統(tǒng)功率放大器異常這樣的干擾。
在圖3、4中用箭頭寫的參數(shù)表示干擾的類型?！?-SYSTEM AMP.PLUS-SIDE MAX”是指三系統(tǒng)的功率放大器中的一個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立于輸入異常地輸出正向最大值。“1-SYSTEM AMP.MINUS-SIDE MIN”是指三系統(tǒng)的功率放大器中的一個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立于輸入異常地輸出負(fù)向最小值。“NULL＝-99”是指伺服閥的零點(diǎn)偏流異常地從相應(yīng)伺服電流的最大值的-5％變化到-99％。“NULL＝+99”是指伺服閥的零點(diǎn)偏流異常地從相應(yīng)伺服電流的最大值的-5％變化到+99％。
“1-SYSTEM AMP.0.33Hz是指三系統(tǒng)的功率放大器中的一個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立于輸入異常地輸出頻率為0.3Hz、幅度為100％的正弦曲線?！?-SYSTEM AMP.1Hz”是指三系統(tǒng)的功率放大器中的一個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立于輸入異常地輸出頻率為1Hz、幅度為100％的正弦曲線。
通過比較圖3和圖4可以看到，本發(fā)明的延伸觀測(cè)器5-6可以快速地估計(jì)加在伺服閥上的輸入干擾，通過利用前饋通路5-7進(jìn)行直接的干擾抑制補(bǔ)償，就可以抑制由干擾造成的閥位置的波動(dòng)。
圖5示出了本發(fā)明的負(fù)載控制特性與現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)比。該圖表明了當(dāng)利用渦輪速度控制裝置以25％的恒定負(fù)載控制發(fā)電機(jī)時(shí)，在3線圈伺服系統(tǒng)中的一個(gè)功率放大器異常地變?yōu)橐粋€(gè)正向最大值的情況。
圖5中的“本發(fā)明的(PROPOSED)”表示圖1中所示的實(shí)施例的裝置的負(fù)載響應(yīng)；“傳統(tǒng)的(CONVENTIONAL)”表示在圖9中所示的現(xiàn)有技術(shù)的裝置的負(fù)載響應(yīng)；“ALR SET”表示發(fā)電機(jī)負(fù)載命令值，而“發(fā)電機(jī)MW(GENERATOR MW)”則表示該發(fā)電機(jī)負(fù)載。
如上面所描述的，按照本實(shí)施例的控制裝置，延伸觀測(cè)器5-6根據(jù)伺服閥的數(shù)學(xué)模型估計(jì)施加在要控制的伺服閥上的輸入端干擾，然后重新計(jì)算伺服電流命令以便可以抵消所估計(jì)的干擾。因而，可以直接并顯著地抑制輸入干擾。
圖6示出的根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的伺服閥控制裝置52，該伺服閥控制裝置52具有一個(gè)手動(dòng)調(diào)諧裝置5-8，操作員根據(jù)延伸觀測(cè)器5-6輸出的信號(hào)，借助于該手動(dòng)調(diào)諧裝置調(diào)諧并評(píng)估零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器5-3a的設(shè)置值，該操作員調(diào)諧該零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器5-3a的設(shè)置值以便延伸觀測(cè)器5-6的輸出變?yōu)榱恪?br> 按照本實(shí)施例，操作員估計(jì)延伸觀測(cè)器5-6的干擾估計(jì)信號(hào)的幅度，并確定零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器5-3a的設(shè)置值偏差的幅度。隨后，可以手動(dòng)調(diào)諧零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器5-3a，因而可以總是確保優(yōu)化的控制狀態(tài)。
