CN110412905A - 提供致动器的协调控制的作业车辆控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种在协调操作中同步操作作业车辆的多个致动器以移动工具的控制***和方法。所述方法包括至少部分地基于与发送到所述致动器的控制命令相关联的控制意向而确定所述致动器的加速度参数。

Description

提供致动器的协调控制的作业车辆控制***
发明领域
本公开涉及作业车辆的控制，并且更特定地，涉及一种提供致动器的协调控制的作业车辆控制***。
背景技术
作业车辆可以具有用于执行各种作业操作的一个或多个工具。例如，挖掘机可以包括经由可移动连杆或臂附接到作业车辆的框架的铲斗。臂可以包括可以被支撑以用于独立移动的大臂和小臂。框架还可枢转地附接到底盘以围绕垂直轴线旋转。
可以包括用于移动臂、铲斗和/或框架的各种致动器。可以包括用于协调致动器的运动的控制***。然而，现有的控制***可能导致工具通常以顺序或逐步的方式相对缓慢、低效或不准确地移动，从而损害整个作业车辆的操作。
发明内容
本公开提供了一种用于控制用于移动作业车辆的工具的多个致动器的***。
在一个方面中，本公开提供了一种同步操作作业车辆的多个致动器以移动工具的方法。所述方法包括由所述作业车辆的控制***的处理器接收操作选择。所述操作选择具有规定所述多个致动器的相对速度的相关联的一组速度比。而且，所述方法包括在第一时间步长内由所述处理器根据多个第一控制信号致动所述多个致动器。所述多个第一控制信号至少部分地基于所述一组速度比。所述方法进一步包括由所述处理器确定所述多个致动器中在所述第一时间步长内的限制致动器。所述限制致动器根据控制意向比例来确定。此外，所述方法包括由所述处理器确定用于所述多个致动器中的限制致动器的加速度参数。而且，所述方法包括在第二时间步长内由所述处理器根据多个第二控制信号致动所述多个致动器。所述多个第二控制信号至少部分地基于所述加速度参数。
在另一方面中，本公开提供了一种作业车辆，所述作业车辆包括多个致动器和工具。所述作业车辆还包括控制***，所述控制***被配置成选择性地同步致动所述多个致动器以移动所述工具。所述控制***被配置成接收操作选择。所述操作选择对应于所述工具从开始位置到结束位置的移动，并且所述操作选择具有规定所述多个致动器的相对速度的相关联的一组速度比。所述控制***还被配置成在第一时间步长内根据多个第一控制信号致动所述多个致动器。所述多个第一控制信号至少部分地基于所述一组速度比。此外，所述控制***被配置成确定所述多个致动器中在所述第一时间步长内的限制致动器。根据控制意向比例确定所述限制致动器。另外，所述控制***被配置成确定所述多个致动器中的限制致动器的加速度参数。此外，所述控制***被配置成在第二时间步长内根据多个第二控制信号致动所述多个致动器。所述多个第二控制信号至少部分地基于所述加速度参数。
本公开的另一方面提供了一种用具有工具的作业车辆执行操作的方法。所述方法包括：通过控制***的处理器产生在所述操作的第一时间步长内用于第一致动器的第一控制信号和用于第二致动器的第二控制信号。所述方法包括：在所述第一时间步长内，根据所述第一控制信号致动所述第一致动器，并且根据第二控制信号致动所述第二致动器。所述方法还包括：由所述处理器确定在所述第一时间步长内与所述第一控制信号相关联的第一控制意向，和由所述处理器确定在所述第一时间步长内与所述第二控制信号相关联的第二控制意向。此外，所述方法包括：由所述处理器确定在第一时间步长内用于所述第一致动器的第一控制比例和在第一时间步长内用于所述第二致动器的第二控制比例。所述第一控制比例是所确定的第一控制意向除以所述第一致动器的第一预定限制，并且所述第二控制比例是所确定的第二控制意向除以所述第二致动器的第二预定限制。所述方法还包括：由所述处理器根据所述第一控制比例和所述第二控制比例中较大的一个确定加速度参数。此外，所述方法包括：由所述处理器至少部分地基于所确定的加速度参数而产生用于所述第一致动器的第一增强控制信号和用于所述第二致动器的第二增强控制信号。另外，所述方法包括：在所述第二时间步长内，根据所述第一增强控制信号致动所述第一致动器；和在所述第二时间步长内，根据所述第二增强控制信号致动所述第二致动器。
在附图和以下说明书中陈述了一个或多个实施例的细节。根据说明书、附图和权利要求书，其它特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是具有根据本公开的示例性实施例的控制***的作业车辆的等轴测视图；
图2是图示根据本公开的示例性实施例的控制作业车辆的方法的流程图；
图3是图示根据本公开的示例性实施例的控制作业车辆的方法的流程图；
图4是图示根据本公开的示例性实施例的控制作业车辆的方法的流程图；
图5是图示根据本公开的示例性实施例的控制作业车辆的方法的流程图；
图6是示出致动器目标速度与致动器的预期控制意向之间的示例关系的曲线图；
图7是图示控制意向偏差与加速度参数之间的示例关系的曲线图；和
图8是图示根据本公开的附加实施例的控制意向偏差与加速度参数之间的示例关系的曲线图。
在各个附图中，类似的附图标记指示类似元件。
具体实施方式
以下描述了所公开的协调致动器控制***的一个或多个示例性实施例，如上面简要描述的图式的附图中所示。本领域技术人员可以预期对示例性实施例的各种修改。
如本文中所使用的，除非另有限制或修改，否则具有由连接术语(例如，“和”)分隔并且前面还带有短语“…中的一个或多个”或“…中的至少一个”的元素的列表指示潜在地包括列表的个别元素或者其任何组合的配置或排列。例如，“A、B和C中的至少一个”或“A、B和C中的一个或多个”指示仅A、仅B、仅C或A、B和C中的两个或两个以上的任何组合的可能性(例如，A和B；B和C；A和C；或A，B和C)。
此外，在详述本公开时，可以使用方向术语，例如，“向前”、“向后”、“横向”、“水平”和“垂直”。这样的术语至少部分地相对于作业车辆或工具在使用期间行进的方向来定义。术语“向前”和缩写术语“前”(以及任何派生词和变体)指代与作业车辆的行进方向相对应的方向，而术语“向后”(以及派生词和变体)指代相反的方向。术语“前后轴线”还可以指代在前和后方向上延伸的轴线。相比之下，术语“横向轴线”可以指代垂直于前后轴线并且在水平面(即，含有前后轴线和横向轴线的平面)中延伸的轴线。如本文中出现的术语“垂直”指代与含有前后轴线和横向轴线的水平面正交的轴线或方向。
如本文中所使用的，术语模块指代任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑电路和/或处理器装置，单独地或以任何组合，包括但不限于：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述功能性的其它合适部件。
本文中可以在功能和/或逻辑块部件以及各种处理步骤方面来描述本公开的实施例。应当了解，这样的块部件可以通过被配置成执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件部件来实现。例如，本公开的实施例可以采用可以在一个或多个微处理器或其它控制装置的控制下执行各种功能的各种集成电路部件，例如，存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表或类似物。另外，本领域技术人员将了解，本公开的实施例可以结合任何数量的***来实践，并且本文中描述的作业车辆以及控制***和方法仅仅是本公开的示例性实施例。
为简洁起见，本文中可能不详细描述与***的信号处理、数据传输、信令、控制和其它功能方面(以及***的单独操作部件)有关的传统技术。此外，本文中含有的各种图中所示出的连接线意在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理联接。应当注意，在本公开的实施例中可以存在许多替代或附加的功能关系或物理连接。
