用于求取用于滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的開關(guān)函數(shù)的方法以及滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于求取用于用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)（100）的調(diào)節(jié)參量（x）的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器（200）的開關(guān)函數(shù)（s）的方法，其中開關(guān)函數(shù)（s）被選擇作為調(diào)節(jié)偏差（e）與調(diào)節(jié)參量（x）以及其直至至少二階的時間導(dǎo)數(shù)的函數(shù)且借助系統(tǒng)（100）的初始的調(diào)節(jié)動態(tài)被選擇RR，其中開關(guān)函數(shù)（s）的系數(shù)借助系統(tǒng)（100）的閉合的調(diào)節(jié)回路的極點位置（λi）被展示，其中極點位置（λi）相應(yīng)地選擇作為調(diào)節(jié)偏差（e）的函數(shù)，并且其中系統(tǒng)（100）的所期望的調(diào)節(jié)動態(tài)借助極點位置中的至少一個第一極點位置（λ1）的移動來設(shè)定，本發(fā)明還設(shè)計這樣的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器（200）以及其用途。
【專利說明】
用于求取用于滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的開關(guān)函數(shù)的方法以及滑動模 態(tài)調(diào)節(jié)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于求取用于調(diào)節(jié)一系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參量的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的開關(guān) 函數(shù)的方法以及一種滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器以及這樣的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 液壓閥例如液壓的方向閥的調(diào)芐基于技術(shù)方面的以及非技術(shù)方面的要求是高要 求的任務(wù)。在這樣的閥中，液壓流體的體積流量借助在閥體內(nèi)移動的活塞的位置受到控制。 在此，活塞本身例如通過一電磁體或兩個相對作用的電磁體在其位置中受到調(diào)節(jié)。
[0003] 在此，一個或者說兩個調(diào)節(jié)彈簧反作用于所述一個或者說兩個磁體，如果磁體未 被通電，則所述調(diào)節(jié)彈簧將活塞在液壓的零點中中心定位。在所述閥內(nèi)，另外也作用有靜摩 擦和滑動摩擦，其在調(diào)節(jié)所述閥時正如在相應(yīng)的磁性回路內(nèi)的磁性的滯后和渦流效應(yīng)那樣 同樣要被考慮。此外，在所述閥通流時，產(chǎn)生作用于移動件或者說活塞的流動力，這同樣必 須在調(diào)節(jié)時被考慮。
[0004] 液壓閥的這些特性提出了對活塞的位置調(diào)節(jié)器的高要求。對液壓的方向閥的活塞 位置的調(diào)節(jié)而言，能夠例如使用PI調(diào)節(jié)器與狀態(tài)反饋的組合。這樣的調(diào)節(jié)器于是通常以非 線性在P分支和I分支中補充，以便將單個分支的放大彼此無關(guān)地適配于不同的信號區(qū)域， 并且考慮調(diào)節(jié)路徑的也即閥的特性。但是，此非線性導(dǎo)致大數(shù)量的耦接的參數(shù)，典型地在調(diào) 節(jié)器設(shè)計的框架中手動地設(shè)計所述參數(shù)。
[0005] 然后對此，通常測量不同的跳躍大小的階躍響應(yīng)，并且如此久地改變調(diào)節(jié)器參數(shù)， 直至系統(tǒng)特性對應(yīng)于所期望的要求。用于將這樣的過程自動化的原理例如從以下已知： Krettek et al:''Evolutionary hardware-in-the-loop optimization of a Controller for cascaded hydraulic valves"。IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics，1-6，2007〇