圖7示出的根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的伺服閥控制裝置53，該伺服閥控制裝置53具有一個(gè)異常檢測(cè)器5-9，它能根據(jù)延伸觀測(cè)器的輸出信號(hào)檢測(cè)伺服閥控制裝置53自身內(nèi)的異常。當(dāng)例如延伸觀測(cè)器5-6的輸出信號(hào)超出了-100-+100％的范圍時(shí)，該異常檢測(cè)器5-9會(huì)檢測(cè)閥開度控制異常。
按照本實(shí)施例，可以根據(jù)延伸觀測(cè)器5-6的干擾估計(jì)信號(hào)5-6e，在控制操作期間在線地監(jiān)視并檢測(cè)閥位置控制回路的異常，因而異常檢測(cè)器5-9可以用作在異常時(shí)輸出相應(yīng)命令的裝置。
圖8示出的根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的伺服閥控制裝置54，該伺服閥控制裝置54具有一個(gè)增益調(diào)諧函數(shù)發(fā)生器5-10。該增益調(diào)諧函數(shù)發(fā)生器5-10根據(jù)延伸觀測(cè)器5-6的輸出信號(hào)5-6e調(diào)諧比例控制器5-2a的可變閥位置控制增益P。當(dāng)延伸觀測(cè)器5-6的輸出信號(hào)的絕對(duì)值較大時(shí)，也將可變閥位置控制增益P設(shè)置為較大；當(dāng)延伸觀測(cè)器5-6的輸出信號(hào)的絕對(duì)值較小時(shí)，也將可變閥位置控制增益P設(shè)置為較小。
該可變閥位置控制增益P不必非得是一個(gè)比例增益，可在控制器中可以調(diào)諧多個(gè)控制參數(shù)。
如上面所討論的，按照本實(shí)施例，伺服閥控制裝置的控制特性可以通過響應(yīng)加在伺服閥上的輸入干擾的幅度改變控制器5-2a的增益而得到改善。
圖9示出的根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例。該實(shí)施例作為一個(gè)示例示出了將伺服閥控制裝置55A、55B和55C施加給一個(gè)3線圈伺服系統(tǒng)用于控制一個(gè)單一的主蒸汽控制閥8。圖10示出了由55表示的伺服閥控制裝置55A、55B和55C之一。
除了伺服閥控制裝置55A、55B、55C之外，閥接口6A、6B、6C、伺服線圈7-1A、7-1B、7-1C以及閥開度檢測(cè)器4A、4B、4C形成系統(tǒng)A、B、C的三重結(jié)構(gòu)。伺服閥控制裝置55A、55B、55C中的每一個(gè)裝置除了具有圖1中所示的伺服閥控制裝置51的結(jié)構(gòu)外，還具有一個(gè)中值門5-M。
來自閥開度檢測(cè)器4A、4B、4C的實(shí)際閥開度信號(hào)全部輸入到中值門5-M，并且選擇要在下游使用的中值。閥接口6A、6B、6C每一個(gè)具有一個(gè)中值門6-1，伺服閥控制裝置55A、55B、55C的輸出全部輸入給閥接口6A、6B、6C的中值門6-1，并且選擇要在下游使用的中值。
圖10所示的伺服閥控制裝置55類似于圖1中所示的伺服閥控制裝置51再加上中值門5-M。作為替代，在圖6、7、8中示出的伺服閥控制裝置52、53、54再加上中值門5-M可替換伺服閥控制裝置55。
參照?qǐng)D10，從中值門5-M輸出的中值被輸入到求和器5-1與延伸觀測(cè)器5-6，其它特征與圖1所示的相同。
按照本實(shí)施例，在功率放大器中出現(xiàn)單系統(tǒng)異常或在閥開度檢測(cè)器中出現(xiàn)單系統(tǒng)異?；蛟谒欧€圈出現(xiàn)一個(gè)或兩個(gè)斷開的情況下，可以連續(xù)進(jìn)行正常的控制。
在圖15所示的現(xiàn)有技術(shù)的3線圈伺服系統(tǒng)中，利用伺服電流檢測(cè)器7-2A、7-2B、7-2C以及象中繼器這樣的電路分離開關(guān)6-3執(zhí)行功率放大器異常系統(tǒng)或伺服線圈斷開系統(tǒng)的輸出分離。因而，如果將伺服閥控制裝置5簡(jiǎn)單地應(yīng)用于3線圈伺服系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生了功率放大器異?；蛩欧€圈斷開以及當(dāng)沒能進(jìn)行輸出分離時(shí)，不能繼續(xù)執(zhí)行與正?？刂葡喈?dāng)?shù)目刂疲@是因?yàn)楣β史糯笃鳟惓；蛩欧€圈斷開等效于加在伺服閥上的輸入干擾。
