DE3808177C2 - Schaltungsanordnung für einen hydraulischen Antrieb im Positionsregelkreis - Google Patents
Schaltungsanordnung für einen hydraulischen Antrieb im PositionsregelkreisInfo
- Publication number
- DE3808177C2 DE3808177C2 DE3808177A DE3808177A DE3808177C2 DE 3808177 C2 DE3808177 C2 DE 3808177C2 DE 3808177 A DE3808177 A DE 3808177A DE 3808177 A DE3808177 A DE 3808177A DE 3808177 C2 DE3808177 C2 DE 3808177C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- controller
- circuit arrangement
- drive
- arrangement according
- comparator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
- G05B19/23—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
- G05B19/231—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
- G05B19/232—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude with speed feedback only
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37313—Derive speed from position
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41318—Electro hydraulic drive, electric motor drives hydraulic actuator
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
- G05B2219/42035—I regulator
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
- G05B2219/42073—Position and speed feedback, speed derived from position reference
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Servomotors (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen
hydraulischen Antrieb als Regelstrecke gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs
Bei zahlreichen Antrieben, insbesondere hydraulischen Zylin
dern ist es erforderlich, daß das von dem Antrieb zu bewegende
Bauteil der Geschwindigkeit und Position nach mit hoher Ge
nauigkeit bewegt werden muß. Dies gilt in besonderem Maße bei
Bahnsteuerungen, bei denen mehrere Antriebe, die beispiels
weise zum Antrieb von Werkzeugen oder Werkstücken in mehreren
Achsen vorgesehen sind, in einer gegenseitigen geometrischen
Abhängigkeit gefahren werden sollen. Als Beispiel für eine
solche Bahnsteuerung soll die spanlose Verformung beim Her
stellen von Felgen genannt werden.
Zur Steuerung der Druckmittelwege zwischen dem hydraulischen
Antrieb und einer Druckmittelquelle bzw. einem Tank ist je
weils ein Servo- oder Proportionalventil vorgesehen. Infolge
von Nichtlinearitäten der Ventilkennlinie sowie von auf die
Antriebe wirkenden Gegenkräften und Reibungskräften stellt
sich eine Schleppfehlerdifferenz der Antriebe untereinander
ein, so daß also ein Antrieb gegenüber einem anderen Antrieb
in der Bewegung zurückbleibt.
Zur Vermeidung solcher Schleppfehlerdifferenzen genügt es nicht, für
die Bahnsteuerung eine Regelung vorzusehen, bei der der Ist-Wert
der Position des hydraulischen Antriebes als Regelgröße
z. B. einen Wegaufnehmer erfaßt wird und in einem Vergleicher
aus der Regelgröße mit dem Soll-Wert der Position eine Regel
abweichung gebildet wird, die in einem Regelverstärker zu
einer Stellgröße umgeformt wird, mit der das Ventil ange
steuert wird. Auch wenn der Regelverstärker als
Regler mit Beobachter zur Berücksichtigung der Eigenheiten
der hydraulischen Regelstrecke ausgeführt ist, läßt sich ein
Schleppfehlerdifferenz nicht vermeiden.
Die Erfindung geht von einer bekannten Schaltungsanordnung
für eine hydraulische Antriebsvorrichtung aus (DE 35 32 931
A1), bei der ein die Geschwindigkeit des Antriebs bzw. des
vom Antrieb betätigten Schlittens darstellendes Signal von
der Regelabweichung subtrahiert wird, und das so erhaltene
Differenzsignal dem Regler zugeführt wird. Mit der Einbrin
gung der gemessenen Geschwindigkeit des Schlittens soll die
Positioniergenauigkeit bei hoher Laststeifigkeit verbessert
werden. Andererseits ist ein integrierender Regler aus
"Stationär genaue Lageregelungen mit einem hydraulischen
Servoantrieb" in "Ölhydraulik und Pneumatik" 30, 1986 Nr.
