专利名称：用于液压缸单元的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个用于液压缸单元的控制装置，其中该控制装置借助于理论速度信号求得信号，它作用于阀控制单元，利用它调整液压缸单元。
背景技术：
由DE 10 2007 050 892 Al已知这样的控制装置。已知的控制装置具有位置调节器，对于它给定理论位置和实际位置。所述位置调节器的输出信号可以视为理论速度信号。使用液压缸单元，用于在负载下或在无负载状态中进行机械运动。它们通常力调节或位置调节地运行。在个别情况下也不叠加位置调节地实现速度指标。不仅在力调节运行中而且在位置调节运行中而且也在规定理论速度时不叠加位置调节地致力于尽可能短的反应时间，用于可以将液压缸单元快速带到所期望的状态并且快速调节干扰。所述液压缸单元通过机械系统作用于由其要被调整的装置。机械系统至少包括液压缸单元的活塞，必要时也包括其它单元，它们设置在液压缸单元活塞与要被调整的装置之间。所述机械系统引起内力，它施加在液压缸单元上。由有效活塞面积和液压缸单元的有效压力给出活塞力。在液压缸单元的静止状态，活塞力与作用于要被调整的装置上的实际负载力区别在于内力。但是在动态状态、即在液压缸单元调整期间由于附加作用的调整力(它包括加速度力和摩擦力)不再满足这种关系。
发明内容
本发明的目的是，实现可能性，利用它们在位置调节运行中并且在规定速度时可以不叠加位置调节地以高动态性调整液压缸单元。这个目的通过具有权利要求1特征的用于液压缸单元的控制装置得以实现。从属权利要求2至10的内容是按照本发明的控制装置的有利扩展结构。按照本发明在用于液压缸单元的控制装置中规定，
-所述控制装置包括第一和第二滤速器、力调节器和延迟元件， -利用第一滤速器使理论速度信号过滤成过滤的速度信号，
-对力调节器输送所期待的调整力、由液压缸单元施加在由液压缸单元移动的机械系统上的活塞力和通过机械系统引起的内力，
-由此求得所期待的调整力，即首先利用第二滤速器过滤理论速度信号，然后利用延迟元件延迟，
-所述力调节器根据所期待的调整力、活塞力和内力求得力调节器输出信号， -所述过滤的速度信号和力调节器输出信号相加成和信号， -所述和信号作用于阀控制单元，利用它调整液压缸单元。如果所述液压缸单元在相对狭窄的移动范围中运动，上述的扩展结构是完全足够的。如果所述液压缸单元在大的移动范围上运动，则可以由此显著改善动态性，即所述控制装置具有线性化单元，利用它使和信号在输送到阀控制单元之前线性化。因为由于线性化单元能够使液压缸单元的动态性总是与液压缸单元的工作位置无关地保持在最佳的范围。在某些情况下足够的是，这样构成线性化单元，它实现所谓的蝶形曲线。但是优选，这样构成线性化单元，如同由DE 10 2007 051 857 B3已知的那样。所述延迟元件用于跟踪阀控制单元的动态性。为此所述延迟元件通常由PT2元件 (或更高)构成。所述力调节器最好由具有微分特性的调节器构成，由此使所述力调节器输出信号在液压缸单元的静止状态中变成零。尤其纯微分调节器视为“具有微分特性的调节器”。备选地也可以对微分调节器前置滤波元件和/或平滑元件。备选或附加地对于滤波元件和/ 或平滑元件的前置也可以规定后置。所述第一滤速器最好具有过滤特征，它满足关系式
权利要求
1.用于液压缸单元(1)的控制装置，-其中所述控制装置包括第一和第二滤速器(15，16)、力调节器(14)和延迟元件(17)， -其中利用第一滤速器(15)使理论速度信号(vK*)过滤成过滤的速度信号(vF)， -其中对力调节器(14)输送所期待的调整力(FEV)、由液压缸单元(1)施加在由液压缸单元(1)移动的机械系统(7)上的活塞力(ΠΟ和通过机械系统(7)引起的内力(FE)，-其中由此求得所期待的调整力(FEV)，首先利用第二滤速器(16)过滤理论速度信号 (vK*)，然后利用延迟元件(17)延迟，-其中所述力调节器(14)根据所期待的调整力(FEV)、活塞力(ΠΟ和内力(FE)求得力调节器输出信号(vFC)，-其中所述过滤的速度信号(vF)和力调节器输出信号(vFC)相加成和信号(vU)， -其中所述和信号(vU)作用于阀控制单元(9)，利用它调整液压缸单元(1)。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置具有线性化单元(19)，利用它使和信号(vU)在输送到阀控制单元(9 )之前线性化。