另一方面，按照?qǐng)D9和10所示的實(shí)施例，在伺服閥控制裝置55A、55B、55C中的延伸觀測(cè)器5-6補(bǔ)償由于功率放大器異?；蛩欧€圈斷開所造成的在伺服閥上的輸入端干擾，并且重新計(jì)算伺服命令信號(hào)。因而，當(dāng)功率放大器6-2或閥開度檢測(cè)器55的一個(gè)系統(tǒng)處于異常狀態(tài)或當(dāng)伺服線圈7-1的多達(dá)兩個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)斷開時(shí)，即使沒有圖15中所示的伺服電流檢測(cè)器7-2A、7-2B、7-2C或電路分離開關(guān)6-3A、6-3B、6-3C，仍可以繼續(xù)進(jìn)行正常的控制。
如上面所討論的，按照本實(shí)施例，控制裝置的延伸觀測(cè)器補(bǔ)償加在閥位置控制環(huán)路(loop)的輸入端的干擾，因而可以進(jìn)行正常的控制，而不需要用于檢測(cè)功率放大器電流的裝置或分離功率放大器輸出的裝置。
圖11示出的根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例。該實(shí)施例作為第二示例示出了將伺服閥控制裝置55A、55B和55C施加給一個(gè)3線圈伺服系統(tǒng)用于控制一個(gè)單一主蒸汽控制閥8。與圖9所示的示例相比，將電路分離開關(guān)6-3A、6-3B、6-3C加到閥接口6A、6B、6C的輸出線。而且，增加了異常系統(tǒng)分離邏輯，用于輸出分離命令給電路分離開關(guān)6-3A、6-3B、6-3C。
在本實(shí)施例中，由軟件根據(jù)伺服閥控制裝置55A、55B和55C中延伸觀測(cè)器5-6的輸出來確定功率放大器是否處于異常狀態(tài)。然后，將一個(gè)電路分離命令輸出給處于異常狀態(tài)的功率放大器，并且通過電路分離開關(guān)6-3A、6-3B、6-3C分離輸出電路。因而，當(dāng)功率放大器中有多達(dá)二個(gè)系統(tǒng)處于異常狀態(tài)時(shí)，仍可以繼續(xù)進(jìn)行正常的控制而不必使用現(xiàn)有技術(shù)中的伺服電流檢測(cè)器7-2A、7-2B、7-2C(見圖15)。
圖12示出了用于確定功率放大器處于異常狀態(tài)與分離異常系統(tǒng)的邏輯電路的示例。這種確定功率放大器處于異常狀態(tài)的邏輯電路使用了圖11所示的伺服閥控制裝置55A、55B和55C中的延伸觀測(cè)器5-6的輸出信號(hào)。
參照?qǐng)D12，延伸觀測(cè)器5-6輸出的干擾估計(jì)的絕對(duì)值以及閥開度控制偏差的絕對(duì)值被輸入給第一異常決策裝置60。當(dāng)延伸觀測(cè)器5-6的輸出超出-100～+100％的范圍并且閥開度控制偏差的絕對(duì)值超出了一個(gè)規(guī)定值時(shí)，“AND(與)”條件得到滿足。在這種條件下，確定有兩個(gè)或更多的放大器系統(tǒng)處于異常狀態(tài)。然后，通過利用軟件執(zhí)行檢測(cè)邏輯來標(biāo)識(shí)該異常的功率放大器系統(tǒng)。
標(biāo)識(shí)處于異常狀態(tài)的功率放大器的檢測(cè)邏輯順序地分離系統(tǒng)A、B、C的輸出。當(dāng)分離了一個(gè)功率放大器時(shí)，延伸觀測(cè)器5-6的輸出變化率以及閥開度控制偏差的變化率被輸入給第二決策裝置61。當(dāng)兩個(gè)變化率均為零或?yàn)檎龝r(shí)，“AND”條件得到滿足，并且可以確定該特定系統(tǒng)的功率放大器處于異常狀態(tài)。在這種情況下，繼續(xù)該系統(tǒng)的伺服放大器的分離操作。
在第二決策裝置61中，如果延伸觀測(cè)器5-6的輸出變化率或閥開度控制偏差的變化率至少一個(gè)為負(fù)，則“AND”條件得到滿足，并且確定系統(tǒng)處于正常狀態(tài)。然后，該系統(tǒng)的伺服放大器返回(return)。
對(duì)于三個(gè)系統(tǒng)來說，上述的操作是順序地執(zhí)行，因而可以標(biāo)識(shí)具有異常功率放大器的系統(tǒng)，而不必檢測(cè)伺服電流。即使當(dāng)兩個(gè)系統(tǒng)的功率放大器處于異常狀態(tài)時(shí)也可以繼續(xù)進(jìn)行正常的控制。