6, S. 453 bis 456, bekannt; es wird also die Regelabwei
chung einem I-Regler aufgeschaltet, um die Genauigkeit von
Zustandsregelungen zu erhöhen, wobei aber die Nachstellzeit
des I-Reglers in die Gesamtdynamik der Regelstrecke ein
geht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltungs
anordnung so auszubilden, daß die sich bei den vorgenannten Bahn
steuerungen einstellende Schleppfehlerdifferenz vermieden wird. Dabei
soll der bauliche Aufwand geringe sein.
Erfindungsgemäß ist die genannte Aufgabe mit den Merkmalen
im Patentanspruch 1 gelöst.
Es handelt sich um eine Kaskadenschaltung,
bei der ein der Geschwindigkeit des Antriebes entsprechendes
Signal sowie die dem Regler zugeführte Regelabweichung mit
einander verglichen und die Differenz gebildet wird, die
einem Integrator zugeführt wird, dessen Ausgang zur Ausgangs
größe des Reglers addiert wird. Vorzugsweise wird die Ge
schwindigkeit des Antriebes in einem Wandler aus der zeit
lichen Änderung der Position ermittelt. Solange die Differenz
zwischen der Regelabweichung und dem Geschwindigkeitssignal
gleich Null ist, bleibt der Schleppfehler konstant. Treten
Differenzen zwischen den beiden Signalen wegen Nichtlineari
täten in der Ventilkennlinie und/oder Gegenkräften usw. auf,
so werden diese Differenzen von dem Integrator ausgeregelt,
so daß die Geschwindigkeit des Antriebes und damit der
Schleppfehler konstant bleiben. Von besonderem Vorteil ist
es, daß der Stellbereich des Integrators verhältnismäßig
klein ist, da ihm nur die Differenz zwischen der Regelabweichung
und dem Geschwindigkeitssignal zugeführt wird. Die Schaltungs
anordnung ist zur Bahnsteuerung beim Fahren von Antrieben mit
mehreren Achsen geeignet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand
der Zeichnung näher erläutert, in der eine Schaltungsanordnung
als Blockschaltbild dargestellt ist.
Die Regelstrecke 10 besteht aus einem hydraulischen Zylinder,
der einen Schlitten antreibt, dessen jeweils erreichte Posi
tion mit x bezeichnet ist. Die Regelgröße (Ist-Wert) wird in
einem digitalen Wegaufnehmer 11, beispielsweise einer foto
optischen digitalen Einrichtung ermittelt und in einem Ver
gleicher 12 mit einer Führungsgröße (Soll-Wert) w verglichen.
Der Ausgang des Vergleichers 12 stellt die Regelabweichung
dar, die in einem Verstärker 14 proportional verstärkt wird
und als Spannung am Ausgang 15 zur Verfügung steht. Die Regel
abweichung wird einem Regler 16 zugeführt, der bestimmte
Regelalgorithmen in klassischer Form realisieren kann, bei
spielsweise ein PDT₁-Regler ist, oder als Zustandsregler mit
Beobachter ausgeführt ist, um die Eigenheiten der hydrauli
schen Regelstrecke zu berücksichtigen. Die am Ausgang des
Reglers 16 anstehende Stellgröße i wird einem Servo- oder
Proportionalventil 18 zugeführt, das einen Hub y ausführt
und damit den Druckmittelstram zum Zylinder so steuert, daß
dieser mit einer Geschwindigkeit x gefahren wird. Insoweit
ist die Regelung eines hydraulischen Antriebes bekannt.
Darüber hinaus ist ein Wandler 20, ein Vergleicher 21, ein
Integrator 22 und ein Addierer 23 vorgesehen. Der Wandler
20 ist an den Wegaufnehmer 11 angeschlossen und ermittelt
aus der zeitlichen Änderung der Position x die jeweils ge
fahrene Geschwindigkeit x. Dieses Geschwindigkeitssignal wird
dem Vergleicher 21 zugeführt. In dem Vergleicher 21 wird die
Differenz zwischen dem Geschwindigkeitssignal und der Regel
abweichung am Ausgang 15 gebildet. Die Differenz wird im
digitalen Integrator 22 integriert und die Ausgänge des In
tegrators 22 des Reglers 16 werden in dem Vergleicher 23
addiert und bilden somit die Stellgröße i für das Ventil 18.