[0006] 但是，這樣的調(diào)節(jié)器的研發(fā)時間和開始運轉(zhuǎn)時間以及由此造成的成本經(jīng)受越來越 約束的預(yù)算，從而用于液壓閥的調(diào)節(jié)器的傳統(tǒng)設(shè)計越來越難。
[0007] 因此期望的是，提供一種例如用于液壓閥的調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器一方面可以簡單地 參數(shù)化，并且另一方面在減小復(fù)雜性時提供了與至今使用的調(diào)節(jié)器相同的調(diào)節(jié)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 根據(jù)本發(fā)明，建議了帶有獨立權(quán)利要求的特征的用于求取用于滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的 開關(guān)函數(shù)的方法以及滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器以及這樣的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的用途。有利的設(shè)計方案 是從屬權(quán)利要求以及下述說明的對象。
[0009] 發(fā)明益處 根據(jù)本發(fā)明的方法用于求取用于調(diào)節(jié)一系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參量的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的開關(guān)函 數(shù)。在此，開關(guān)函數(shù)作為調(diào)節(jié)參量的調(diào)節(jié)偏差與其對時間的直至至少二階的導(dǎo)數(shù)的函數(shù)，并 且借助系統(tǒng)的開始的調(diào)節(jié)動態(tài)被選擇。開關(guān)函數(shù)的系數(shù)借助系統(tǒng)的閉合的調(diào)節(jié)回路的若干 極點被展示且相應(yīng)地被選擇為調(diào)節(jié)偏差的函數(shù)。系統(tǒng)的所期望的調(diào)節(jié)動態(tài)然后借助所述極 點的至少一個第一極點的移動而設(shè)定。
[0010] 狀態(tài)調(diào)節(jié)器的設(shè)計通常借助路段模型來完成。但是因為從調(diào)節(jié)技術(shù)方面看，不存 在用于例如液壓的方向閥的足夠的模型或者至少僅能夠利用并非不顯著的也即在實際中 過大的花費來求取，則在該情況中通常僅能夠使用結(jié)構(gòu)可變的調(diào)節(jié)器或手動優(yōu)化的PI調(diào)節(jié) 器，正如上文提到的那樣。算作該類的滑動狀態(tài)調(diào)節(jié)器或者說滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的特征在于， 其相對于路段模型的參數(shù)不確定性是不變的或者說也能在沒有路段模型的情況下被使用。
[0011] 滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)是開關(guān)函數(shù)，該開關(guān)函數(shù)展示了關(guān)于有待調(diào)節(jié)的系統(tǒng)的狀 態(tài)的加權(quán)的總和。狀態(tài)能夠(基于的假設(shè)是，以調(diào)節(jié)一般形式來描述調(diào)節(jié)路徑)例如指的是 參量例如位置或該位置的調(diào)節(jié)誤差以及其時間導(dǎo)數(shù)。從而，速度偏差以及加速度誤差能夠 被使用作為狀態(tài)例如是調(diào)節(jié)誤差。
[0012] 利用開關(guān)函數(shù)因此建立了在單個的狀態(tài)參量之間的關(guān)系。對應(yīng)于在狀態(tài)空間中的 超平面的所謂的開關(guān)平面在此代表在均勻形式中的線性的微分方程，該開關(guān)平面通過開關(guān) 函數(shù)的零值定義。在此，所提到的微分方程的系數(shù)按照調(diào)節(jié)參量或者說有待調(diào)節(jié)的系統(tǒng)的 所期望的動態(tài)而被選擇。例如，對描述能夠變化的位置的微分方程而言，能夠預(yù)先設(shè)定這樣 的運動的所期望的緩沖，在速度也即位置的第一時間導(dǎo)數(shù)的系數(shù)中反映該運動。