在圖12所示的示例中，使用了延伸觀測(cè)器5-6的輸出與閥開度控制偏差Δz的“AND”條件。但在另一個(gè)示例中，可以只監(jiān)視該延伸觀測(cè)器5-6。
按照本實(shí)施例，根據(jù)延伸觀測(cè)器5-6的輸出，由軟件來標(biāo)識(shí)具有異常狀態(tài)的功率放大器的系統(tǒng)，并且分離出異常狀態(tài)的功率放大器的輸出。因而，在多達(dá)兩個(gè)的功率放大器系統(tǒng)處于異常狀態(tài)的情況下，仍可以繼續(xù)進(jìn)行正常的控制而不必直接檢測(cè)伺服電流。
根據(jù)上述公開，對(duì)本發(fā)明可以做出很多的修改與變例，在所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，本發(fā)明可以很多種方式而不單單是這里特別的描述來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制伺服閥開度的伺服閥控制裝置，以便通過輸入實(shí)際的伺服閥開度與伺服閥開度目標(biāo)值的信號(hào)而使伺服閥開度符合一個(gè)目標(biāo)，該控制裝置包括控制器，其構(gòu)造成接收伺服閥開度目標(biāo)值與實(shí)際伺服閥開度之間的差值信號(hào)，并產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)該伺服閥的伺服命令信號(hào)；延伸觀測(cè)器，其構(gòu)造成接收實(shí)際的閥開度信號(hào)與伺服命令信號(hào)，以及估計(jì)加在伺服閥上的輸入端干擾信號(hào)；以及修改單元，其構(gòu)造成通過從該伺服命令信號(hào)中減去從該延伸觀測(cè)器輸出的估計(jì)的輸入端干擾信號(hào)來修改該伺服命令信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1的伺服閥控制裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)信號(hào)限幅器，其構(gòu)造成接收該伺服命令信號(hào)并將該伺服命令信號(hào)限制在一預(yù)定的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1的伺服閥控制裝置，其中該控制器包括一個(gè)零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器，其構(gòu)造成將一個(gè)補(bǔ)償信號(hào)加到伺服命令信號(hào)，用于補(bǔ)償包含在伺服閥內(nèi)的零點(diǎn)偏流。
4.如權(quán)利要求1的伺服閥控制裝置，其中該延伸觀測(cè)器構(gòu)造成利用一個(gè)系統(tǒng)矩陣和觀測(cè)器矩陣來模擬該伺服閥，其中這兩個(gè)矩陣獨(dú)立于伺服閥的特性參數(shù)。
5.如權(quán)利要求1的伺服閥控制裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)異常檢測(cè)器，用于根據(jù)該延伸觀測(cè)器的輸出檢測(cè)該伺服閥控制裝置的異常狀態(tài)。
6.一種用于控制伺服閥開度的伺服閥控制裝置，以便通過輸入實(shí)際的伺服閥開度與伺服閥開度目標(biāo)值的信號(hào)而使伺服閥開度符合一個(gè)目標(biāo)，該控制裝置包括控制器，其構(gòu)造成接收伺服閥開度目標(biāo)值與實(shí)際伺服閥開度之間的差值信號(hào)，并產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)該伺服閥的伺服命令信號(hào)；延伸觀測(cè)器，其構(gòu)造成接收實(shí)際的閥開度信號(hào)與伺服命令信號(hào)，以及估計(jì)加在伺服閥上的輸入端干擾信號(hào)；以及函數(shù)發(fā)生器，其構(gòu)造成根據(jù)從該延伸觀測(cè)器輸出的干擾估計(jì)信號(hào)來調(diào)諧該控制器的至少一個(gè)控制參數(shù)。
7.如權(quán)利要求6的伺服閥控制裝置，其中該控制器包括一個(gè)零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器，其構(gòu)造成將一個(gè)補(bǔ)償信號(hào)加到伺服命令信號(hào)，用于補(bǔ)償包含在伺服閥內(nèi)的零點(diǎn)偏流。