以下描述了用于控制作业车辆的多个致动器的所公开***的一个或多个示例性实施方案。与传统***相比，所公开的控制***、操作方法和与其相关联的作业车辆允许致动器的改进的协调和同步致动。
通常，工具可以通过各种致动器移动以完成各种作业操作。本文中的讨论有时可能集中在具有铲斗和相关联致动器的挖掘机上。然而，本公开还可以应用于其它作业车辆和/或其它工具。
所公开的控制***可以被用于产生用于作业车辆的多个致动器的控制信号。控制信号可以导致致动器同时致动以执行操作，例如，沿着轨迹从开始位置到结束位置移动工具。例如，致动器可以同时致动以使挖掘机铲斗从地面向上并且在自卸卡车上方移动。在操作期间，至少一个致动器被控制以接近其特定容量的速度移动。那个致动器可以被称为“限制致动器”。控制***可以寻求将最大控制器命令维持在限制致动器的控制死区内。控制***可以使限制致动器加速或减速以维持这个状态，并且控制***可以使其它致动器成比例地加速。可以在操作进程中重复这个过程。因此，操作可以在相对短的时间内被有效地完成。
在一些实施例中，控制***可以使特定操作与轨迹参数(S)相关联。控制***可以使用轨迹参数(S)来同步化多个致动器，并且可以依据轨迹参数(S)使多个致动器的运动无量纲化和参数化。例如，在开始位置处的轨迹参数(S)可以被分配零(0)的值，并且在结束位置处可以被分配一(1)的值。在操作进程中，轨迹参数(S)的值可以从零(0)变为一(1)。控制***可以根据这个改变轨迹参数(S)同步化致动器以完成操作。
在一些实施例中，操作被选择并且控制***检索用于所选择操作的相关联预定数据。例如，控制***可以接收致动器的速度比以开始操作并且使工具从开始位置移动。在操作的一个时间段(即，时间步长)中，控制***根据速度比产生并且向致动器发送一组控制命令。控制***可以监视与那组命令相关联的所得控制意向(从控制***发送到单独致动器的功率/能量的量)。控制***可以根据控制意向确定加速度参数，并且加速度参数可以应用于后续时间步长的控制命令。结果，可以改变致动器的速度。
可以以各种方式确定加速度参数。例如，控制***可以确定实际控制意向偏离目标控制意向的程度，并且可以依据这个偏差确定加速度参数。加速度参数可以应用于用于限制致动器的控制命令。加速度参数也可以应用于用于其它致动器的控制命令。控制***可以在每个时间步长内重复这个过程，直到完成操作并且工具到达其结束位置为止。
参考附图，现在将描述本公开的一个或多个示例性实施方案。虽然在本文中图示并且描述挖掘机作为示例性作业车辆，但是本领域技术人员将认识到，本文中公开的控制***和方法的原理可以容易地适用于其它类型的作业车辆。同样地，本公开不应限于与挖掘机或所示出和所描述的特定示例性挖掘机相关联的应用。
图1图示了呈挖掘机12的形式的作业车辆10。作业车辆10通常可以包括底盘14和支撑在底盘14上的框架16。作业车辆10还可以包括驾驶室18，驾驶室18具有支撑在框架16上的操作员舱室20。操作员舱室20可以提供用于操作员座椅的外壳和用于安装各种操作员控制装置21(例如，(多个)操纵杆、方向盘、加速器和制动踏板、刻度盘、按钮等)的操作员控制台、通信设备、提供图形(或其它)输入控制和反馈的操作员界面、以及在挖掘机12的操作中使用的其它仪器。
作业车辆10可以进一步包括连杆臂22，其中一个端部附接到框架16，并且相反端部支撑工具24。在一些实施例中，工具24可以包括铲斗26。臂22可以包括大臂28和小臂30。
作业车辆10可以进一步包括多个致动器33(即，致动器***)。可以存在任何数量的致动器33。在一些实施例中，多个致动器33可以包括第一致动器34、第二致动器36、第三致动器38和第四致动器40。第一致动器34可以被配置成相对于小臂30旋转铲斗26。第二致动器36可以被配置成相对于大臂28旋转小臂30。第三致动器38可以被配置成相对于框架16旋转大臂28。第四致动器40可以被配置成相对于底盘14旋转框架16。
致动器33可以包括任何合适类型的致动器。在一些实施例中，第一致动器34、第二致动器36和第三致动器38可以被配置为线性致动器。而且，在一些实施例中，第四致动器40可以被配置为旋转致动器。在一些实施例中，致动器33中的一个或多个可以包括液压致动器。此外，在一些实施例中，致动器33中的至少一个可以包括电动马达、气动致动器或其它类型的致动器。
在其中致动器33包括液压致动器的实施例中，可以存在由挖掘机12的发动机驱动的一个或多个液压泵。来自泵的液流可以经由各种导管(例如，柔性软管)被引导穿过各种控制阀，以便驱动致动器33的液压驱动器和液压缸。可以以各种方式控制(例如，通过对各种控制阀的控制)来自泵的液流，以便引起致动器33的选择性运动。具体地，在一些实施例中，可以使用机电装置(例如，电磁阀)来控制阀的移动以选择性地移动致动器33。
作业车辆10可以进一步包括控制***50，控制***50可以被用于致动器33的选择性控制和致动。如将要讨论的，控制***50可以产生并且向致动器33发送单独控制命令。在一些实施例中。控制***50可以发送用于移动与不同致动器33相关联的不同液压阀、电动马达等的控制命令，使得致动器33致动以移动铲斗26。
在一些实施例中，控制***50可以将操作员舱室20内的操作员控制装置21(操纵杆、踏板等)可操作地连接到致动器33，使得控制***50提供对铲斗26的手动控制。换句话说，操作员控制装置21向控制***50提供控制输入，控制***50协作以控制各种致动器33(例如，通过控制电液控制阀以致动液压回路的各种致动器33)。
在附加的实施例中，控制***50可以自主地控制作业车辆10。因此，控制***50可以在没有来自人类操作员的输入的情况下控制致动器33。在进一步的实施例中，可替选地，控制***50可以取决于操作条件而提供手动或自动控制。此外，控制***50可以为某些操作提供手动和自动控制的组合。
控制***50(或其它)可以被配置为具有一个或多个处理器52和一个或多个存储器元件54的计算装置。控制***50可以被配置为硬连线计算电路(或多个电路)、可编程电路、液压控制器、电控制器、电液控制器或其它。同样地，控制器50可以被配置成执行关于作业车辆10的各种计算和控制功能性。在一些实施例中，控制***50可以被配置成接收呈各种格式的输入信号(例如，作为液压信号、电压信号、电流信号等等)，并且输出呈各种格式的命令信号(例如，作为液压信号、电压信号、电流信号、机械运动等等)。在一些实施例中，控制***50(或其一部分)可以被配置为液压部件(例如，阀、管路、油箱等等)的组件，使得对各种装置(例如，泵或马达)的控制可能基于液压、机械或其它信号和运动，并受到它们的影响。
因此，控制***50可以将控制命令发送到致动器33，以用于改变和控制铲斗26的位置。将了解，控制***50还可以将控制命令发送到作业车辆10的发动机、制动***、转向***和/或作业车辆10的其它部件。
另外，控制***50可以包括多个传感器41(即，传感器***)。还可以提供一个或多个传感器41以观察和检测与致动器33相关联的各种状况。例如，可以存在至少一个第一传感器42，所述至少一个第一传感器42感测第一致动器34的位置(例如，当前长度)和/或第一致动器34的当前致动速度。在一些实施例中，第一传感器42可以感测第一致动器34的当前位置和当前速度。因此，在一些实施例中，第一传感器42可以共同地包括位置传感器和速度传感器。在进一步的实施例中，第一传感器42可以观察第一致动器34的多个位置，并且可以从观察到的位置导出致动速度。作业车辆10可以进一步包括类似的第二传感器44，所述第二传感器44被配置成观察第二致动器36的位置和/或速度。同样地，作业车辆10可以包括类似的第三传感器46，所述第三传感器46被配置成观察第三致动器38的位置和/或速度。另外，作业车辆10可以包括第四传感器48，所述第四传感器48被配置成观察第四致动器40的位置和/或速度。
