KR101946705B1 - Electro-Hydraulic Servo System and Control Method thereof - Google Patents

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Abstract

전기 유압 서보 시스템, 제어방법 및 기록매체가 제공된다. 본 전기 유압 서보 시스템은 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하고 비례 적분 제어를 이용하여 전기 유압 서보밸브를 제어할 수 있게 되어, 온도나 기타 오일 특성이 변하더라도 전기 유압 서보 시스템의 위치 오차율을 5% 미만으로 하는 제어할 수 있게 되어 정밀한 위치 제어를 수행할 수 있게 된다.An electric hydraulic servo system, a control method, and a recording medium are provided. This electrohydraulic servo system can predict the operation model of the electrohydraulic servo system and control the electrohydraulic servo valve by using the proportional integral control so that the position error rate of the electrohydraulic servo system is 5 %, So that accurate position control can be performed.

Description

전기 유압 서보 시스템 및 제어 방법 {Electro-Hydraulic Servo System and Control Method thereof}[0001] Electro-Hydraulic Servo System and Control Method [

본 발명은 전기 유압 서보 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 유압 서보 시스템의 위치를 정밀 제어하기 위한 전기 유압 서보 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an electro-hydraulic servo system, and more particularly, to an electro-hydraulic servo system for precisely controlling the position of an electro-hydraulic servo system.

전기유압 서보 시스템(Electro-hydraulic servo system; EHSS)은 유체의 유압을 이용하여 물체의 위치, 방위, 자세 등을 제어하여 목표치의 임의의 변화에 추종하도록 구성된 장치이다. 전기유압 서보 시스템은 빠른 응답특성, 질량당 큰하중을 낼 수 있으므로 산업용(정밀 산업기계, 자동차 부품 하중 테스트 기계, 정밀 오락 기계, 정밀 유압을 사용하는 시물레이터 등)으로 많이 사용되어지고 있다. 그러나 전기유압 서보 시스템은 온도 변화 하중 변화 등에 따라 내부 변수가 계속 바뀌기 때문에 정밀한 위치 제어를 하기가 매우 까다롭다. 선형 제어기를 사용하여 위치제어를 하는 방법이 있는데 이 방법은 오일의 리키지 및 온도 변화 등에 따른 오일 계수 변화 등으로 인하여 위치 에러가 크다고 알려져 있다. 이를 해결하기 위하여 비선형 제어 기법 또는 퍼지 제어 기법을 적용하여 전기유압 서보 시스템의 위치 제어를 하는 방법이 있으나 5% 이상의 위치 에러율을 보이고 있다. 또한 많이 사용하는 방법 중에 반복법 (Iteration Method)을 사용하여 주파수 대역에서 전기유압 서보 시스템의 모델링을 구하고 위치를 제어하는 방법도 사용되고 있지만, 반복법은 시간이 걸리고 또한 전기유압 서보 시스템의 변수가 바뀔 때마다 모델링을 다시 구하여 주기 때문에 사용하기가 불편할 뿐 아니라 위치 오차도 5% 부근에 머물러 있다. An electro-hydraulic servo system (EHSS) is a device configured to control the position, orientation, and posture of an object by using the hydraulic pressure of the fluid to follow an arbitrary change of the target value. Electrohydraulic servo system is widely used for industrial (precision industrial machinery, automobile part load test machine, precision entertainment machine, simulator using precision oil pressure, etc.) because it can generate a high response rate and a large load per mass. However, it is very difficult to precisely control the position of the electrohydraulic servo system because internal variables are continuously changed according to changes in temperature change load. There is a method to control the position by using a linear controller. This method is known to have a large position error due to oil leakage and oil change due to temperature change and the like. In order to solve this problem, there is a method of controlling the position of the electrohydraulic servo system by applying the nonlinear control method or the fuzzy control method, but the position error rate is 5% or more. In addition, a method of obtaining the modeling of the electrohydraulic servo system in the frequency band by using the iteration method and controlling the position thereof is also used, but the iterative method takes time, and when the variable of the electrohydraulic servo system changes Not only is it inconvenient to use because it recalculates the modeling, but also the position error remains around 5%.