8.如權(quán)利要求6的伺服閥控制裝置，其中該延伸觀測(cè)器構(gòu)造成利用一個(gè)系統(tǒng)矩陣和觀測(cè)器矩陣來模擬該伺服閥，其中這兩個(gè)矩陣獨(dú)立于伺服閥的特性參數(shù)。
9.一種用于控制伺服閥開度的伺服閥控制裝置，以便通過輸入實(shí)際的伺服閥開度與伺服閥開度目標(biāo)值的信號(hào)而使伺服閥開度符合一個(gè)目標(biāo)，該控制裝置包括控制器，其構(gòu)造成接收伺服閥開度目標(biāo)值與實(shí)際伺服閥開度之間的差值信號(hào)，并產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)該伺服閥的伺服命令信號(hào)；延伸觀測(cè)器，其構(gòu)造成接收實(shí)際的閥開度信號(hào)與伺服命令信號(hào)，以及估計(jì)加在伺服閥上的輸入端干擾信號(hào)；零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器，其構(gòu)造成將一個(gè)補(bǔ)償信號(hào)加到該伺服命令信號(hào)，以便補(bǔ)償包含在伺服閥內(nèi)的零點(diǎn)偏流；以及調(diào)諧器，用于根據(jù)延伸觀測(cè)器輸出的干擾估計(jì)信號(hào)來調(diào)諧該零點(diǎn)偏流補(bǔ)償器的至少一個(gè)設(shè)定值。
10.如權(quán)利要求9的伺服閥控制裝置，其中該延伸觀測(cè)器構(gòu)造成利用一個(gè)系統(tǒng)矩陣和觀測(cè)器矩陣來模擬該伺服閥，其中這兩個(gè)矩陣獨(dú)立于伺服閥的特性參數(shù)。
11.一種用于控制伺服閥的伺服閥控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括(a)用于獲取該伺服閥的實(shí)際閥開度信號(hào)的閥開度檢測(cè)器的三重系統(tǒng)；(b)伺服閥控制裝置的三重系統(tǒng)，其中每一個(gè)包括第一中值門，用于選擇該伺服閥的多個(gè)實(shí)際閥開度信號(hào)的一個(gè)中值；控制器，其構(gòu)造成接收伺服閥開度目標(biāo)值與實(shí)際伺服閥開度的中值之間的差值信號(hào)，并產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)該伺服閥的伺服命令信號(hào)；延伸觀測(cè)器，其構(gòu)造成接收實(shí)際的閥開度信號(hào)與伺服命令信號(hào)，以及估計(jì)加在伺服閥上的輸入端干擾信號(hào)；以及修改單元，其構(gòu)造成通過從該伺服命令信號(hào)中減去從該延伸觀測(cè)器輸出的估計(jì)的輸入端干擾信號(hào)來修改該伺服命令信號(hào)；(c)閥接口的三重系統(tǒng)，其中每一個(gè)包括第二中值門，用于選擇伺服閥控制裝置的多個(gè)伺服命令信號(hào)的一個(gè)中值；以及功率放大器，其構(gòu)造成放大來自第二中值門的伺服命令信號(hào)以驅(qū)動(dòng)多個(gè)伺服閥之一；以及(d)伺服線圈的三重系統(tǒng)，用于利用來自閥接口的電流來驅(qū)動(dòng)伺服閥。
12.如權(quán)利要求11的伺服閥控制裝置，其中該延伸觀測(cè)器構(gòu)造成利用一個(gè)系統(tǒng)矩陣和觀測(cè)器矩陣來模擬該伺服閥，其中這兩個(gè)矩陣獨(dú)立于伺服閥的特性參數(shù)。
13.一種用于控制伺服閥的伺服閥控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括(a)伺服閥控制裝置的三重系統(tǒng)，其中每一個(gè)包括控制器，其構(gòu)造成接收伺服閥開度目標(biāo)值與實(shí)際伺服閥開度之間的差值信號(hào)，并產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)該伺服閥的伺服命令信號(hào)；延伸觀測(cè)器，其構(gòu)造成接收實(shí)際的閥開度信號(hào)與伺服命令信號(hào)，以及估計(jì)加在伺服閥上的輸入端干擾信號(hào)；以及修改單元，其構(gòu)造成通過從該伺服命令信號(hào)中減去從該延伸觀測(cè)器輸出的估