控制***50可以与致动器33、传感器41和/或作业车辆10的其它***或装置进行电子、液压、机械或其它通信。例如，控制***50可以与致动器33的泵、控制阀等进行电子或液压通信。控制***50可以以各种已知方式与致动器33、传感器41和/或其它***通信，所述各种已知方式包括经由作业车辆10的CAN总线(未示出)、经由无线通信、液压通信装置或其它方式。此外，尽管控制***50在图1中示出在作业车辆10上，但是将了解，控制***50的一个或多个特征可以远离作业车辆10定位，以允许对其进行远程控制。
现在参考图2，将根据示例性实施例讨论操作作业车辆10的方法100。可以在作业车辆10的操作期间的某些时间采用方法100。
方法100可以在102处开始，处理器52可以在102处接收操作选择。操作选择可以对应于铲斗24沿着特定轨迹从开始位置(例如，靠近地面)到结束位置(例如，在自卸卡车上方)的特定运动。在一些实施例中，可以使用操作员控制装置21中的一个在102处手动输入选择。在其它实施例中，可以自动和/或自主地输入选择(即，由处理器52确定)。作为讨论的示例，将假设，在102处选择的操作是“提升和摆动”操作。“提升和摆动”操作可以包括同时延伸致动器38以将大臂28升高预定距离，将致动器34延伸预定距离以保持铲斗26与地面齐平，并且使驾驶室18摆动预定角距离。
然后，在104处，控制***50可以检索对应于在102处进行的选择的所保存数据。数据可以被保存并且存储在存储器元件54中。数据可以是各种类型的。在一些实施例中，在104处检索的数据可以包括查找表、算法、曲线图或与目标致动器速度相关的其它数据。此外，数据可以包括用于各种致动器的速度参数(S')和预定速度比。速度比可以规定致动器33相对于彼此移动得多快。速度比可以在从开始位置到结束位置的进程中保持恒定，或者速度比可以在操作进程中改变。继续示例，在104处接收的数据可以包括每秒0.1周期的初始速度参数(S'＝0.1周期/秒)和速度比，所述速度比规定第一致动器34、第三致动器38和第四致动器40可以分别以250mm/周期、1000mm/周期和3000mm/周期相对于彼此移动，以完成所选择的“提升和摆动”操作。
接下来，在105处，处理器52可以计算致动器33的目标速度。处理器52可以通过将初始速度参数和在104处获得的速度比相乘来计算目标速度。继续本示例，第一致动器34的目标速度可以是25mm/s，第三致动器38的目标速度可以是100mm/s，并且第四致动器40的目标速度可以是300RPM。
然后，在106处，处理器52可以根据在105处计算的目标速度产生致动器命令并且将致动器命令发送到不同的致动器33。同样，对第一致动器34的命令将导致第一致动器34以25mm/s移动，使第三致动器38以100mm/s移动，并且使第四致动器40以300RPM移动。在一些实施例中，第一致动器34、第三致动器38和第四致动器40可以基本上同时开始致动，以开始“提升和摆动”操作。
接下来，在108处，控制***50可以确定用于不同致动器34、38、40的控制意向。换句话说，控制***50可以监视并且检测以25mm/s移动第一致动器34需要多少控制意向，以100mm/s移动第三致动器38需要多少控制意向，以及以300RPM移动第四致动器需要多少控制意向。继续这个示例，在108处，处理器52可以确定用于第一致动器34的控制意向是4.5V，用于第三致动器38的控制意向是400mA，并且用于第四致动器40的控制意向是60％的占空比。
接下来，在110处，处理器52可以确定用于不同致动器33的控制比例。例如，在一些实施例中，处理器52可以将控制比例计算为(在108处确定的)控制意向除以对应的控制意向限制。控制意向限制可以是特定致动器例如在不损坏致动器、连接的结构等的情况下可以采取的最大命令。控制意向限制可以被预先确定并且存储在存储器元件54中以用于每个致动器33。继续这个示例，用于第一致动器34的控制意向限制可以是五伏(5V)，用于第三致动器38的控制意向限制可以是一千毫安(1000mA)，并且用于第四致动器40的控制意向限制可以是100％的占空比。因此，在108处，处理器52可以将用于第一致动器34的控制比例计算为0.9。处理器52还可以将用于第三致动器38的控制比例计算为0.4。另外，处理器52可以将用于第四致动器40的控制比例计算为0.6。
随后，在112处，处理器52可以识别在110处确定的控制比例中的最高者。换句话说，处理器52识别“限制致动器”，因为它正在移动最接近其最高潜能。这里，在当前示例中，第一致动器34的控制比例最高。因此，在112处，处理器52将第一致动器34识别为执行在102处选择的操作所涉及的所有致动器33当中的“限制致动器”。
此时，在方法100中，处理器52确定控制比例偏离预定目标比例多少。然后，处理器52依据所计算的偏差确定加速度参数(S”)。可以使用加速度参数(S”)来使致动器33增速和加速，使致动器33减慢和减速，或者维持致动器33的当前速度。可以使用各种函数来确定加速度参数(S”)。
例如，在114处，处理器52可以确定限制致动器的控制比例是否等于1(即，低偏差和/或致动器以100％容量移动)。在当前示例中，限制致动器(第一致动器34)的控制比例是0.9。因此，处理器52在114处具有否定确定，并且方法100继续到116。
在116处，处理器52可以确定限制致动器的控制比例是否落在预定偏差阈值内(即，在预定偏差范围内和/或在100％容量的预定范围内)。预定偏差阈值可以具有任何合适的值，并且可以对应于控制死区。偏差阈值也可以存储在存储器元件54和处理器52中。处理器52可以检索阈值并且比较其与限制致动器的控制比例，以在116处进行确定。在当前示例中，将假设，预定偏差阈值是0.05(即，处于或高于95％容量)。这里，限制致动器的控制比例是0.10(即，90％容量)。因此，因为限制致动器的控制比例在阈值之外(在116处为否定确定)，所以方法可以继续到118。
在118处，处理器52可以确定致动器33应该加速。通常，处理器52产生在一个或多个后续时间步长内的致动器控制命令，所述致动器控制命令导致限制致动器加速并且增加致动速度。在一些实施例中，限制致动器加速到对应于“完全命令”的速度，并且通过操作在多个时间步长内维持该速度。换句话说，在118处，限制致动器(这里，第一致动器34)可以加速到更新后的目标速度并且致动更接近完全容量。
而且，处理器52产生用于其它致动器(即，除了在112处识别的限制致动器之外的(多个)致动器33)的致动器控制命令。在一些实施例中，处理器52使这些其它致动器与限制致动器的加速度成比例地加速。在一些实施例中，其它致动器可以被加速到对应于限制致动器的更新后的目标速度的比率速度。
特别地，在118处，处理器52可以确定用于使致动器33增速和加速的加速度参数(S”)。在一些实施例中，加速度参数(S”)可以具有正的非零值。在不脱离本公开的范围的情况下，可以以各种方式计算加速度参数(S”)。一旦确定了加速度参数(S”)，就可以将其应用于在操作的后续时间步长内的致动器控制命令。
在继续示例中，处理器52可以将加速度参数(S”)计算为0.1周期/秒2。这个参数可以应用于在操作的后续时间步长(n+1)期间向第一致动器34发送出的控制命令。在一些实施例中，时间步长可以是一秒(1秒)。处理器52可以计算后续时间步长的更新后的速度参数(S')。在一些实施例中，可以根据下式计算更新后的速度参数：
S'n+1＝S'n+S”(时间步长) (1)
在另外的实施例中，可以根据以下公式计算更新后的速度参数：