3.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，所述延迟元件(17)由PT2元件构成。
4.如权利要求1、2或3所述的控制装置，其特征在于，所述力调节器(14)由具有微分特性的调节器构成，由此使所述力调节器输出信号(vFC)在液压缸单元(1)的静止状态中变成零。
5.如上述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述第一滤速器(15)具有过滤特征，它满足关系式其中vF是过滤的速度信号，vK*是理论速度信号，s是拉普拉斯算子，a、b、c和d是参数。
6.如上述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述第二滤速器(16)具有过滤特征，它满足关系式其中F’是第二滤速器(16)的输出信号，vK*是理论速度信号，s是拉普拉斯算子，e、 f、g和h是参数。
7.如上述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述理论速度信号(vK*) 是旋转参数并且所期待的调整力(FEV)、活塞力(ΠΟ和内力(FE)通过相应的转矩替换。
8.如上述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括位置调节器(13)，对它输送由液压缸单元(1)要达到的理论位置(ρ*)和由液压缸单元(1)已达到的实际位置(P)，并且该位置调节器根据理论位置(P*)和实际位置(P)求得理论速度信号 (vK*)。
9.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述理论速度信号(vK*)包括比例部分，尤其仅仅具有比例部分。
10.如上述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置由可软件编程的控制装置构成，它通过软件模块(20 )编程，所述软件模块(20 )包括由控制装置直接处理的机器编码(22)，并且通过处理机器编码(22)形成如上述权利要求中任一项所述的控制装置。
11.软件模块，它包括机器编码(22)，该机器编码由连接在液压缸单元(1)上的可软件编程的控制装置(12)直接处理并且其通过控制装置(12)的处理使该控制装置(12)由如上述权利要求中任一项所述的控制装置(12)构成。
12.如权利要求1至10中任一项所述的控制装置(12)控制的液压缸单元(1)的使用， 用于使轧机的活套挑(6 )靠放到带材(5 )上。
13.如权利要求1至10中任一项所述的控制装置(12)用于控制液压缸单元(1)的使用，所述液压缸单元的行程长度(H)大于其活塞直径(D)。
全文摘要
用于液压缸单元(1)的控制装置包括第一和第二滤速器(15,16)、力调节器(14)和延迟元件(17)。利用第一滤速器(15)使理论速度信号(vK*)过滤成过滤的速度信号(vF)。对力调节器(14)输送所期待的调整力(FEV)、由液压缸单元(1)施加在由液压缸单元(1)移动的机械系统(7)上的活塞力(FK)和通过机械系统(7)引起的内力(FE)。由此求得所期待的调整力(FEV)，首先利用第二滤速器(16)过滤理论速度信号(vK*)，然后利用延迟元件(17)延迟。所述力调节器(14)根据所期待的调整力(FEV)、活塞力(FK)和内力(FE)求得力调节器输出信号(vFC)。所述过滤的速度信号(vF)和力调节器输出信号(vFC)相加成和信号(vU)。所述和信号(vU)作用于阀控制单元(9)，利用它调整液压缸单元(1)。
文档编号G05B11/32GK102549509SQ201080029966
公开日2012年7月4日 申请日期2010年6月25日 优先权日2009年7月3日
发明者D.沃尔德, W.陶茨 申请人:西门子公司