[0013] 在滑動模態(tài)調(diào)節(jié)中此時試圖將該開關(guān)函數(shù)的值改變至零且保持在該處。由此，在 調(diào)節(jié)時，所述系統(tǒng)遵循所期望的動態(tài)。然后，調(diào)整參量(該調(diào)整參量在液壓閥的情況中例如 指的是在電磁體中的電流)能夠依據(jù)開關(guān)函數(shù)的實時值被設(shè)定，從而開關(guān)函數(shù)的值在調(diào)整 參量對系統(tǒng)或者說對調(diào)節(jié)誤差的影響下能夠向著零的方向移動。在此，在理想的條件下，能 夠按照開關(guān)函數(shù)的前綴符號的不同，正地或負(fù)地為調(diào)整參量選擇恒定的數(shù)值。在此，調(diào)整參 量的與開關(guān)函數(shù)的值的這樣的相關(guān)性也被描述為調(diào)整規(guī)則。
[0014] 但是，在實際的條件例如受限的開關(guān)頻率中以及在考慮傳感器動態(tài)和調(diào)整元件動 態(tài)時，所提到的調(diào)整規(guī)則導(dǎo)致有缺陷的調(diào)節(jié)性能，因此也能夠使用二階的滑動狀態(tài)調(diào)節(jié)器， 對該滑動狀態(tài)調(diào)節(jié)器而言，實現(xiàn)了開關(guān)函數(shù)的以及其第一時間導(dǎo)數(shù)的穩(wěn)定性，也即，不僅開 關(guān)函數(shù)本身而且其第一時間導(dǎo)數(shù)向著零值的方向變化且然后保持在該處。這一點例如通過 連續(xù)的調(diào)整規(guī)則進行，也即，調(diào)整參量的數(shù)值依據(jù)開關(guān)函數(shù)的值而變化。當(dāng)開關(guān)函數(shù)的值越 小時，能夠例如越小地選擇調(diào)整參量的值。
[0015] 線性的開關(guān)函數(shù)(例如該開關(guān)函數(shù)至今所描述的那樣)導(dǎo)致的是，由此產(chǎn)生的系統(tǒng) 的閉合的調(diào)節(jié)回路同樣具有線性的動態(tài)。但是在實際中，常常非線性的動態(tài)是值得期望的， 在該動態(tài)中，被調(diào)節(jié)的系統(tǒng)例如在小的偏移時獲得很快的補償，但是在大的導(dǎo)引參量跳躍 時緩慢地反應(yīng)，以便不損害系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0016] 首先利用所描述的步驟得到這樣的線性的開關(guān)函數(shù)，該步驟將開關(guān)函數(shù)選擇作為 調(diào)節(jié)偏差和其直至至少二階導(dǎo)數(shù)的函數(shù)。然后例如開關(guān)函數(shù)s能夠具有形式 .雄為轉(zhuǎn)&雙_4'夢;、:|__，其中 rQ、ri是相應(yīng)的系數(shù)，并且是調(diào)節(jié)偏差和其第一或者說第二 時間導(dǎo)數(shù)。在這里選擇二階，因為二階通常足夠用于足夠準(zhǔn)確地描述液壓閥或者說其動態(tài)。 然而，在當(dāng)前描述的方法中也能夠?qū)⒏叩碾A考慮在內(nèi)。然后，開關(guān)函數(shù)的系數(shù)的借助系統(tǒng) 的初始的調(diào)節(jié)動態(tài)所進行的預(yù)先設(shè)定首先導(dǎo)致帶有這樣的動態(tài)的線性的開關(guān)函數(shù)，該動態(tài) 例如已經(jīng)幾乎對應(yīng)所期望的動態(tài)，但是還不準(zhǔn)確匹配于當(dāng)前系統(tǒng)的所期望的調(diào)節(jié)特性。
[0017] 然后，另外的步驟即借助系統(tǒng)的閉合的調(diào)節(jié)回路的極點位置來展示開關(guān)函數(shù)的系 數(shù)能夠例如通過系數(shù)的簡單的比較而進行，其中基礎(chǔ)在于，線性的開關(guān)函數(shù)通過極點位置 被展示，該極點位置在所屬的閉合的調(diào)節(jié)回路中確定調(diào)節(jié)特性或者說動態(tài)。這一點能夠例 如通過以下方式進行，即形式為(d/dt-M)的算子重復(fù)地適用于調(diào)節(jié)偏差，其中\(zhòng)是閉合的 調(diào)節(jié)回路的第i個極點位置。通過這個算子的兩次使用，例如獲得了形式為 鄭爲(wèi)約。為爲(wèi)^f秦的開關(guān)函數(shù)，其中λ#Ρλ 2為極點位置。然后，所述極點位置能 夠例如通過比較所述系數(shù)而被求取。通過極點位置能夠得到用于動態(tài)、穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)回路 的收斂率的論斷。