S'n+1＝S'n+S”(时间步长)-LEAK (2)
其中，LEAK表示控制***或其它来源的偏压。然而，为了简单起见，将假设，LEAK等于零(LEAK＝0)。
因此，用于后续时间步长的速度参数可以更新到0.2周期/秒。更新后的命令可以根据更新后的速度参数被产生并且发送到第一致动器34、第三致动器38和第四致动器40。假设用于致动器的速度比保持与先前时间步长相同(例如，第一致动器34为250mm/周期，第三致动器38为1000mm/周期，并且第四致动器40为3000RPM/周期)，在后续时间步长(S'n+1)期间，用于致动器33的更新后的目标速度可以是第一致动器34为50mm/周期，第三致动器38为200mm/周期，并且第四致动器40为600RPM。
方法100可以继续到120，在120处，处理器52可以确定(在102处选择的)操作是否完成并且铲斗26是否在结束位置处。如果不是(在120处为否定确定)，则方法100可以循环回到108。相反，如果操作完成(在120处为肯定确定)，则方法100可以终止。
如果在116处，处理器52确定(在112处确定的)最高控制比例在预定偏差阈值内(在116处为肯定确定)，则方法100可以继续到124。在124处，处理器52可以将加速度参数(S”)计算为等于零，并且在下一个时间步长中维持致动器33的相同速度。针对致动器33的命令可以基本上类似于先前时间步长。然后，方法可以继续到120，如上面所讨论的。
如果在114处，处理器52确定(在112处确定的)最高控制比例等于1(在114处为肯定确定)，则方法100可以继续到126。
在126处，处理器52可以确定与最高控制比例(如在112处确定的)相关联的致动器33应该减速，因为它作业过于接近完全容量。处理器52可以确定用于使致动器33减慢和减速的加速度参数(S”)。在一些实施例中，加速度参数(S”)可以具有负值(低于零)。一旦确定了加速度参数(S”)，就可以将其应用于在操作的后续时间步长内的致动器控制命令。因此，限制致动器可以减速。然后，方法可以继续到120，如上面所论述的。同样，一旦处理器52确定操作完成并且铲斗26处于其结束位置处，方法100就可以终止。
现在参考图3，将根据附加的示例性实施例讨论操作作业车辆10的方法200。在一些方面中，方法200可以对应于图2的方法100。
方法200可以在202处开始，其中操作被选择。方法200的这个部分可以对应于图2的方法100的102。因此，操作可以包括将铲斗26从开始位置移动到结束位置。操作可以由具有铲斗26的开始位置和结束位置的特定轨迹来表征。在一些实施例中，可以存在多个预设操作(每个具有用于铲斗26的不同关联轨迹等)，所述多个预设操作可以从存储器装置54内的操作库204获得。用户可以从可从库204获得的操作选择以在202处进行选择。
接下来，在206处，控制***50可以确定致动器33中的一个或多个是否已经从先前的操作开始运动。在一些实施例中，处理器52可以依赖于来自传感器41的信号来进行这个确定。如果致动器33已经在运动，则方法200可以继续到210。
在210处，控制***50可以确定先前操作的轨迹是否平滑地混合到在202处选择的操作的轨迹中。如果不是(在210处为否定确定)，则方法200可以在212处继续。在212处，处理器52可以产生轨迹样条(spline)，以用于将先前轨迹混合到用于在202处选择的操作的轨迹中。例如，处理器52可以将三次样条算法应用于两个轨迹，以用于使过渡平滑。然后，方法可以在208处继续，下面将对这予以描述。如果在210处控制***50确定过渡足够平滑，则方法200可以绕过212的画样条并且直接继续到208。同样地，如果在206处控制***50确定致动器33是静止的，则方法200可以绕过210的确定和212的画样条两者，并且直接继续到208。
在208处，控制***50可以将在202处选择的操作的轨迹标准化。在一些实施例中，可以将轨迹标准化，使得铲斗26的开始位置被设定为零(0)的值，并且铲斗26的结束位置被设定为一(1)的值。同样地，轨迹是无量纲的。轨迹可以随着每个时间步长从零前进到一，如下面将详细讨论的。
接下来，在214处，控制***50可以初始化与所选择的操作相关联的轨迹参数(S)。在这个示例中，轨迹参数(S)可以初始化为零(0)的值。此外，在214处，控制***50可以初始化用于所选择的操作的速度参数(S')。在一些实施例中，速度参数(S')可以取决于铲斗26是否在先前操作中移动(如在206中所确定的)而初始化为零(0)的值或非零值。
接下来，方法200可以在216处继续。在216处，控制***50可以在轨迹跟随过程(即，路径跟随过程)中继续进行。通常，控制***50可以产生控制信号并将控制信号发送到致动器33，以用于使铲斗26通过轨迹远离开始位置并且朝向结束位置移动。在一些实施例中，控制***50可以从存储器元件54检索路径运动学数据218并且依赖于这个数据来完成216的轨迹跟随过程。例如，运动学数据218可以是示出致动器速度与铲斗26的位置之间的关系的查找表。运动学数据218也可以是表示铲斗26的运动学的算法。下面根据图4中所图示的示例性实施例详细解释216的轨迹跟随过程。
如图3中所示，方法200可以在220处继续。在220处，控制***50可以确定是否循环回到216以用于216的轨迹跟随过程的附加循环，或者是否退出循环。下面将更详细地解释这个确定，因为它可以是216的轨迹跟随过程的结果。一旦操作完成并且铲斗26已经到达轨迹的结束位置，控制***50就可以确定应该退出循环，并且方法200可以继续到222。
在222处，处理器52可以确定是否存在要执行的另一操作。如果存在(在222处为肯定确定)，则方法200可以循环回到202。如果不存在进一步操作(在222处为否定确定)，则方法200可以终止。
现在参考图4，将更详细地讨论图3的216的轨迹跟随过程。216的轨迹跟随过程可以在300处开始，在300处，由处理器52接收轨迹参数(S)。例如，轨迹参数(S)可以具有零的值(S＝0)，因为它已经在图3的214处被初始化。
过程216可以在302处继续，在302处，处理器52可以确定轨迹参数300是否大于或等于一的值(S≥1)。如果轨迹参数大于或等于1(肯定确定)，则过程216可以终止。如果不是(否定确定)，则过程216可以在304处继续。
在304处，处理器52可以确定用于铲斗26的路径运动学。处理器52可以依赖于存储在存储器元件54中的路径运动学数据218来进行这个确定。运动学数据218可以包括使致动器速度与铲斗26的位置相关的查找表、用于计算铲斗26的运动学的算法等。处理器52可以利用在304处确定的这些路径运动学来确定用于铲斗26的所期望位置(在310处)。而且，处理器52可以利用路径运动学来确定用于致动器33的速度比(在308处)。在一些实施例中，可以利用路径运动学来提供前馈控制和/或反馈控制。在所图示的实施例中，例如，采用了前馈和反馈控制。
在308处，处理器52可以确定不同致动器33之间的不同速度比。可以根据304的路径运动学获得不同的速度比。然后，在312处，处理器52可以计算致动器33的目标速度。这可以对应于图2的方法100的105，如上面所讨论的。在一些实施例中，在312处，处理器52可以根据在308处确定的速度比并且根据速度参数(S')314来计算目标速度。如上面所提及，可以在图3中的214处初始化速度参数(S')314。这个初始化的速度参数(S')314可以被输入到处理器52，使得可以在图4的312处确定用于致动器33的目标速度。处理器52可以利用目标速度进行前馈控制和/或反馈控制。在所图示的实施例中，例如，利用在312处确定的目标速度进行前馈控制和反馈控制。