In der dargestellten Schaltungsanordnung ist der Regler 16
vorzugsweise als PDT₁-Regler oder Zustandsregler ausge
führt, weist also keinen integrierenden Anteil auf.
Solange die Differenz zwischen der Regelabweichung 15 und dem
Geschwindigkeitssignal des Wandlers 20 Null ist, bleibt der
Schleppfehler konstant. Ermittelt dagegen der Vergleicher 21
eine Differenz zwischen den beiden Signalen, die auf
Nichtlinearitäten der Ventilkennlinie Reibung oder Gegen
kräften berühren, so werden diese Differenzen vom Integrator
ausgeregelt, so daß die Geschwindigkeit des Antriebes und
der Schleppfehler konstant bleiben. Obwohl der Integrator 22
lediglich das Differenzsignal des Vergleichers 21 verarbei
tet und somit einen erheblich reduzierten Stellbereich auf
weist, ist die erfindungsgemäße modifizierte Kaskadenschal
tung optimal.
Claims (6)
1. Schaltungsanordnung für einen hydraulischen
Antrieb als Regelstrecke, mit einem Ventil als Stellglied
zur Steuerung der Druckmittelwege zwischen dem Antrieb,
einer Druckmittelquelle und einem Tank, und mit einem Regler
zur Ansteuerung des Ventils abhängig von der Regelabwei
chung, die in einem Vergleicher aus einer Führungsgröße
(Soll-Wert) und der Regelgröße (Ist-Wert) für die Position
des Antriebs gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß
parallel zum Regler (16) ein Integrator (22) vorgesehen ist,
der eingangsseitig an einen Vergleicher (21) angeschlossen
ist, in dem aus der Regelabweichung und einem die Geschwin
digkeit des Antriebs (19) darstellenden Signal ein Diffe
renzsignal gebildet wird, und daß das in dem Integrator (22)
integrierte Differenzsignal dem Ausgang des Reglers (16)
aufgeschaltet wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß ein Wandler (20) vorgesehen ist, in dem aus der
zeitlichen Änderung der Regelgröße die Geschwindigkeit des
Antriebes ermittelt wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Regler (16) ein PDT₁-Regler ohne
integrierenden Anteil ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Vergleicher (12)
gebildete Regelabweichung in einem Verstärker (14) propor
tional verstärkt wird.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator digital arbeitet.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (16) ein Zustands
regler mit Beobachter ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3808177A DE3808177C2 (de) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | Schaltungsanordnung für einen hydraulischen Antrieb im Positionsregelkreis |
US07/320,103 US4924754A (en) | 1988-03-11 | 1989-03-06 | Circuit arrangement for a hydraulic drive in a position control circuit |
JP1055238A JPH01295004A (ja) | 1988-03-11 | 1989-03-09 | 位置制御装置の油圧駆動部用の回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3808177A DE3808177C2 (de) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | Schaltungsanordnung für einen hydraulischen Antrieb im Positionsregelkreis |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3808177A1 DE3808177A1 (de) | 1989-09-21 |
DE3808177C2 true DE3808177C2 (de) | 1996-04-11 |
Family
ID=6349506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3808177A Expired - Fee Related DE3808177C2 (de) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | Schaltungsanordnung für einen hydraulischen Antrieb im Positionsregelkreis |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4924754A (de) |
JP (1) | JPH01295004A (de) |
DE (1) | DE3808177C2 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19750094B4 (de) * | 1997-11-12 | 2013-03-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Stellelements einer Antriebseinheit |
