DE2607818A1 - Electrohydraulic drive with regulator - uses compensation member for load direction influence - Google Patents
Electrohydraulic drive with regulator - uses compensation member for load direction influenceInfo
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Abstract
Description
"Elektrohydraulischer Antrieb mit einem Regler" "Electro-hydraulic drive with one controller"
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrohydraulischen Antrieb mit einem gesteuerten adaptiven, einen Eingang und einen Ausgang aufweisenden Regler zur servohydraulischen Kraft- und Lagerregelung und mit einem Spannungs-Strom-Umsetzer oder einem impedanz-Wandler zur Ansteuerung eines als LeisLungsvertärker wirkenden elektrohydraulischen Servoventils, wobei der hydrau-" lische Durchfluß qL des Antriebes eine Funktion aus Versorgungsdruck pv, aus dem Lastdruckabfall #pL und aus einer Größe signal entsprechend der Stellung eines im Servoventil enthaltenen Steuerkolbens darstellt und wobei der so ermittelbare Durchflußwert qL davon abhängig ist, ob die Bewegung des Antriebes in Richtung oder gegen die Richtung einer Last erfolgt.The invention relates to an electro-hydraulic drive with a controlled adaptive controller having an input and an output for servo-hydraulic force and position control and with a voltage-current converter or an impedance converter to control a power amplifier that acts as a power amplifier electrohydraulic servo valve, the hydraulic flow qL of the drive a function from the supply pressure pv, from the load pressure drop #pL and from a Size signal according to the position of a control piston contained in the servo valve represents and wherein the thus determinable flow value qL depends on whether the drive moves in the direction of or against the direction of a load.
Die mathematische Darstellung der Funktion für den Durchfluß q11 ist
hierbei folgende:
Aus dieser Formel (1) ist ersichtlich, daß der Durchfluß qL und somit die Verstärkung des Servoventils nicht nur vom Betrag der Stellung des Steuerkolbens H, sondern auch vom Vorzeichen signH abhängig ist. From this formula (1) it can be seen that the flow rate qL and thus the gain of the servo valve not only from the amount of the position of the control piston H, but also depends on the sign signH.
Erfolgt die Bewegung des Antriebes nämlich i n Richtung der Last, so ergibt sich eine höhere Verstärkung als bei einer Bewegung g e g e n die Richtung der Last.If the drive is moving in the direction of the load, this results in a higher gain than with a movement against the direction the burden.
Mathematisch ausgedrückt, ergibt sich bei einer Bewegung des Antriebes
entgegen der Lastrichtung ein Durchfluß von
Diese unterschiedliche Verstärkung führt zu einem unsymmetrischen, von der Bewegungsrichtung und der Last abhängigen Verhalten des elektrohydraulischen Antriebes.This different gain leads to an asymmetrical, The behavior of the electrohydraulic system depends on the direction of movement and the load Drive.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil weitgegend zu beheben, was erfindungsgemäß dadurch erreichbar ist, daß zwischen dem Leistungsverstärker und dem Ausgang des Reglers ein Kompensationsglied zur wenigstens teilweisen Kompensation des Lastdrichtungseinflusses angeordnet wird, wodurch ein korrigierter, zur Steuerung des Servoventils verwendbarer Durchfluß (qLk) erzielbar ist.The object of the present invention is to remedy this disadvantage to a large extent to fix what can be achieved according to the invention that between the power amplifier and a compensation element for at least partial compensation at the output of the controller of the load direction influence is arranged, whereby a corrected, for control of the servo valve usable flow (qLk) can be achieved.