更具体地，在316处，处理器52可以确定用于致动器33的前馈控制意向。在一些实施例中，可以基于存储在存储器元件54内的致动器控制特性318而确定前馈控制意向。例如，致动器控制特性318可以包括所存储的数据集、图形、表格等，例如图6中所示的曲线图，所述曲线图证明目标致动器速度(水平轴线)与预期的控制意向(垂直轴线)之间的线性直接比例关系。因此，在316处，处理器52可以使用目标速度(在312处确定的)并且找到用于该特定致动器的对应预期控制意向。将了解，图6的曲线图仅是一个示例，并且存储器元件54可以包括使目标速度与用于不同致动器33的预期控制意向相关的其它数据集。
如所陈述的，也可以采用反馈控制来控制致动器33。例如，在图4的310处，处理器52可以确定致动器33的目标位置。可以从304的路径运动学确定目标位置。然后，在322处，处理器52可以从传感器41接收反馈信号。反馈信号可以对应于致动器33的实际位置324和/或实际速度326。处理器52可以比较实际位置与目标位置，确定差异(误差)，并且基于比较而产生用于致动器33的反馈控制意向。另外，在322的一些实施例中，处理器52可以比较实际速度与目标速度，确定差异(误差)，并且产生用于致动器33的对应的反馈控制意向。
在316处确定的前馈控制意向和反馈控制意向322可以在320处由处理器52一起处理以产生总控制意向。在一些实施例中，处理器52可以根据编程逻辑、算法等计算总控制意向。
在一些情况下，过程216可以在330处继续。具体地，可以比较用于每个致动器33的总控制意向(在320处确定的)与用于致动器33的预定最大控制意向328(控制意向上限)。针对在操作中涉及的每个致动器33，处理器52可以访问存储在存储器元件54中的最大控制意向328，并且将其与在320处确定的总控制意向比较。注意，这可以是适用于多个(例如，所有)操作的固定限制，或者这个上限对于不同的操作可以是不同的。而且，处理器52可以从存储器元件54获得限制，或者处理器52可以基于查找表、算法或另一种方式确定限制。基于在320处的比较，处理器52可以在330处将控制意向饱和到最大控制意向。然后，处理器52可以产生对应于饱和控制意向的致动器控制命令，并且在334处将那些控制命令发送到致动器33。注意，例如，如果目标速度不可达到或者如果前馈控制接近限制并且反馈控制意向也很高，则总控制意向(在320处确定的)可能超过预定的最大控制意向328。在这些情况下，在334处发送到致动器33的控制命令饱和到最大控制意向。
在其它情况下，在336处，处理器52可以计算致动器33的控制比例(类似于图2的110)。用于每个致动器33的最大控制意向328可以从存储器元件54提供到处理器52。对于每个致动器33，处理器52可以比较总控制意向(在320确定的)与最大控制意向328。
然后，处理器52可以在338处计算加速度参数(S”)。处理器52可以计算加速度参数(S”)，如上面关于图2的118、124和126所讨论的。而且，过程216的388可以根据图5发生，这在下面将详细讨论。
接下来，在340处，处理器52可以根据在338处计算的加速度参数(S”)来更新速度参数(S')。另外，处理器52可以根据在338处计算的加速度参数(S”)更新轨迹参数(S)和速度参数(S')。然后，过程216可以在342处循环并且重复，其中更新后的轨迹参数300'用作用于过程216的318的输入并且其中更新后的速度参数314'用作用于过程216的312的输入。在一些实施例中，处理器52可以产生用于致动器33的控制信号，使得铲斗26遵循路径。处理器52可以根据下式给出的路径致动每个致动器33：
Sn+1＝Sn+S'(时间步长) (3)
其中，Sn是先前时间步长期间的轨迹参数，并且Sn+1是后续时间步长期间的轨迹参数。
在一些实施例中，处理器52可以根据以下方程式产生用于致动器33的命令：
位置＝P开始+Sn+1(P结束–P开始) (4)
其中，P开始是致动器在时间步长的开始时的位置，并且P结束是致动器在时间步长的结束时的位置。因此，使用轨迹参数，可以将致动器的同步运动无量纲化和参数化。将了解，在不脱离本申请的范围的情况下，可以以不同的方式产生命令。例如，代替上面的线性方程式(4)，处理器52可以根据如下的二次方程式产生用于致动器33的控制命令：
位置＝P开始+Sn+1 2(P结束-P开始) (5)
此外，代替上面的二次方程式(5)，处理器52可以根据如下的摆线方程式产生用于致动器33的控制命令：
位置＝P开始+(1-cos((π/2)Sn+1)))*(P结束-P开始) (6)
另外，处理器52可以根据以下方程式产生控制命令：
速度＝VR*S' (7)
其中，VR是在308处确定的速度比。
如关于图3所讨论的，方法200可以在过程216中循环，直到处理器52确定(在220处)操作被完成(即，S＝1并且铲斗26在其结束位置处为止)。
现在参考图5，将根据示例性实施例讨论确定加速度参数(S”)的过程338。如将讨论的，可以计算加速度参数(S”)，使得最大控制器命令维持在控制死区内。
过程338可以在400处开始，其中处理器52可以接收用于不同致动器33的控制意向402。这可以对应于图2的108，如上面所讨论的。
然后，在404处，处理器52可以计算用于不同致动器33的控制比例。如上面关于图2中的110所讨论的，处理器52可以从存储元件554接收控制意向限制406，将用于致动器的实际控制意向除以其最大控制意向以确定其控制比例。可以针对每个致动器33执行这个计算。
接下来，在408处，处理器52可以识别用于“限制致动器”的最高控制比例(即，致动器移动最接近其容量)。然后，在410处，处理器52可以从存储器元件54接收目标控制比例412。在410处，处理器52可以从目标控制比例412减去最高控制比例(在408处识别的)以计算与目标控制比例的偏差。这个计算可以等同于确定最高控制比例是否在预定阈值内，如关于图2的114和/或116所讨论的。
然后，与图2一样，可以依据所计算的偏差(在410处计算的)确定加速度参数(S”)。在图5的实施例中，处理器52依赖于编程算法来确定加速度参数(S”)。这个逻辑可以在图7的曲线图中表示，所述曲线图图示了偏差(在410处确定的)与对应的加速度参数(S”)之间的关系。还指示了用于正偏差和负偏差的死区和控制区。如所示出，当偏差很高时，函数饱和到最大加速度(正或负)。而且，存在控制区，其中偏差与加速度参数(S”)之间存在直接比例关系。此外，在中心区域中可能存在死区。将了解，这仅是一个示例曲线图，并且逻辑/功能可以不同于所图示的示例。
具体地，在过程338的414处，处理器52可以确定偏差(在410处确定的)是否大于零。如果是(在414处为肯定确定)，则过程338可以继续到416，在416处，处理器52可以确定偏差(在410处确定的)是否大于正控制死区。如果是(在416处为肯定确定)，则过程338可以继续到418，在418处，处理器52可以确定偏差是否大于正死区和控制区的总和。如果是(在418处为肯定确定)，则处理器338可以继续到420，其中处理器52确定加速度参数(S”)等于预定最大值。例如，使用图7的示例，这将是其中偏差为十五或以上的情况。
然而，如果在418处存在否定确定，则过程338可以继续到422。在422处，处理器52可以根据下式计算加速度参数(S”)：
S”＝S”MAX(DEV–死区)/控制区 (8)
其中，S”MAX是预定的最大加速度参数，并且DEV是在410处确定的偏差。使用图7的示例，这将是其中偏差在五与十五之间的情况。
而且，如果在416处存在否定确定，则过程338可以继续到424。在424处，处理器52可以将加速度参数(S”)确定为等于零，使得不存在加速度，并且维持当前致动器速度。根据图7，如果偏差在0与5之间，则可能发生这种情况。
另外，如果在414处存在否定确定，则过程338可以继续到426。在426处，处理器52可以确定偏差(在410处确定的)是否小于负死区。如果不是(在426处为否定确定)，则处理器52可以继续进行到424，并且将加速度参数(S”)确定为等于零。如图7中所示，如果偏差在零与负五之间，则可能发生这种情况。