[0018] 在下文的尤其有利的步驟中，這時將極點位置相應(yīng)地選擇作為調(diào)節(jié)偏差的函數(shù)， 也即將極點位置^以^^心)的形式選擇。以這種方式，從線性的開關(guān)函數(shù)中得到非線性的 開關(guān)函數(shù)。這一點能夠尤其考慮的期望是，為小的調(diào)節(jié)誤差提供較高的動態(tài)，辦法是:合適 地選擇極點位置。
[0019] 這時，能夠在另一個步驟中借助極點位置中的至少一個第一極點位置例如λ:的移 動而設(shè)定系統(tǒng)的所期望的調(diào)節(jié)動態(tài)。這一點這時通過簡單的匹配或者說一個也或者多個極 點位置的移動實現(xiàn)了將開關(guān)函數(shù)快速地匹配至所期望的調(diào)節(jié)特性或者說所期望的動態(tài)，然 而存在用于在例如小的和/或大的調(diào)節(jié)偏差的情況下匹配調(diào)節(jié)特性的非線性。許多不同的、 在可能情況下同樣被耦合的參數(shù)(例如這一點在非線性的開關(guān)函數(shù)的單個的系數(shù)的傳統(tǒng)的 確定(例如通過數(shù)字的方法)時是這種情況)的確定基于這種帶有很少數(shù)量的有待確定的參 數(shù)的分析原理因而不再必需。由此能夠進行滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的快速的和在花費上有利的設(shè) 定。此外，這種方法相比其它的方式具有的優(yōu)點是，開關(guān)函數(shù)的參數(shù)化從調(diào)節(jié)技術(shù)方面來看 能夠自發(fā)地理解，這是因為閉合的調(diào)節(jié)回路對調(diào)節(jié)特性即例如調(diào)節(jié)的速度的影響是已知 的。
[0020] 優(yōu)選地，尤其借助與調(diào)節(jié)偏差的數(shù)值相乘的第一常數(shù)和相加的第二常數(shù)將第一極 點位置選擇作為調(diào)節(jié)偏差的線性函數(shù)。例如，第一和支配的極點位置λ:能夠被選擇為形式 為轉(zhuǎn)5 4'.%。支配的極點位置決定性地確定了系統(tǒng)的動態(tài)。在此，針對性地被選擇為大 于零的△ λ、直線方程的斜率以及針對性地被選擇為小于零的λ〇表現(xiàn)為所屬的縱坐標(biāo)區(qū)段。 調(diào)節(jié)器的動態(tài)由此通過第一極點位置的移動而被匹配。例如，通過向左的移動也即向著數(shù) 值方面較大的負(fù)值的方向，能夠?qū)崿F(xiàn)更加快速的動態(tài)。
[0021] 作為替代方案，第一極點位置也能夠選擇為調(diào)節(jié)偏差的至少二階函數(shù)。由此，能夠 例如為較小的調(diào)節(jié)誤差實現(xiàn)較少的動態(tài)變化。
[0022] 另外作為替代方案，第一極點位置能夠被選擇為調(diào)節(jié)偏差的根數(shù)函數(shù)。由此，能夠 例如為較小的調(diào)節(jié)誤差實現(xiàn)較強的動態(tài)變化。
[0023] 有利地，將其余的極點位置相應(yīng)地比例于第一極點地選擇。例如，能夠以 為_#減賴為形式選擇極點λ,。其余的極點位置與第一極點位置的這樣的耦合實現(xiàn)了在 設(shè)定開關(guān)函數(shù)時的有待設(shè)定的參數(shù)的還要更少的數(shù)量，這是因為其余的極點位置在移動第 一極點位置時被一同移動。常數(shù) Cl能夠例如經(jīng)驗地求取也或者與其它的參數(shù)共同地優(yōu)化。
[0024] 有利的是，將液壓的系統(tǒng)尤其是液壓閥使用作為系統(tǒng)，并且尤其將活塞的位置或 液壓系統(tǒng)的體積流量使用作為參量。正如開文已經(jīng)提到的那樣，恰好在液壓系統(tǒng)例如液壓 閥或液壓的方向閥的情況下，調(diào)節(jié)路徑在調(diào)節(jié)技術(shù)方面在大多情況下不能夠或至少僅在顯 著的花費下才足夠地被調(diào)整，從而在這里，所介紹的方法提供的尤其有效的可行方案是，提 供一種調(diào)節(jié)器。但是要強調(diào)的是，所介紹的調(diào)節(jié)適用于所有的這樣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠利用 滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)和/或?qū)Ψ蔷€性的開關(guān)函數(shù)而言是所期望的。
[0025] 用于滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的開關(guān)函數(shù)的求取(正如這一點如所介紹的那樣)能夠例如 在使用多標(biāo)準(zhǔn)的算法情況下在硬件在環(huán)試驗的框架中進行，其中例如使用液壓閥尤其是液 壓的方向閥作為系統(tǒng)。在此，例如直接在所述閥上檢測所有的可能的解決方案且分析實際 的階躍響應(yīng)。在此，階躍響應(yīng)的分析例如在所謂的Pareto優(yōu)化的意義中借助多個標(biāo)準(zhǔn)來進 行，所述標(biāo)準(zhǔn)彼此獨立地分析上升時間、傳遞性能和在靜止位置中的平均誤差。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參量并且包括已經(jīng)按照根據(jù) 本發(fā)明的方法所求取的開關(guān)函數(shù)。
[0027] 優(yōu)選地，為調(diào)節(jié)器的調(diào)整參量的值預(yù)先設(shè)定了與開關(guān)函數(shù)的值的相關(guān)性。
[0028] 有利地，其中，將調(diào)整參量的值預(yù)先設(shè)定作為這樣的函數(shù)，該函數(shù)包括與開關(guān)函數(shù) 的數(shù)值的根數(shù)成比例的份額。這一點例如以形式
e進行，其中u是調(diào)整參 量的值并且β是比例放大因數(shù)。此外，u能夠包括相加的份額m，其時間導(dǎo)數(shù)對而言 是馬=且對而言是
。在此，α說明了積分放大因數(shù)，且UM說明 了用于調(diào)整參量的最大值。以這種方式能夠提供帶有連續(xù)的調(diào)整規(guī)則的調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器 實現(xiàn)了開關(guān)函數(shù)以及其第一時間導(dǎo)數(shù)的穩(wěn)定性，也即，能夠考慮實際的條件例如受限的開 關(guān)頻率或傳感器動態(tài)或調(diào)整元件動態(tài)。
[0029] 滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器能夠例如借助相應(yīng)地設(shè)定的在計算單元中的硬件和軟件來實現(xiàn)。 例如對此也能夠設(shè)置用于獲取例如關(guān)于活塞的實時的位置(如果其是調(diào)節(jié)參量）的信號的 相應(yīng)的輸入端。針對性地，例如也將相應(yīng)的硬件或者說電子裝置安裝至有待調(diào)節(jié)的閥。相應(yīng) 于此，根據(jù)本發(fā)明的計算單元尤其在程序技術(shù)方面被設(shè)定用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0030] 所述滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的以計算機程序為形式的實施是有利的，這是因為這一點尤 其引起小的成本，特別是當(dāng)執(zhí)行的控制器還被用于其它的任務(wù)以及因此總歸存在時。用于 提供計算機程序的合適的數(shù)據(jù)載體尤其是磁性的、光學(xué)的和電的存儲器，例如硬盤、閃存、 EEPR0M、DVD等。也可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)（因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)等)下載程序。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的根據(jù)本發(fā)明的用途用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參量，其 中尤其依據(jù)開關(guān)函數(shù)的值來設(shè)定調(diào)整參量的值。
[0032] 關(guān)于另外的有利的設(shè)計方案以及根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)器的優(yōu)點以及其用途，為避免 重復(fù)起見參照上述的實施方案。
[0033] 本發(fā)明的其它的優(yōu)點和設(shè)計方案由說明書和附圖中得出。
[0034] 本發(fā)明依據(jù)附圖中的實施例被示意性地示出并且在下文中參考附圖被詳細地描 述。
【附圖說明】
[0035] 圖1示意示出了液壓的方向閥，根據(jù)本發(fā)明的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器能夠用于該方向閥 的調(diào)節(jié)。
[0036] 圖2示意示出了在一個優(yōu)選的實施形式中的帶有根據(jù)本發(fā)明的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的 調(diào)節(jié)回路。
[0037] 圖3示意示出了用于滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的在一個優(yōu)選的實施形式中的非根據(jù)本發(fā)明 的和根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)函數(shù)的2維的示意圖。
[0038] 圖4在圖表中展示了在不同的優(yōu)選的實施方式中的閉合的調(diào)節(jié)回路的極點的示意 圖，例如該極點能夠用于根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)函數(shù)。
[0039] 圖5示意示出了在一個優(yōu)選的實施形式中的根據(jù)本發(fā)明的方法的可行的流程。
【具體實施方式】
[0040] 在圖1中示意和示例示出了構(gòu)造為液壓的方向閥的系統(tǒng)100,在一個優(yōu)選的實施形 式中的用于調(diào)節(jié)的根據(jù)本發(fā)明的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器能夠用于該系統(tǒng)。
[0041] 液壓的方向閥100具有活塞110,該活塞能夠在殼體中移動，以便適當(dāng)?shù)匕延糜诶?的壓力接口 P、用于儲箱的壓力接口 T以及工作接口 A和B彼此相連?；钊?10在一殼體端部處 借助彈簧120被以回復(fù)力加載并且在另一殼體端部處借助電磁體130被以設(shè)定力加載。另一 個彈簧121反作用于彈簧120,以便將活塞110在沒有磁性力的情況下保持在零位中。
[0042] 在電磁體130處能夠施加電壓，以便按照電壓值來移動活塞110。此外，設(shè)置了行程 接收器140,以便獲取活塞110的位置以及必要時速度以及加速度并且將該信號繼續(xù)傳遞至 處理單元。在此要提到的是，所展示的閥示例地具有用于觸發(fā)活塞的僅一個電磁體。但是同 樣能夠考慮的是，使用帶有多個電磁體的閥。
[0043] 在圖2中示出了簡單的調(diào)節(jié)圖解，借助該調(diào)節(jié)圖解例如液壓的方向閥100的活塞 110的位置X作為調(diào)節(jié)參量能夠調(diào)節(jié)。能夠首先預(yù)先設(shè)定用于所述位置的額定值或參考值 xref。從位置的反饋的實際值X中形成調(diào)節(jié)偏差e=X-Xref且提供給滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器200。滑動 模態(tài)調(diào)節(jié)器按照上文已經(jīng)提到的過程從開關(guān)函數(shù)中求取用于調(diào)整參量u的值，該調(diào)整參量 在該情況中是施加在電磁體130處的電壓。然后，通過調(diào)節(jié)路徑210影響活塞110的位置X。此 處再次要提到的是，調(diào)整參量通過調(diào)節(jié)路徑對滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的準(zhǔn)確的影響是不相干的。
[0044] 除了額定值Xrrf、實際值X和調(diào)節(jié)偏差e之外，其相應(yīng)的一階時間導(dǎo)數(shù)和二階時間導(dǎo) 數(shù)也一同進入調(diào)節(jié)中，正如這一點在上文所詳細地闡釋的那樣。只不過為了清楚起見，在圖 2中僅展示了相應(yīng)的未求導(dǎo)的參量。
[0045] 在圖3中，此時在圖表中示出了兩個開關(guān)函數(shù)si和S2的兩個開關(guān)平面si=0和S2=0。 在此，繪出了基于調(diào)節(jié)偏差e的調(diào)節(jié)偏差的一階時間導(dǎo)數(shù)3。在此要注意的是，為了受限的 和較為簡單的可展示性起見，示例地僅示出了一階開關(guān)函數(shù)的開關(guān)平面。開關(guān)平面因此準(zhǔn) 確地說僅涉及開關(guān)直線。