Eine Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht vor, als Komponsationsglied
einen Di.vidierer zu verwenden und ihn, entspreohend einem speziellen Ausgestaltungsmerkmal,
so einzurichten, daß er zur Ermittlung eines korrigierten Ansteuersignals für das
Servoventil dieses Ansteuersignal durch die Quadratwurzel aus dtrn absoluten Betrag
nachfolgend genannter Glieder dividiert nämlich der Größe (sign H) entsprechend
der Stellung des Steuerkolbens, abzüglich dem Quotienten aus Lastdruckabfall (#pL)
und Versorgungsdruck (Pv) mathematisch ausgedrückt;
Einer anderen Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge kann das
Kompensationsglied als Multiplizierer ausgebildet sein, der - gemäß einem Aus gestaltung
smerkmal - zur Erzielung eines korrigierten Ansteuersignals für das Servoventil
dieses Ansteuersignal mit der Quadratwurzel aus dem absoluten Betrag der nachfolgend
genannten Glieder multipliziert, nämlich: der Größe (signH) entsprechend der Stellung
des
Steuerkolbens, zuzüglich dem Quotienten aus La£tdruckabfall und und Versorgungsdruck
(pV). Dieser Ausdruck ist in der nachfolgend dargestellten Formel für den sich nun
ergcbenden kompensierten Durchfluß qL mit der Ziffer (6) gekermszeichk net. Als
Formel für den kompensierten Durchfluß ergibt sich somit:
Die Bestimmung der Größe signHkann entsprechend einer vorgeschlagenen Ausführung des Erfindungsgedankens unmittelbar am Steuerkolben des Servoventils gemessen werden, beispielsweise durch die Bestimmung des Nulldurchgangs des Steuerkolbens mittels eines Weggebers und eines nachgeschalteten Komparators.The determination of the size signH can be according to a proposed Execution of the inventive idea directly on Control piston of the servo valve can be measured, for example by determining the zero crossing of the control piston by means of a travel sensor and a downstream comparator.
Eine etwas andere Möglichkeit zur Bestimmung der Größe sigriH besteht darin, diese Größe indirekt durch Ermittlung des Eingangsstromes zum Servoventil(IServo) zu messen, wobei mittels einem DT1 - Glied ein eventuell infolge einer Nullpunktverschie bung des Servoventils vorhandener Gleichanteil abgetrennt und mit einem Komparator die Größe sign H gebildet wird. There is a slightly different way of determining the size of your HRI therein, this variable indirectly by determining the input current to the servo valve (IServo) to measure, with a DT1 element possibly due to a zero point shift Exercise of the servo valve, the existing DC component is separated and using a comparator the size sign H is formed.
Einer anderen Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes zufolge kann diese Größe sign H auch indirekt aus der Spannung am Reglerausgang oder aus der Spannung nach der Division bzw. Multiplikation ermittelt werden, wobei mittels einem DT1 - Glied ein eventuell infolge einer Nullpunktverschiebung des Servoventils vorhandener Gleichanteil abgetrennt und wiederum mit einem Komparator die Größe signH gebildet wird. According to another embodiment of the subject matter of the invention this variable sign H also indirectly from the voltage at the controller output or from the Voltage can be determined after division or multiplication, using a DT1 - element a possibly existing one due to a zero point shift of the servo valve The DC component is separated and the variable signH is again formed using a comparator will.
Anhand von Schemadarstellungen und der nachfolgenden Erläuterung hierzu soll der Erfindungsgedanke verdeutlicht werden. With the help of diagrams and the following explanation to this end, the idea of the invention is to be clarified.
Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschema eines Regelkreises mit einem Dividierer und Fig. 2 ein Blockschema eines Regelkreises mit einem Multiplizierer. 1 shows a block diagram of a control loop with a divider and FIG. 2 shows a block diagram of a control loop with a multiplier.
F F i g u r 1 zeigt einen Regelkreis für einen elektrohydraulischen Antrieb zur servohydraulischen Kraft- und Lagerregelung.FIG. 1 shows a control loop for an electrohydraulic one Drive for servo-hydraulic force and position control.