此外，如果在426处存在肯定确定，则过程338可以在428处继续。在428处，处理器52可以确定偏差(在410处确定的)是否小于负死区和负控制区的总和。。
如果不是(在428处为否定确定)，则过程338可以继续到432。在432处，处理器52可以根据下式计算加速度参数(S”)：
S”＝S”MAX(DEV+死区)/控制区(9)
使用图7的示例，这将是其中偏差在负五与负十五之间的情况。注意，在这个示例中，加速度参数(S”)将具有负值，这意味着致动器33将减慢和减速。
如果在428处存在肯定确定，则过程338可以继续到430。在430处，处理器52可以确定加速度参数(S”)等于预定负最大值。例如，使用图7的示例，这将是其中偏差在负十五及以下的情况。这将导致致动器33减速和减慢。
在430之后(以及在432、424、422和420之后)，过程338可以终止。在一些实施例中，图4的340可以开始，并且处理器52可以更新速度参数和轨迹参数。
将了解，也可以以其它方式确定致动器参数(S”)。例如，可以根据以下函数计算S”：
S”＝S”MAX(2/π)(arctan(GAIN×DEV)) (10)
其中，GAIN是使致动器目标速度与速度参数(S')相关的预定常数。
在图8中根据示例性实施例图示了这种关系。在这个图示的示例中，GAIN等于1并且S”MAX等于1。在其它实施例中，这些值可以是不同的。例如，可以调整GAIN的值以改变该关系。较低GAIN值在正偏差值与负偏差值之间提供较宽的过渡，并且较高的GAIN值提供较窄的过渡。
因此，本公开的控制***和控制方法可以允许作业车辆10有效地并且准确地操作以执行各种操作。这可以促进作业车辆10的手动控制和/或作业车辆10的自主控制。
此外，将了解，本公开的控制***及其操作方法可以有利地在不同的作业车辆10之间缩放。例如，可选择的轨迹、相关联的速度比和/或其它相关联的数据等可以针对不同比例尺寸和配置的不同作业车辆进行缩放。
如本领域技术人员将了解的，所公开的主题的某些方面可以体现为方法、***(例如，在作业车辆中所包括的作业车辆控制***)或计算机程序产品。因此，某些实施例可以完全实施为硬件，完全实施为软件(包括固件、驻留软件、微代码等)或实施为软件和硬件(和其它)方面的组合。此外，某些实施例可以采取计算机可用存储介质上的计算机程序产品的形式，所述计算机可用存储介质具有嵌在介质中的计算机可用程序代码。
可以利用任何合适的计算机可用或计算机可读介质。计算机可用介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可用或计算机可读存储介质(包括与计算装置或客户端电子装置相关联的存储装置)可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁性、红外或半导体***、设备或装置、或前述的任何合适的组合。计算机可读介质的更具体示例(非穷尽性列表)将包括以下：具有一根或多根导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置。在本文件的上下文中，计算机可用或计算机可读存储介质可以是任何有形介质，所述有形介质可以含有或存储由指令执行***、设备或装置使用或与指令执行***、设备或装置结合使用的程序。
计算机可读信号介质可以包括传播的数据信号，所述传播的数据信号具有嵌在其中(例如，在基区中或作为载波的一部分)的计算机可读程序代码。这样的传播信号可以采取各种形式中的任何一种，包括但不限于电磁、光学或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是非暂时性的，并且可以是下述任何计算机可读介质，所述计算机可读介质不是计算机可读存储介质并且可以通信、传播或传输由指令执行***、设备或装置使用或与指令执行***、设备或装置结合使用的程序。
本文中所描述的某些实施例的方面可以参考根据本发明的实施例的方法、设备(***)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图来描述。将理解，任何这样的流程图图示和/或框图的每个框以及这样的流程图图示和/或框图中的框的组合可以由计算机程序指令来实施。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实施流程图和/或框图的一个或多个框中所指定的功能/动作的装置。
这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读存储器中，所述计算机可读存储器可以指导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式运行，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括实施流程图和/或框图的一个或多个框中所指定的功能/动作的指令的制品。
计算机程序指令也可以被加载到计算机或其它可编程数据处理设备上，以导致在计算机或其它可编程装置上执行一系列操作步骤，以产生计算机实施的过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实施流程图和/或框图的一个或多个框中所指定的功能/动作的步骤。
附图中的任何流程图和框图或以上类似讨论可以图示根据本公开的各种实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实施方案的架构、功能性和操作。在这个方面，流程图或框图中的每个框可以表示代码的模块、片段或部分，所述代码包括用于实施(多个)所指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，在一些替代实施方案中，框中提到的(或本文中以其它方式描述的)功能可以不按附图中提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能性，连续示出的两个框(或连续描述的两个操作)实际上可以基本上同时执行，或者框(或操作)有时可以以相反的顺序执行。还将注意，任何框图和/或流程图图示的每个框以及任何框图和/或流程图图示中的框的组合可以由执行所指定功能或动作的基于专用硬件的***或者专用硬件和计算机指令的组合来实施。
本文中所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而非意在限制本公开。除非另有明确说明，否则如本文中所使用的，单数形式的“一(a)”、“一个(an)”和“所述”意在包括复数含义。将进一步理解，术语“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”在本说明书中使用时指定了所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
而且，提供了以下示例，为了便于参考，对这些示例进行了编号。
1、一种同步操作作业车辆的多个致动器以移动工具的方法，所述方法包括：由所述作业车辆的控制***的处理器接收操作选择，所述操作选择对应于所述工具从开始位置到结束位置的移动，并且所述操作选择具有规定所述多个致动器的相对速度的相关联的一组速度比；在第一时间步长内由所述处理器根据多个第一控制信号致动所述多个致动器，所述多个第一控制信号至少部分地基于所述一组速度比；由所述处理器确定所述多个致动器中在所述第一时间步长内的限制致动器，所述限制致动器根据控制意向比例来确定；由所述处理器确定用于所述多个致动器中的限制致动器的加速度参数；和在第二时间步长内由所述处理器根据多个第二控制信号致动所述多个致动器，所述多个第二控制信号至少部分地基于所述加速度参数。