JP4852560B2 (ja) * | 2008-02-29 | 2012-01-11 | 本田技研工業株式会社 | 制御対象の応答性の劣化を検出するための装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2984214A (en) * | 1957-12-21 | 1961-05-16 | Meccaniche Riva S P A Costruzi | Electric speed governor with direct control of the speed to be governed |
DE2011713A1 (de) * | 1970-03-12 | 1971-09-30 | Bosch Gmbh Robert | Verstelleinrichtung fuer einen hydraulikkolben mit pulslaengenmodulierten steuersignalen |
JPS5368362A (en) * | 1976-11-29 | 1978-06-17 | Hitachi Ltd | Shock absorbing device |
US4158162A (en) * | 1977-06-20 | 1979-06-12 | Honeywell Inc. | Time-proportioning control system for earth-working machines |
DD138449B1 (de) * | 1978-08-21 | 1980-08-27 | Siegfried Schleicher | Lageregelkreis fuer ueberschwingfreies und zeitsparendes positionieren |
JPH0660642B2 (ja) * | 1984-07-23 | 1994-08-10 | 石川島播磨重工業株式会社 | 電気油圧サ−ボ制御装置 |
DE3532931C3 (de) * | 1985-09-14 | 1993-09-30 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Hydraulische Antriebsvorrichtung |
-
1988
- 1988-03-11 DE DE3808177A patent/DE3808177C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-03-06 US US07/320,103 patent/US4924754A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-09 JP JP1055238A patent/JPH01295004A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3808177A1 (de) | 1989-09-21 |
JPH01295004A (ja) | 1989-11-28 |
US4924754A (en) | 1990-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3644736C2 (de) | Steueranordnung für mindestens zwei von mindestens einer Pumpe gespeiste hydraulische Verbraucher | |
DE3546336C2 (de) | ||
DE3411651C1 (de) | Regelanordnung fuer den Gleichlauf mehrerer Antriebe | |
DE102005031732A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung von Pneumatikzylindern | |
DE3532222A1 (de) | System zum steuern der lenkeigenschaften von mit raedern versehenen fahrzeugen | |
DE3532247A1 (de) | Lenksteuersystem fuer mit raedern versehene fahrzeuge | |
DE69301736T2 (de) | Gleitschutz-bremssteuersystem | |
DE10122297C1 (de) | Vorrichtung zur gedämpften Positionierung eines in einem Zylinder verschiebbaren Kolbens in einer Anschlagposition | |
EP1152155B1 (de) | Vorrichtung zur Einstellung des Differenzdruckes in einem Fluidzylinder | |
DE69206955T2 (de) | Steuerung des Stellgliedes eines Durchflussventiles mittels seiner Durchfluss-Kennlinie | |
EP0233360B1 (de) | Regeleinrichtung | |
DE3642642C3 (de) | Schaltungsanordnung zur Lage- und Vorschubregelung eines hydraulischen Antriebes | |
EP0557541B1 (de) | Regelung mit Vorsteuerung, insbesondere für ein Walzgerüst | |
DE3808177C2 (de) | Schaltungsanordnung für einen hydraulischen Antrieb im Positionsregelkreis | |
DE19629845A1 (de) | PID-Regler | |
DE102012210799A1 (de) | Hydraulische Steuervorrichtung mit Volumenstromsensor für jedes Stellglied | |
DE2457801C3 (de) | Steuereinrichtung für die Verstellung des Arms eines Manipulators | |
DE19753205C2 (de) | Regelbares Aufhängungssystem in einem aktiven Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs | |
EP1229411B1 (de) | Steuerungsverfahren sowie Regelungsstruktur zur Bewegungsführung, Vorsteuerung und Feininterpolation von Objekten in einem Drehzahlreglertakt, der schneller als der Lagereglertakt ist | |
DE3230930C2 (de) | ||
DE2255461C2 (de) | Elektro-hydraulische Stellgliedanordnung | |
DE3040521C2 (de) | ||
EP0135652B1 (de) | Spritzgiessmaschine mit hydraulischer Steuerung | |
DE102020213262A1 (de) | Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Antriebs | |
DE4417153C1 (de) | Schaltungsanordnung und Verfahren zum Regeln der Lage eines ventilgesteuerten hydraulischen Stellglieds |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: MANNESMANN REXROTH AG, 97816 LOHR, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |