[发明专利]广义滞后控制

说明书

公开了滞后补偿系统和方法。对于多个不同状态条件中的每一个，使用已知的响应曲线来提供滞后补偿。响应于确定状态转变已经发生(即，从一条响应曲线到另一条响应曲线)，系统至少部分地基于原点的输入值和终点的输入值之间的已知或确定的差异，生成从第一响应曲线上的原点延伸到第二响应曲线上的终点的转变响应曲线。在一些实施例中，这种差异以实验的方式确定，并且在其他情况下，该差异基于所测量的反馈来估计。然后，通过标识转变响应曲线上的与接收的指示的输入值的目标系统输出值(例如，如参考曲线所定义的)相对应的输入值来提供滞后补偿。

技术领域

本发明涉及用于控制致动器的方法和系统。

背景技术

例如，本文描述的方法和系统可以适于在控制液压阀致动器中使用。

发明内容

本文描述的系统和方法将控制命令(例如，电流信号)调整到展现出滞后的、以可重复方式运转的致动器。这导致更可靠、可预测和可重复的部件控制。在一些实施例中，滞后补偿驱动电液伺服阀(EH阀)。滞后可能由物理现象引起，如(但不限于)：阀的液压部分中的流动力、螺线管的磁性特性和/或由于组件中的部件的相对运动而导致的摩擦效应。

在一个实施例中，本发明提供了一种包括控制器和至少一个致动器的系统。通过向致动器施加控制输入来控制系统输出。然而，系统输出的值可以根据控制输入的值和系统的状态条件(例如，所接收的输入序列是上升的还是下降的)变化。多个响应曲线(每个响应曲线与系统的不同状态条件相对应)各自对多个不同输入值中的每一个定义期望的系统输出。响应于确定状态转变已经发生(即，从一条响应曲线到另一条响应曲线)，系统至少部分地基于原点的输入值和终点的输入值之间的已知或确定的差异，生成从第一响应曲线上的原点延伸到第二响应曲线上的终点的转变响应曲线。在一些实施例中，这种差异以实验的方式确定，并且在其他情况下，该差异基于所测量的反馈来估计。滞后补偿是通过标识适用的响应曲线上或转变响应曲线上的输入值来提供，所述输入值与所接收的指示的输入值的所限定的目标系统输出值相对应。

在一些实施例中，状态转变包括在递增的输入值的序列之后接收递减的输入值，或者在递减的输入值的序列之后接收递增的输入值。

在一些实施例中，转变响应曲线通过将第一输入值作为控制值应用于致动器并测量实际系统输出响应来建模。基于相对于转变响应曲线的原点的输入值的已知施加的第一输入值和相对于由所施加的第一输入值的参考曲线所定义的目标系统输出值的测量的实际系统输出响应，控制器能够估计转变响应曲线的原点的输入值和终点的输入值之差异。

通过考虑详细描述和附图，本发明的其他方面将变得显而易见。

附图说明

图1是用于滞后补偿的控制系统的第一示例的框图。

图2是用于滞后补偿的控制系统的第二示例的框图。

图3A是示出滞后间隙的上升响应曲线和下降响应曲线的曲线图。

图3B是示出了使用上升响应曲线作为参考曲线的、在展现出图3A的上升响应曲线和下降响应曲线的系统中的一致性响应性能的滞后补偿的示例的曲线图。

图3C是示出响应于控制输入从上升控制输入序列改变为下降控制输入序列而使图3A的滞后间隙转变的转变响应曲线的示例的曲线图。

图3D是示出当控制输入在完全穿过图3C的示例中的滞后间隙之前再次从下降控制输入序列改变为上升控制输入序列时的响应性能的示例的曲线图。

图3E是示出在使图3C的示例中的滞后间隙转变的同时施加的多个顺序滞后输入补偿的详细示例的曲线图。

图3F是示出了用于在对转变响应曲线建模的过程中确定各种变量的机制的曲线图。

图3G是示出用于通过使用在图3F的示例中确定的变量在转变响应曲线上绘制代表点来对转变响应曲线进行建模的机制的曲线图。