2、根据示例1所述的方法，其中，确定所述限制致动器包括：确定所述多个致动器中的每一个在所述第一时间步长内的控制意向比例，所述限制致动器具有所述控制意向比例中的最高者。
3、根据示例2所述的方法，进一步包括：确定用于所述限制致动器的控制意向比例，包括：由所述处理器从存储器元件接收预定控制意向上限；和由所述处理器将用于所述限制致动器的控制意向比例计算为在所述第一时间步长期间用于所述限制致动器的控制意向除以所述预定控制意向上限。
4、根据示例3所述的方法，进一步包括：针对所述限制致动器，确定所述控制意向与所述预定控制意向上限的偏差；并且其中，确定所述加速度参数包括至少部分地基于所述偏差确定所述加速度参数。
5、根据示例4所述的方法，进一步包括：确定所确定的偏差是否大于零；并且进一步包括：确定所确定的偏差是否大于死区；其中，当所确定的偏差大于零并且大于所述死区时，确定所述加速度参数包括根据下式确定所述加速度参数(S”)：S”＝S”MAX(DEV-死区)/控制区，其中S”MAX是预定最大加速度参数，并且DEV是所确定的偏差。
6、根据示例5所述的方法，进一步包括确定所确定的偏差是否小于负死区；其中，当所述确定的偏差小于零并且大于所述负死区时，确定所述加速度参数包括根据下式确定所述加速度参数(S”)：S”＝S”MAX(DEV+死区)/控制区。
7、根据示例4所述的方法，其中，确定所述加速度参数包括根据下式确定所述加速度参数(S”)：S”＝S”MAX(2/π)(arctan(GAIN×DEV))，其中，S”MAX是预定最大加速度参数，并且DEV是所确定的偏差。
8、根据示例4所述的方法，进一步包括由所述处理器产生所述多个第二控制信号，所述由所述处理器产生所述多个第二控制信号包括当所述偏差超过预定限制时产生饱和控制信号。
9、根据示例1所述的方法，其中，所述一组速度比在所述第二时间步长内保持恒定；并且进一步包括由所述处理器至少部分地基于所确定的加速度参数和所述一组速度比而产生所述多个第二控制信号。
10、根据示例1所述的方法，进一步包括：由所述处理器接收与所述操作选择相关联的路径运动学数据；并且进一步包括：由所述处理器基于所接收的路径运动学而确定所述一组速度比。
11、根据示例1所述的方法，进一步包括：确定所述多个致动器中的一个的目标速度；进一步包括：根据所确定的目标速度确定前馈控制意向；进一步包括：比较所述前馈控制意向与所述多个致动器中的一个的预定控制意向上限；并且进一步包括：至少部分地基于所述前馈控制意向与所述预定控制意向上限的比较而确定所述多个致动器中的一个的控制意向比例。
12、根据示例1所述的方法，进一步包括：由所述处理器接收来自传感器的反馈信号，所述反馈信号对应于所述多个致动器中的一个在所述第一时间步长内的实际状况；进一步包括：确定实际状况与预定目标状况之间的误差；进一步包括至少部分地基于所确定的误差而确定所述多个致动器中的一个的控制意向比例。
13、一种作业车辆，包括：多个致动器；工具；和控制***，所述控制***被配置成选择性地同步致动所述多个致动器以移动所述工具，所述控制***被配置成：接收操作选择，所述操作选择对应于所述工具从开始位置到结束位置的移动，并且所述操作选择具有规定所述多个致动器的相对速度的相关联的一组速度比；在第一时间步长内根据多个第一控制信号致动所述多个致动器，所述多个第一控制信号至少部分地基于所述一组速度比；确定所述多个致动器中在所述第一时间步长内的限制致动器，根据控制意向比例确定所述限制致动器；确定所述多个致动器中的限制致动器的加速度参数；和在第二时间步长内根据多个第二控制信号致动所述多个致动器，所述多个第二控制信号至少部分地基于所述加速度参数。
14、根据示例13所述的作业车辆，其中，所述控制***被配置成通过在所述第一时间步长内确定所述多个致动器中的每一个的控制意向比例来确定所述限制致动器，所述限制致动器具有所述控制意向比例中的最高者。
15、根据示例14所述的作业车辆，其中，所述控制***被配置成通过以下方式确定所述限制致动器的控制意向比例：接收预定控制意向上限；和将所述限制致动器的控制意向比例计算为在所述第一时间步长期间用于所述限制致动器的控制意向除以所述预定控制意向上限。
16、根据示例15所述的作业车辆，其中，所述控制***被配置成针对所述限制致动器确定所述控制意向与所述预定控制意向上限的偏差；并且其中，所述控制***被配置成至少部分地基于所述偏差而确定所述加速度参数。
17、根据示例13所述的作业车辆，其中，所述多个致动器中的至少一些是液压致动器。
18、一种用具有工具的作业车辆执行操作的方法，包括：由控制***的处理器产生在所述操作的第一时间步长内用于第一致动器的第一控制信号和用于第二致动器的第二控制信号；在所述第一时间步长内，根据所述第一控制信号致动所述第一致动器，并且根据第二控制信号致动所述第二致动器；由所述处理器确定在所述第一时间步长内与所述第一控制信号相关联的第一控制意向；由所述处理器确定在所述第一时间步长内与所述第二控制信号相关联的第二控制意向；由所述处理器确定在第一时间步长内用于所述第一致动器的第一控制比例和在第一时间步长内用于所述第二致动器的第二控制比例，所述第一控制比例是所确定的第一控制意向除以所述第一致动器的第一预定限制，并且所述第二控制比例是所确定的第二控制意向除以所述第二致动器的第二预定限制；由所述处理器根据所述第一控制比例和所述第二控制比例中较大的一个确定加速度参数；由所述处理器至少部分地基于所确定的加速度参数而产生用于所述第一致动器的第一增强控制信号和用于所述第二致动器的第二增强控制信号；和在所述第二时间步长内，根据所述第一增强控制信号致动所述第一致动器；和在所述第二时间步长内，根据所述第二增强控制信号致动所述第二致动器。
19、根据示例18所述的的方法，进一步包括：确定所述第一控制比例中较大的一个与预定目标控制比例的偏差；并且其中，确定所述加速度参数包括根据所确定的偏差确定所述加速度参数。
20、根据示例19所述的的方法，进一步包括：由所述处理器接收与所述工具从开始位置到结束位置的移动相对应的操作选择；进一步包括：由所述处理器接收用于第一时间步长的、与所述操作选择相关联的路径运动学数据；其中，所述控制***被配置成基于所接收的路径运动学而接收用于所述第一致动器和第二致动器的一组速度比；并且其中，产生用于所述第一时间步长的所述第一控制信号和所述第二控制信号包括根据所接收的一组速度比产生所述第一控制信号和第二控制信号。
对本公开的描述已经出于图示和描述的目的而呈现，但是并不意在为穷举性的或限制于所公开形式的公开。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。选择并且描述了本文中明确引用的实施例，以便最好地解释本公开的原理及其实际应用，并且使本领域的其它普通技术人员能够理解本公开并且认识到对所描述的(多个)示例的许多替换、修改和变化。因此，除了明确描述的那些之外的各种实施例和实施方案在权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种同步操作作业车辆的多个致动器以移动工具的方法，所述方法包括：
由所述作业车辆的控制***的处理器接收操作选择，所述操作选择对应于所述工具从开始位置到结束位置的移动，并且所述操作选择具有规定所述多个致动器的相对速度的相关联的一组速度比；
在第一时间步长内由所述处理器根据多个第一控制信号致动所述多个致动器，所述多个第一控制信号至少部分地基于所述一组速度比；
由所述处理器确定所述多个致动器中在所述第一时间步长内的限制致动器，所述限制致动器是根据控制意向比例来被确定的；
由所述处理器确定用于所述多个致动器中的限制致动器的加速度参数；和