따라서, 위에서 열거한 변수 변화에 상관없고 간단하게 전기유압 서보 시스템의 위치 에러를 5% 미만으로 하는 전기유압 서보 시스템의 정밀위치 제어 방법을 제공하기 위한 방안의 모색이 요청된다. Therefore, there is a need to search for a method for providing a precise position control method of an electrohydraulic servo system in which the position error of the electrohydraulic servo system is made less than 5%, irrespective of the above-mentioned variable change.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하고 비례 적분 제어를 이용하여 전기 유압 서보밸브를 제어하는 전기 유압 서보 시스템, 제어방법 및 기록매체를 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electric hydraulic servo system for predicting an operation model of an electric hydraulic servo system and controlling the electric hydraulic servo valve using proportional integral control, And a recording medium.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기 유압 서보 시스템은, 유압이 인가되는 유압실린더부; 유압실린더부에 유압을 제공하는 유압 제공부; 유압 실린더부의 실린더의 위치정보를 측정하는 위치센서부; 유압실린더부에 제공되는 유압을 조절하는 전기 유압 서보밸브부; 및 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하고 비례 적분 제어를 이용하여 전기 유압 서보밸브를 제어하는 제어부;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an electrohydraulic servo system including: a hydraulic cylinder portion to which a hydraulic pressure is applied; A hydraulic pressure supplier for supplying hydraulic pressure to the hydraulic cylinder; A position sensor unit for measuring position information of the cylinder of the hydraulic cylinder; An electrohydraulic servo valve unit for regulating a hydraulic pressure supplied to the hydraulic cylinder; And a controller for predicting an operation model of the electrohydraulic servo system and controlling the electrohydraulic servo valve using proportional integral control.

그리고, 제어부는, 기준신호와 측정된 실린더의 위치정보신호를 이용하여 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하여 산출된 모델예측 제어신호를 출력하는 제1 제어부; 및 제1 제어부로부터 출력된 신호에 비례 적분 제어를 적용한 비례적분 제어신호를 출력하여 전기 유압 서보밸브를 제어하는 제2 제어부;를 포함한다. The control unit may include a first controller for predicting an operation model of the electrohydraulic servo system using the reference signal and the position information signal of the measured cylinder, and outputting the calculated model predictive control signal; And a second controller for controlling the electrohydraulic servo valve by outputting a proportional integral control signal to which the proportional integral control is applied to the signal output from the first control unit.

또한, 제1 제어부와 제2 제어부는 서로 직렬로 연결될 수도 있다. The first control unit and the second control unit may be connected to each other in series.

그리고, 제1 제어부와 제2 제어부의 사이에 배치되어 제1 제어부로부터 출력된 신호에서 전기 유압 서보 시스템의 피드백신호를 제외시키는 회로소자;를 더 포함할 수도 있다. And a circuit element disposed between the first control unit and the second control unit to exclude a feedback signal from the electrohydraulic servo system from the signal output from the first control unit.

또한, 제1 제어부는, 아래의 수식을 이용하여 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측할 수도 있다. Further, the first control unit may predict an operation model of the electrohydraulic servo system using the following equation.

Figure 112017030302268-pat00001
Figure 112017030302268-pat00001

그리고, 제1 제어부는, 일정 범위의 주파수를 포함하는 입력신호를 인가하여 전기 유압 서보 시스템의 출력값을 획득하고, 입력신호 및 출력값에 최소 자승법을 적용하여 a1 내지 a7의 값을 산출함으로써 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측할 수도 있다. The first control unit obtains an output value of the electrohydraulic servo system by applying an input signal including a certain range of frequencies, calculates a value of a 1 to a 7 by applying a least squares method to the input signal and the output value, The operation model of the hydraulic servo system may be predicted.

또한, 제2 제어부는, Ziegler-Nichols 방법을 사용하여 제1 제어부로부터 출력된 신호에 비례 적분 제어를 적용할 수도 있다. Also, the second controller may apply the proportional-plus-integral control to the signal output from the first controller using the Ziegler-Nichols method.

그리고, 제어부는, 제1 제어부와 제2 제어부가 함께 동작하도록 제어하고, 특정 조건이 만족될 경우 제1 제어부 및 제2 제어부 중 어느 하나만 동작하도록 제어할 수도 있다. The control unit may control the first control unit and the second control unit to operate together, and may control only one of the first control unit and the second control unit to operate when the specific condition is satisfied.

또한, 제어부는, 입력 신호의 주파수가 임계값 이상일 경우, 제1 제어부 및 제2 제어부 중 어느 하나만 동작하도록 제어할 수도 있다. In addition, the control unit may control to operate only one of the first control unit and the second control unit when the frequency of the input signal is equal to or greater than the threshold value.

그리고, 제어부는, 일정 시간당 입력 신호 강도의 변화량이 임계값 이상일 경우, 제1 제어부 및 제2 제어부 중 어느 하나만 동작하도록 제어할 수도 있다. The control unit may control to operate only one of the first control unit and the second control unit when the variation amount of the input signal intensity per predetermined time is equal to or greater than the threshold value.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기 유압 서보 시스템의 제어방법은, 기준신호와 측정된 실린더의 위치신호를 이용하여 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하여 산출된 모델예측 제어신호를 출력하는 제1 제어 단계; 및 제1 제어단계에서 출력된 신호에 비례 적분 제어를 적용한 비례적분 제어신호를 출력하여 전기 유압 서보밸브를 제어하는 제2 제어 단계;를 포함할 수도 있다. Meanwhile, a control method of an electrohydraulic servo system according to an embodiment of the present invention includes: estimating an operation model of an electrohydraulic servo system using a reference signal and a position signal of a measured cylinder; A first control step of: And a second control step of controlling the electrohydraulic servo valve by outputting a proportional integral control signal to which the proportional integral control is applied to the signal output in the first control step.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는, 기준신호와 측정된 실린더의 위치신호를 이용하여 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하여 산출된 모델예측 제어신호를 출력하는 제1 제어 단계; 및 제1 제어단계에서 출력된 신호에 비례 적분 제어를 적용한 비례적분 제어신호를 출력하여 전기 유압 서보밸브를 제어하는 제2 제어 단계;를 포함하는 전기 유압 서보 시스템 제어방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램이 수록된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a computer-readable recording medium that predicts an operation model of an electrohydraulic servo system using a reference signal and a measured position signal of a cylinder, A first control step of: And a second control step of controlling the electrohydraulic servo valve by outputting a proportional integral control signal to which the proportional integral control is applied to the signal output in the first control step, and a computer program embodying the method for controlling the electrohydraulic servo system do.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기 유압 서보 시스템은, 기준신호와 측정된 실린더의 위치신호를 이용하여 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하여 산출된 모델예측 제어신호를 출력하는 제1 제어부; 및 제1 제어부로부터 출력된 신호에 비례 적분 제어를 적용한 비례적분 제어신호를 출력하여 전기 유압 서보밸브를 제어하는 제2 제어부;를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an electro-hydraulic servo system including a first signal processing unit for predicting an operation model of an electro-hydraulic servo system using a reference signal and a position signal of a measured cylinder, A control unit; And a second controller for controlling the electrohydraulic servo valve by outputting a proportional integral control signal to which the proportional integral control is applied to the signal output from the first control unit.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하고 비례 적분 제어를 이용하여 전기 유압 서보밸브를 제어하는 전기 유압 서보 시스템, 제어방법 및 기록매체를 제공할 수 있게 되어, 온도나 기타 오일 특성이 변하더라도 전기 유압 서보 시스템의 위치 오차율을 5% 미만으로 하는 제어할 수 있게 되어 정밀한 위치 제어를 수행할 수 있게 된다. According to various embodiments of the present invention, it is possible to provide an electrohydraulic servo system, a control method, and a recording medium for predicting an operating model of an electrohydraulic servo system and controlling the electrohydraulic servo valve using proportional integral control, Or other oil characteristics, it is possible to control the position error rate of the electrohydraulic servo system to be less than 5%, so that accurate position control can be performed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기 유압 서보 시스템의 구조를 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기 유압 서보 시스템의 상세한 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제어부의 상세한 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 초기 입력 신호를 도시한 그래프,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 초기 입력 신호에 대응되는 전기 유압 서보 시스템의 위치 출력 신호를 도시한 그래프,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 모델링 결과와 실제 측정 결과를 비교한 그래프,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 모델 예측 제어를 설명하기 위한 구조를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기 유압 서보 시스템을 구현한 실제 모습에 대한 사진,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기 유압 서보 시스템을 5mm로 정밀 제어한 경우 그 결과를 나타내는 그래프,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기 유압 서보 시스템에 랜덤 변위를 입력하여 실험한 결과를 도시한 그래프,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 작동 온도를 20도, 30도, 40도로 변화시켜 가면서 실험한 결과를 도시한 그래프,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기 유압 서보 시스템의 제어방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다. 1 is a block diagram showing the structure of an electrohydraulic servo system according to an embodiment of the present invention;
2 is a diagram illustrating a detailed structure of an electrohydraulic servo system according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram illustrating a detailed structure of a control unit according to an embodiment of the present invention;
4 is a graph illustrating an initial input signal, in accordance with an embodiment of the present invention,
5 is a graph showing a position output signal of an electrohydraulic servo system corresponding to an initial input signal according to an embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a graph comparing a modeling result with an actual measurement result according to an embodiment of the present invention,
7 is a diagram illustrating a structure for explaining model predictive control according to an embodiment of the present invention;
8 is a photograph showing an actual state in which the electrohydraulic servo system is implemented according to an embodiment of the present invention,
9 is a graph showing the results of precise control of the electrohydraulic servo system to 5 mm according to an embodiment of the present invention,
FIG. 10 is a graph showing a result of an experiment in which a random displacement is input to an electrohydraulic servo system according to an embodiment of the present invention,
FIG. 11 is a graph showing the results of experiments conducted while changing the operating temperature to 20 degrees, 30 degrees, and 40 degrees, according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart illustrating a control method of an electrohydraulic servo system according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기 유압 서보 시스템의 구조를 도시한 블럭도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기 유압 서보 시스템의 상세한 구조를 도시한 도면이다. 1 is a block diagram showing the structure of an electrohydraulic servo system according to an embodiment of the present invention. 2 is a diagram illustrating a detailed structure of an electrohydraulic servo system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 전기 유압 서보 시스템(Electro -hydraulic servo system; EHSS)(100)은 기준신호 생성부(110), 위치센서부(120), 유압 실린더부(130), 유압 제공부(140), 전기 유압 서보 밸브부(150) 및 제어부(160)를 포함한다. 1, an electro-hydraulic servo system (EHSS) 100 includes a reference signal generating unit 110, a position sensor unit 120, a hydraulic cylinder unit 130, An electric hydraulic servo valve unit 150, and a control unit 160. [

