專利名稱：用于液壓缸單元的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)用于液壓缸單元的控制裝置，其中該控制裝置借助于理論速度信號(hào)求得信號(hào)，它作用于閥控制單元，利用它調(diào)整液壓缸單元。
背景技術(shù)：
由DE 10 2007 050 892 Al已知這樣的控制裝置。已知的控制裝置具有位置調(diào)節(jié)器，對(duì)于它給定理論位置和實(shí)際位置。所述位置調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)可以視為理論速度信號(hào)。使用液壓缸單元，用于在負(fù)載下或在無(wú)負(fù)載狀態(tài)中進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)。它們通常力調(diào)節(jié)或位置調(diào)節(jié)地運(yùn)行。在個(gè)別情況下也不疊加位置調(diào)節(jié)地實(shí)現(xiàn)速度指標(biāo)。不僅在力調(diào)節(jié)運(yùn)行中而且在位置調(diào)節(jié)運(yùn)行中而且也在規(guī)定理論速度時(shí)不疊加位置調(diào)節(jié)地致力于盡可能短的反應(yīng)時(shí)間，用于可以將液壓缸單元快速帶到所期望的狀態(tài)并且快速調(diào)節(jié)干擾。所述液壓缸單元通過機(jī)械系統(tǒng)作用于由其要被調(diào)整的裝置。機(jī)械系統(tǒng)至少包括液壓缸單元的活塞，必要時(shí)也包括其它單元，它們?cè)O(shè)置在液壓缸單元活塞與要被調(diào)整的裝置之間。所述機(jī)械系統(tǒng)引起內(nèi)力，它施加在液壓缸單元上。由有效活塞面積和液壓缸單元的有效壓力給出活塞力。在液壓缸單元的靜止?fàn)顟B(tài)，活塞力與作用于要被調(diào)整的裝置上的實(shí)際負(fù)載力區(qū)別在于內(nèi)力。但是在動(dòng)態(tài)狀態(tài)、即在液壓缸單元調(diào)整期間由于附加作用的調(diào)整力(它包括加速度力和摩擦力)不再滿足這種關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，實(shí)現(xiàn)可能性，利用它們?cè)谖恢谜{(diào)節(jié)運(yùn)行中并且在規(guī)定速度時(shí)可以不疊加位置調(diào)節(jié)地以高動(dòng)態(tài)性調(diào)整液壓缸單元。這個(gè)目的通過具有權(quán)利要求1特征的用于液壓缸單元的控制裝置得以實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求2至10的內(nèi)容是按照本發(fā)明的控制裝置的有利擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。按照本發(fā)明在用于液壓缸單元的控制裝置中規(guī)定，
-所述控制裝置包括第一和第二濾速器、力調(diào)節(jié)器和延遲元件， -利用第一濾速器使理論速度信號(hào)過濾成過濾的速度信號(hào)，
-對(duì)力調(diào)節(jié)器輸送所期待的調(diào)整力、由液壓缸單元施加在由液壓缸單元移動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)上的活塞力和通過機(jī)械系統(tǒng)引起的內(nèi)力，
-由此求得所期待的調(diào)整力，即首先利用第二濾速器過濾理論速度信號(hào)，然后利用延遲元件延遲，
-所述力調(diào)節(jié)器根據(jù)所期待的調(diào)整力、活塞力和內(nèi)力求得力調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)， -所述過濾的速度信號(hào)和力調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)相加成和信號(hào)， -所述和信號(hào)作用于閥控制單元，利用它調(diào)整液壓缸單元。如果所述液壓缸單元在相對(duì)狹窄的移動(dòng)范圍中運(yùn)動(dòng)，上述的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)是完全足夠的。如果所述液壓缸單元在大的移動(dòng)范圍上運(yùn)動(dòng)，則可以由此顯著改善動(dòng)態(tài)性，即所述控制裝置具有線性化單元，利用它使和信號(hào)在輸送到閥控制單元之前線性化。因?yàn)橛捎诰€性化單元能夠使液壓缸單元的動(dòng)態(tài)性總是與液壓缸單元的工作位置無(wú)關(guān)地保持在最佳的范圍。在某些情況下足夠的是，這樣構(gòu)成線性化單元，它實(shí)現(xiàn)所謂的蝶形曲線。但是優(yōu)選，這樣構(gòu)成線性化單元，如同由DE 10 2007 051 857 B3已知的那樣。所述延遲元件用于跟蹤閥控制單元的動(dòng)態(tài)性。為此所述延遲元件通常由PT2元件 (或更高)構(gòu)成。所述力調(diào)節(jié)器最好由具有微分特性的調(diào)節(jié)器構(gòu)成，由此使所述力調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)在液壓缸單元的靜止?fàn)顟B(tài)中變成零。尤其純微分調(diào)節(jié)器視為“具有微分特性的調(diào)節(jié)器”。備選地也可以對(duì)微分調(diào)節(jié)器前置濾波元件和/或平滑元件。備選或附加地對(duì)于濾波元件和/ 或平滑元件的前置也可以規(guī)定后置。所述第一濾速器最好具有過濾特征，它滿足關(guān)系式
權(quán)利要求