在第二时间步长内由所述处理器根据多个第二控制信号致动所述多个致动器，所述多个第二控制信号至少部分地基于所述加速度参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述限制致动器包括：确定所述多个致动器中的每一个在所述第一时间步长内的控制意向比例，所述限制致动器具有所述控制意向比例中的最高控制意向比例。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括确定用于所述限制致动器的控制意向比例，确定用于所述限制致动器的控制意向比例包括：
由所述处理器从存储器元件接收预定控制意向上限；和
由所述处理器将用于所述限制致动器的控制意向比例计算为在所述第一时间步长期间用于所述限制致动器的控制意向除以所述预定控制意向上限。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：针对所述限制致动器，确定所述控制意向与所述预定控制意向上限之间的偏差；并且
其中，确定所述加速度参数包括至少部分地基于所述偏差确定所述加速度参数。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：确定所确定的偏差是否大于零；并且
进一步包括确定所确定的偏差是否大于死区；
其中，当所确定的偏差大于零并且大于所述死区时，确定所述加速度参数包括根据下式确定所述加速度参数(S”)：
S”＝S”MAX(DEV-死区)/控制区
其中，S”MAX是预定最大加速度参数，并且DEV是所述确定的偏差。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：确定所确定的偏差是否小于负死区；
其中，当所述确定的偏差小于零并且大于所述负死区时，确定所述加速度参数包括根据下式确定所述加速度参数(S”)：
S”＝S”MAX(DEV+死区)/控制区。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，确定所述加速度参数包括根据下式确定所述加速度参数(S”)：
S”＝S”MAX(2/π)(arctan(GAIN×DEV))
其中，S”MAX是预定最大加速度参数，并且DEV是所确定的偏差。
8.根据权利要求4所述的方法，进一步包括由所述处理器产生所述多个第二控制信号，由所述处理器产生所述多个第二控制信号包括当所述偏差超过预定限制时产生饱和控制信号。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一组速度比在所述第二时间步长内保持恒定；并且
所述方法进一步包括由所述处理器至少部分地基于所确定的加速度参数和所述一组速度比而产生所述多个第二控制信号。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述处理器接收与所述操作选择相关联的路径运动学数据；并且
进一步包括：由所述处理器基于所接收的路径运动学而确定所述一组速度比。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：确定所述多个致动器中的一个致动器的目标速度；
进一步包括：根据所确定的目标速度确定前馈控制意向；
进一步包括：将所述前馈控制意向与所述多个致动器中的所述一个致动器的预定控制意向上限比较；并且
进一步包括：至少部分地基于所述前馈控制意向与所述预定控制意向上限的比较而确定所述多个致动器中的所述一个致动器的控制意向比例。
12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述处理器接收来自传感器的反馈信号，所述反馈信号对应于所述多个致动器中的一个致动器在所述第一时间步长内的实际状况；
进一步包括：确定所述实际状况与预定目标状况之间的误差；
进一步包括：至少部分地基于所确定的误差而确定所述多个致动器中的所述一个致动器的控制意向比例。
13.一种作业车辆，包括：
多个致动器；
工具；和
控制***，所述控制***被配置成选择性地同步致动所述多个致动器以移动所述工具，所述控制***被配置成：
接收操作选择，所述操作选择对应于所述工具从开始位置到结束位置的移动，并且所述操作选择具有规定所述多个致动器的相对速度的相关联的一组速度比；
在第一时间步长内根据多个第一控制信号致动所述多个致动器，所述多个第一控制信号至少部分地基于所述一组速度比；
确定所述多个致动器中在所述第一时间步长内的限制致动器，根据控制意向比例确定所述限制致动器；
确定所述多个致动器中的限制致动器的加速度参数；和
在第二时间步长内根据多个第二控制信号致动所述多个致动器，所述多个第二控制信号至少部分地基于所述加速度参数。
14.根据权利要求13所述的作业车辆，其中，所述控制***被配置成通过确定所述多个致动器中的每一个在所述第一时间步长内的控制意向比例来确定所述限制致动器，所述限制致动器具有所述控制意向比例中的最高控制意向比例。
15.根据权利要求14所述的作业车辆，其中，所述控制***被配置成通过以下方式确定所述限制致动器的控制意向比例：
接收预定控制意向上限；和
将所述限制致动器的控制意向比例计算为在所述第一时间步长期间用于所述限制致动器的控制意向除以所述预定控制意向上限。
16.根据权利要求15所述的作业车辆，其中，所述控制***被配置成针对所述限制致动器确定所述控制意向与所述预定控制意向上限之间的偏差；并且
其中，所述控制***被配置成至少部分地基于所述偏差而确定所述加速度参数。
17.根据权利要求13所述的作业车辆，其中，所述多个致动器中的至少一些是液压致动器。
18.一种用具有工具的作业车辆执行操作的方法，包括：
由控制***的处理器产生在所述操作的第一时间步长内用于第一致动器的第一控制信号和用于第二致动器的第二控制信号；
在所述第一时间步长内，根据所述第一控制信号致动所述第一致动器，并且根据第二控制信号致动所述第二致动器；
由所述处理器确定在所述第一时间步长内与所述第一控制信号相关联的第一控制意向；
由所述处理器确定在所述第一时间步长内与所述第二控制信号相关联的第二控制意向；
由所述处理器确定所述第一时间步长中用于所述第一致动器的第一控制比例和所述第一时间步长中用于所述第二致动器的第二控制比例，所述第一控制比例是所确定的第一控制意向除以所述第一致动器的第一预定限制，所述第二控制比例是所确定的第二控制意向除以所述第二致动器的第二预定限制；
由所述处理器根据所述第一控制比例和所述第二控制比例中较大的一个确定加速度参数；
由所述处理器至少部分地基于所确定的加速度参数而产生用于所述第一致动器的第一增强控制信号和用于所述第二致动器的第二增强控制信号；
在所述第二时间步长内，根据所述第一增强控制信号致动所述第一致动器；和
在所述第二时间步长内，根据所述第二增强控制信号致动所述第二致动器。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：确定所述第一控制比例和所述第二控制比例中较大的一个与预定目标控制比例之间的偏差；并且
其中，确定所述加速度参数包括根据所确定的偏差确定所述加速度参数。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：由所述处理器接收与所述工具从开始位置到结束位置的移动相对应的操作选择；
进一步包括：由所述处理器接收用于第一时间步长的、与所述操作选择相关联的路径运动学数据；
其中，所述控制***被配置成基于所接收的路径运动学而接收用于所述第一致动器和所述第二致动器的一组速度比；并且
其中，产生用于所述第一时间步长的所述第一控制信号和所述第二控制信号包括根据接收的所述一组速度比产生所述第一控制信号和所述第二控制信号。
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