Dieser Regelkreis enthält einen Regler 1, einen aus mehreren Einzelgliedern bestehenden (von unterbrochenen Linien umgebenen) Korrektur-Rechner 2, einen Spannungs-Strom-Umsetzer 3, ein Servoventil 4 und einen Antriebszylinder 5. Der Korrektur-Rechner2 enthält ein DT1-Glied 6 zur Abtrennung eines eventuell infolge einer Nullpunktverschiebung des Servoventils vorhandenen Gleichanteils, weiterhin einen Bildner 7 zur Bildung der.' signH-Furiktion, eine Substaktionsstelle 8 zur Eingabe des Quotienten aus Lastdruckabfall #pL und Versorgungsdruck pV, ferner einen Betragsbildner 9 und einen Wurzelbildner 10. Hinzu kommt nun ein Kompensationsglied zur weitgehenden Kompensation des Lastrichtungseinflusses, und zwar in Form eines Dividierers 11. Ueber eine Verbindungl2a, einen Meßwandler IÇW, der die ermittelte Ausgangsgröße in ein | proportionales elektrisches Signal umwandelt, und über eine Verbindung 12b wird die Regelgröße dem Regler 1 zugeführt und der Regelkreis geschlossen. This control loop contains a controller 1, one of several individual elements existing (surrounded by broken lines) correction computer 2, a voltage-current converter 3, a servo valve 4 and a drive cylinder 5. The correction calculator 2 contains a DT1 element 6 for the separation of a possibly due to a zero point shift of the servo valve existing direct component, furthermore a former 7 for the formation the.' signH function, a Substaktionsstelle 8 for entering the quotient Load pressure drop #pL and supply pressure pV, also an amount generator 9 and a Root former 10. In addition, there is now a compensation element for extensive compensation the influence of the direction of load, namely in the form of a divider 11. Via a connection 12a, a transducer IÇW, which converts the determined output variable into a | proportional electric Signal converts, and via a connection 12b, the controlled variable is the controller 1 and the control loop is closed.
Zur Ermittlung der Größe signHkann eine Messung entweder am Reglerausgang an der Abzweigung 13 erfolgen oder nach der Division an der Abzweigung 14 (Strich-Punkt-Verbindung 15). Eine weitere Möglichkeit zur-indirekten-Ermittlung der Größe signH ist in der Messung des Eingangstromes zum Servoventil 4 zu sehen. Hierbei wird der Spannungsabfall an einem Meßwiderstand des Spannungs-Strom-Umsetzers 3 ermittelt und als Vergleichsgröße dem DT1-Glied 6 und dem sign H-Bildner 7 zugeführt (Punkt-Linie 16).To determine the variable signH, a measurement can either be carried out at the controller output take place at junction 13 or after dividing at junction 14 (dash-dot connection 15). Another possibility for the indirect determination of the variable signH is in the Measurement of the input current to servo valve 4 can be seen. This is the voltage drop determined on a measuring resistor of the voltage-current converter 3 and used as a comparison variable to the DT1 member 6 and the sign H-formers 7 supplied (dotted line 16).
Der Regelungsvorgang geschieht nun folgendermaßen: ober die Verbindungen 12a u. 12b wird dem Regler 1 die Regelgröße zugeführt und ein Soll/Ist-Vergleich durchgeführt. Die ermittelte Abweichung wird nun den einzelnen, zuvor bereits genannten Gliedern des Korrektur-Rechners 2 zugeführt. Der so ermittelte und schließlich vom Dividierer 11 beeinflußte Signalwert wird sodann - über den Spannungs-Strom-TJmsetzer 3 - dem Servoventil 4 zugeleitet, welches seinerseits nun auf den Antriebszylinder 5 einwirkt und die vom Regler 1 geforderte Korrektur durchführt.The control process now takes place as follows: above the connections 12a and 12b, the controlled variable is fed to the controller 1 and a target / actual comparison is made carried out. The determined deviation is now the individual, previously mentioned Elements of the correction computer 2 supplied. The so determined and finally from The signal value influenced by the divider 11 is then - via the voltage-current converter 3 - the servo valve 4, which in turn now on the drive cylinder 5 acts and carries out the correction required by controller 1.