[0046] 開關(guān)直線幻=0屬于形式為-祕或者說為的線性的開關(guān)函 數(shù)，其中為為常數(shù)。但是，開關(guān)直線s2=0屬于形式為…?的非線性的開關(guān)函數(shù)，其 中為以的。通過合適地選擇^作為e的函數(shù)，因此能夠獲得開關(guān)直線的期望的曲率，在圖3 中僅示例地標(biāo)識了該曲率。對此也要注意的是，這樣的非線性的開關(guān)函數(shù)也相應(yīng)地能夠被 形成用于較高的階。
[0047] 在圖4中，在圖表中示出了用于$ &為(轉(zhuǎn)的不同的可行的實施方式。為』涉及形式 為義歲卜M|:十4的線性的函數(shù)，其中Δλ是斜率且~是所屬的縱坐標(biāo)區(qū)段，正如上文已經(jīng) 闡釋這一點那樣。以這種方式，對數(shù)值方面較大的調(diào)節(jié)偏差而言得到了數(shù)值方面較小的第 一極點位置并且對數(shù)值方面減小的調(diào)節(jié)偏差而言得到了數(shù)值方面較大的第一極點位置。
[0048] 由此，開文提到的和在實踐中常常期望的動態(tài)性能夠以在小的偏移情況下的很快 速的補償，但是在大的導(dǎo)引參量跳躍的情況下以緩慢的反應(yīng)進行考慮。
[0049] 利用λκ^Ρλ:,3例如示出了第一極點位置的平方的和根數(shù)的相關(guān)性。在此，它涉及 依據(jù)調(diào)節(jié)偏差針對性地影響所述動態(tài)的另外的可行方案，正如上文已經(jīng)闡釋這一點那樣。
[0050] 在圖5中示意示出了在一個優(yōu)選的實施形式中的根據(jù)本發(fā)明的方法的可行的過 程，該方法用于求取用于滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器的開關(guān)函數(shù)。在此，涉及的是硬件在環(huán)試驗，其中 所述系統(tǒng)以調(diào)節(jié)參量，在當(dāng)前是液壓的方向閥1〇〇以活塞的位置X以合適的方式連接至計算 機500和實時系統(tǒng)510。
[0051] 在實時系統(tǒng)510上例如實現(xiàn)有滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器200,為該滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器預(yù)先設(shè)定 額定值Xref。在此，滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器200包括帶有用于液壓的方向閥100的初始調(diào)節(jié)動態(tài)的開 關(guān)函數(shù)。通過所述滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器200因此求取用于調(diào)整參量在當(dāng)前是電壓u的值，然后在 液壓的方向閥100的電磁體處設(shè)定該值。
[0052] 借助在液壓的方向閥100中的行程接收器求取活塞的位置的實際值X且將該實際 值繼續(xù)傳遞至實時系統(tǒng)510以及計算機500。雖然把實時系統(tǒng)中的實際值X提供給滑動模態(tài) 調(diào)節(jié)器200以用于調(diào)節(jié)，但是在計算機500上例如借助合適的程序在步驟520中實現(xiàn)在動態(tài) 方面對活塞的位置X的評定。
[0053]在步驟530中，緊接著進行滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器200的開關(guān)平面的例如第一極點位置& 的適配或者說移動。以這種方式，能夠通過僅幾個參數(shù)例如僅第一極點位置的適配或者說 移動而快速和簡單地找到用于所期望的動態(tài)的合適的開關(guān)函數(shù)。
【主權(quán)項】
1. 一種用于求取用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)（100)的調(diào)節(jié)參量(X)的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器(200)的開關(guān)函 數(shù)(s)的方法， 其中將開關(guān)函數(shù)(s)選擇作為對調(diào)節(jié)參量(X)的調(diào)節(jié)偏差(e)的和該調(diào)節(jié)偏差的直至至 少二階的時間導(dǎo)數(shù)的函數(shù)，且該開關(guān)函數(shù)借助系統(tǒng)（1〇〇)的初始的調(diào)節(jié)動態(tài)被選擇， 其中借助系統(tǒng)（100)的閉合的調(diào)節(jié)回路的極點位置(M)展示所述開關(guān)函數(shù)(s)的系數(shù)， 其中極點位置(M)相應(yīng)地選擇作為調(diào)節(jié)偏差(e)的函數(shù)，并且 其中系統(tǒng)（100)的所期望的調(diào)節(jié)動態(tài)借助所述極點位置中的至少一個第一極點位置 (λ:)的移動來設(shè)定。2. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一極點位置(λ:)被選擇作為調(diào)節(jié)偏差的線性函 數(shù)。3. 按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，第一極點位置(Μ)作為調(diào)節(jié)偏差的線性函數(shù)借 助與調(diào)節(jié)偏差的數(shù)值相乘的第一常數(shù)和相加的第二常數(shù)被選擇。4. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一極點位置(Μ)被選擇作為調(diào)節(jié)偏差(e)的至少 二階的函數(shù)。5. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一極點位置(M)被選擇作為調(diào)節(jié)偏差(e)的根數(shù) 函數(shù)。6. 按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，相應(yīng)地與第一極點位置(M)成比例地選 擇其余的極點位置。7. 按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，將液壓的系統(tǒng)尤其是液壓閥使用作為 系統(tǒng)(100)。8. 按照權(quán)利要求7所述的方法，其中，把活塞（110)的位置或液壓的系統(tǒng)的體積流量選 擇作為調(diào)節(jié)參量(X)。9. 一種用于利用開關(guān)函數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參量的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器（200)，按照按前述 權(quán)利要求中任一項所述的方法求取該開關(guān)函數(shù)。10. 按照權(quán)利要求9所述的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器(200)，其中，對調(diào)節(jié)器的調(diào)整參量(u)的值 而言預(yù)先設(shè)定了與開關(guān)函數(shù)(s)的值的相關(guān)性。11. 按照權(quán)利要求10所述的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器(200)，其中，將調(diào)整參量(u)的值預(yù)先設(shè)定 作為這樣的函數(shù)，該函數(shù)包括與開關(guān)函數(shù)(s)的數(shù)值的根數(shù)成比例的份額。12. -種計算機程序，當(dāng)該計算機程序在計算單元上被執(zhí)行時，該計算機程序把計算單 元觸發(fā)以用于提供按權(quán)利要求9到11中任一項所述的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器(200)。13. -種能夠由機器讀取的儲存介質(zhì)，所述儲存介質(zhì)帶有在其上儲存的按照權(quán)利要求 12所述的計算機程序。14. 一種按照權(quán)利要求9到11中任一項所述的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器（200)的用途，其用于調(diào) 節(jié)系統(tǒng)（100)的調(diào)節(jié)參量(X)。15. -種按照權(quán)利要求10或11所述的滑動模態(tài)調(diào)節(jié)器（200)的用途，其用于調(diào)節(jié)系統(tǒng) (100)的調(diào)節(jié)參量(X)，其中依據(jù)開關(guān)函數(shù)(S)的值來設(shè)定調(diào)整參量(u)的值。
【文檔編號】F01L9/02GK105974789SQ201610131916
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月9日
【發(fā)明人】T.伯特倫, I.格羅瓦茨基, C.克林曼, G.肖佩爾
【申請人】羅伯特·博世有限公司