1.用于液壓缸單元(1)的控制裝置，-其中所述控制裝置包括第一和第二濾速器(15，16)、力調(diào)節(jié)器(14)和延遲元件(17)， -其中利用第一濾速器(15)使理論速度信號(hào)(vK*)過濾成過濾的速度信號(hào)(vF)， -其中對(duì)力調(diào)節(jié)器(14)輸送所期待的調(diào)整力(FEV)、由液壓缸單元(1)施加在由液壓缸單元(1)移動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)(7)上的活塞力(ΠΟ和通過機(jī)械系統(tǒng)(7)引起的內(nèi)力(FE)，-其中由此求得所期待的調(diào)整力(FEV)，首先利用第二濾速器(16)過濾理論速度信號(hào) (vK*)，然后利用延遲元件(17)延遲，-其中所述力調(diào)節(jié)器(14)根據(jù)所期待的調(diào)整力(FEV)、活塞力(ΠΟ和內(nèi)力(FE)求得力調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)(vFC)，-其中所述過濾的速度信號(hào)(vF)和力調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)(vFC)相加成和信號(hào)(vU)， -其中所述和信號(hào)(vU)作用于閥控制單元(9)，利用它調(diào)整液壓缸單元(1)。
2.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置具有線性化單元(19)，利用它使和信號(hào)(vU)在輸送到閥控制單元(9 )之前線性化。
3.如權(quán)利要求1或2所述的控制裝置，其特征在于，所述延遲元件(17)由PT2元件構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的控制裝置，其特征在于，所述力調(diào)節(jié)器(14)由具有微分特性的調(diào)節(jié)器構(gòu)成，由此使所述力調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)(vFC)在液壓缸單元(1)的靜止?fàn)顟B(tài)中變成零。
5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述第一濾速器(15)具有過濾特征，它滿足關(guān)系式其中vF是過濾的速度信號(hào)，vK*是理論速度信號(hào)，s是拉普拉斯算子，a、b、c和d是參數(shù)。
6.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述第二濾速器(16)具有過濾特征，它滿足關(guān)系式其中F’是第二濾速器(16)的輸出信號(hào)，vK*是理論速度信號(hào)，s是拉普拉斯算子，e、 f、g和h是參數(shù)。
7.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述理論速度信號(hào)(vK*) 是旋轉(zhuǎn)參數(shù)并且所期待的調(diào)整力(FEV)、活塞力(ΠΟ和內(nèi)力(FE)通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩替換。
8.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置包括位置調(diào)節(jié)器(13)，對(duì)它輸送由液壓缸單元(1)要達(dá)到的理論位置(ρ*)和由液壓缸單元(1)已達(dá)到的實(shí)際位置(P)，并且該位置調(diào)節(jié)器根據(jù)理論位置(P*)和實(shí)際位置(P)求得理論速度信號(hào) (vK*)。
9.如權(quán)利要求8所述的控制裝置，其特征在于，所述理論速度信號(hào)(vK*)包括比例部分，尤其僅僅具有比例部分。
10.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置由可軟件編程的控制裝置構(gòu)成，它通過軟件模塊(20 )編程，所述軟件模塊(20 )包括由控制裝置直接處理的機(jī)器編碼(22)，并且通過處理機(jī)器編碼(22)形成如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的控制裝置。
11.軟件模塊，它包括機(jī)器編碼(22)，該機(jī)器編碼由連接在液壓缸單元(1)上的可軟件編程的控制裝置(12)直接處理并且其通過控制裝置(12)的處理使該控制裝置(12)由如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的控制裝置(12)構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的控制裝置(12)控制的液壓缸單元(1)的使用， 用于使軋機(jī)的活套挑(6 )靠放到帶材(5 )上。
13.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的控制裝置(12)用于控制液壓缸單元(1)的使用，所述液壓缸單元的行程長(zhǎng)度(H)大于其活塞直徑(D)。
全文摘要
用于液壓缸單元(1)的控制裝置包括第一和第二濾速器(15,16)、力調(diào)節(jié)器(14)和延遲元件(17)。利用第一濾速器(15)使理論速度信號(hào)(vK*)過濾成過濾的速度信號(hào)(vF)。對(duì)力調(diào)節(jié)器(14)輸送所期待的調(diào)整力(FEV)、由液壓缸單元(1)施加在由液壓缸單元(1)移動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)(7)上的活塞力(FK)和通過機(jī)械系統(tǒng)(7)引起的內(nèi)力(FE)。由此求得所期待的調(diào)整力(FEV)，首先利用第二濾速器(16)過濾理論速度信號(hào)(vK*)，然后利用延遲元件(17)延遲。所述力調(diào)節(jié)器(14)根據(jù)所期待的調(diào)整力(FEV)、活塞力(FK)和內(nèi)力(FE)求得力調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)(vFC)。所述過濾的速度信號(hào)(vF)和力調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)(vFC)相加成和信號(hào)(vU)。所述和信號(hào)(vU)作用于閥控制單元(9)，利用它調(diào)整液壓缸單元(1)。
文檔編號(hào)G05B11/32GK102549509SQ201080029966
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者D.沃爾德, W.陶茨 申請(qǐng)人:西門子公司