F i g u r 2 zeigt ein gegenüber der Darstellung in Fig. 1 nahezu gleiches Blockschaltbild eines Regelkreises; der einzige Unterschied besteht darin, daß anstatt des Dividierers 11 nun ein Multiplizierer 17 in den Regelkreis eingefügt ist. An übrigen Gliedern finden sich auch hier wieder ein Regler 18, ein von unterbrochenen Linien umgebener Korrektur-Rechner 19 mit einem DT1-Glied 20, einem signH-Funktionsbildner 21, mit einer Additionstelle 22 für den Quotienten aus Lastdruckabfall #pL und Versorgungsdruck PVs ferner mit einem Betragsbildner 23 und einem Wurzelbildner 24, der dem bereits genannten Multiplizierer 17 funktionsmäf3ig vorgelagert ist. Dem Korrektur-Rechner 19 ist wiederum ein Spannungs-Strom-Umsetzer 25 nachgeschaltet, dem -nun ein Servoventil 26 und ein Antriebszylinder 27 folgen. Eine Verbindung 28a und 28b schließt nun wieder - über einen Meßwandler MV geführt - den Regelkreis. Die Größe signH kann auch hier entweder am Reglerausgang an einer Abzweigung 29 oder an einer Abzweigung 30 hinter dem Multiplizierer 17 (Strich-Punkt-Verbindung 31) oder schließlich indirekt über den Spannungkabfall an einem Vorwiderstand, d.h im Spannungs-Strom-Umsetzer 25 gebildet werden (Punkt-Linie 32).FIG. 2 shows something that is almost the same as that of the illustration in FIG. 1 Block diagram of a control loop; the only difference is that instead of of the divider 11, a multiplier 17 is now inserted into the control loop. At the other links are again a controller 18, one of interrupted Correction computer 19 surrounded by lines with a DT1 element 20, a signH function generator 21, with an addition point 22 for the quotient of load pressure drop #pL and supply pressure PVs also have an amount generator 23 and a root generator 24, which is already mentioned multiplier 17 is functionally upstream. The correction calculator 19 a voltage-to-current converter 25 is in turn connected downstream, the -now a servo valve 26 and a drive cylinder 27 follow. One Connection 28a and 28b now closes the control loop again - guided via a transducer MV. the Here, too, the size signH can either be at the controller output at a junction 29 or at a junction 30 behind the multiplier 17 (dash-dot connection 31) or finally indirectly via the voltage drop at a series resistor, i.e. im Voltage-current converter 25 are formed (dotted line 32).
Der Ablauf des Regelvorganges entsprichcht im Prinzip demjenigen des in Fig. 1 gezeigten und zuvor bereits erläuterten Regelkreises.The sequence of the control process corresponds in principle to that of the in Fig. 1 and previously explained control loop.
Bei den genannten Gliedern der dargestellten Regelkreise han-1 delt es sich um handelsübliche Teile, deren Aufbau und Funktion deshalb nicht erläutert zu werden brauchen. Es sei beispielsweise nur hingewiesen auf den Katalog 760 der Firma Moog GmbH und die darin genannten und erläuterten Durchfluß- Servoventile der Baureihe 76,und weiterhin auf die Druckschrift "Applications manual for operational Ampliflers for Modelling, Measuring, Manipulating & much else" aus dem Jahre 1968 der Firma "PhilbrickI/Nexus Research, a Teledyne Company" in Dedham/Hass. For the mentioned members of the control loops shown, it works these are commercially available parts, the structure and function of which are therefore not explained need to become. For example, reference is only made to catalog 760 of the Moog GmbH and the flow servo valves mentioned and explained therein of the 76 series, and also to the publication "Applications manual for operational Ampliflers for Modeling, Measuring, Manipulating & much else "from the year 1968 the company "Philbrick / Nexus Research, a Teledyne Company" in Dedham / Hass.
i Hierin sind unter anderem Differenzierer, Multiplizierer, Dividierer und Komparatoren genannt und weitgehend beschrieben.i This includes differentiators, multipliers, dividers, among other things and comparators named and largely described.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762607818 DE2607818A1 (en) | 1976-02-26 | 1976-02-26 | Electrohydraulic drive with regulator - uses compensation member for load direction influence |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19762607818 DE2607818A1 (en) | 1976-02-26 | 1976-02-26 | Electrohydraulic drive with regulator - uses compensation member for load direction influence |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE2607818A1 true DE2607818A1 (en) | 1977-09-01 |
Family
ID=5970934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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DE (1) | DE2607818A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994027201A1 (en) * | 1993-05-11 | 1994-11-24 | Mannesmann Rexroth Gmbh | Control for a hydraulic drive |
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-
1976
- 1976-02-26 DE DE19762607818 patent/DE2607818A1/en not_active Withdrawn
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