計(jì)的輸入端干擾信號(hào)來修改該伺服命令信號(hào)；(b)閥接口的三重系統(tǒng)，其中每一個(gè)包括一個(gè)功率放大器，其構(gòu)造成放大該多個(gè)伺服閥控制裝置的伺服命令信號(hào)之一以驅(qū)動(dòng)多個(gè)伺服閥之一；以及(c)伺服線圈的三重系統(tǒng)，用于利用來自閥接口的電流來驅(qū)動(dòng)伺服閥；(d)異常決策單元，當(dāng)所有的輸入端干擾信號(hào)都超出預(yù)定的范圍時(shí)，確定至少兩個(gè)閥接口是異常的；以及(e)檢測(cè)邏輯單元，用于根據(jù)異常決策單元的操作順序地分離出該功率放大器的輸出，以及用于根據(jù)從延伸觀測(cè)器輸出的輸入端干擾信號(hào)的變化率，隨后檢測(cè)出異常的功率放大器系統(tǒng)。
14.如權(quán)利要求13的伺服閥控制裝置，其中該延伸觀測(cè)器構(gòu)造成利用一個(gè)系統(tǒng)矩陣和觀測(cè)器矩陣來模擬該伺服閥，其中這兩個(gè)矩陣獨(dú)立于伺服閥的特性參數(shù)。
15.一種用于控制伺服閥的伺服閥控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括(a)伺服閥控制裝置的三重系統(tǒng)，其中每一個(gè)包括控制器，其構(gòu)造成接收伺服閥開度目標(biāo)值與實(shí)際伺服閥開度之間的差值信號(hào)，并產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)該伺服閥的伺服命令信號(hào)；延伸觀測(cè)器，其構(gòu)造成接收實(shí)際的閥開度信號(hào)與伺服命令信號(hào)，以及估計(jì)加在伺服閥上的輸入端干擾信號(hào)；以及函數(shù)發(fā)生器，其構(gòu)造成根據(jù)該延伸觀測(cè)器的干擾估計(jì)信號(hào)來調(diào)諧該控制器的至少一個(gè)參數(shù)；(b)閥接口的三重系統(tǒng)，其中每一個(gè)包括一個(gè)功率放大器，其構(gòu)造成放大該多個(gè)伺服閥控制裝置的伺服命令信號(hào)之一以驅(qū)動(dòng)該多個(gè)伺服閥之一；以及(c)伺服線圈的三重系統(tǒng)，用于利用來自閥接口的電流來驅(qū)動(dòng)伺服閥；(d)異常決策單元，當(dāng)所有的輸入端干擾信號(hào)都超出預(yù)定的范圍時(shí)，確定至少兩個(gè)閥接口是異常的；以及(e)檢測(cè)邏輯單元，用于根據(jù)異常決策單元的操作順序地分離出該功率放大器的輸出，以及用于根據(jù)從延伸觀測(cè)器輸出的輸入端干擾信號(hào)的變化率，隨后檢測(cè)出異常的功率放大器系統(tǒng)。
16.如權(quán)利要求15的伺服閥控制裝置，其中該延伸觀測(cè)器構(gòu)造成利用一個(gè)系統(tǒng)矩陣和觀測(cè)器矩陣來模擬該伺服閥，其中這兩個(gè)矩陣獨(dú)立于伺服閥的特性參數(shù)。
全文摘要
一種用于控制伺服閥開度的伺服閥控制裝置，以便通過輸入實(shí)際的伺服閥開度與伺服閥開度目標(biāo)值的信號(hào)而使伺服閥開度符合一個(gè)目標(biāo)，該控制裝置具有一個(gè)控制器，其構(gòu)造成接收伺服閥開度目標(biāo)值與實(shí)際伺服閥開度之間的差值信號(hào)，并產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)該伺服閥的伺服命令信號(hào)。該控制裝置還具有一個(gè)延伸觀測(cè)器，其構(gòu)造成接收實(shí)際的閥開度信號(hào)與伺服命令信號(hào)，以及估計(jì)加在伺服閥上的輸入端干擾信號(hào)。該控制裝置還具有一個(gè)修改單元，其構(gòu)造成通過從該伺服命令信號(hào)中減去從該延伸觀測(cè)器輸出的估計(jì)的輸入端干擾信號(hào)來修改該伺服命令信號(hào)。
文檔編號(hào)F02D11/10GK1519480SQ20041000204
公開日2004年8月11日 申請(qǐng)日期2004年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月9日
發(fā)明者藥師宏治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