기준신호 생성부(110)는 기준신호를 생성하여 제어부(160)로 입력한다. 예를 들어, 기준신호 생성부(110)는 제어부(160)가 전기 유압 서보 시스템(100)의 모델을 예측하기 위해 필요한 초기 신호를 생성할 수도 있다. The reference signal generator 110 generates a reference signal and inputs the reference signal to the controller 160. For example, the reference signal generator 110 may generate an initial signal necessary for the controller 160 to predict the model of the electro-hydraulic servo system 100.

위치센서부(120)는 전기 유압 서보 시스템의 현재 위치 정보를 측정하고, 측정된 위치정보신호를 제어부(160)로 전달한다. 구체적으로, 위치센서부(120)는 유압 실린더부(130)에 포함된 실린더(Cylinder)가 어느 위치에 있는지에 대한 정보인 위치정보를 측정할 수 있다. 위치센서부(120)는 LVDT(Linear Variable Displacement Transducer)를 포함하고, LVDT를 이용하여 실린더의 위치정보를 측정하게 된다. 여기에서, LVDT는 기계적 변위를 전기적인 신호로 바꿔주는 기능을 하며, 코어(core or armature)의 이동으로 1차 코일에서 2차코일에 유도되는 자속의 변화, 즉 상호 인덕턴스를 변화시키는 transducer로서, 기계적/전기적으로 분리되어 움직일 수 있는 코어의 변위에 비례하여 전기적 출력이 발생되어 위치를 특정할 수 있게 된다. LVDT의 구성은 코일이 감기는 포머(former), 코어(core), 코어를 지지해 주는 지지봉 그리고 케이스(case)로 구성되어 있다. The position sensor unit 120 measures the current position information of the electro-hydraulic servo system and transmits the measured position information signal to the control unit 160. Specifically, the position sensor unit 120 may measure the position information, which is information on the position of the cylinder included in the hydraulic cylinder unit 130. The position sensor unit 120 includes a linear variable displacement transducer (LVDT), and measures the positional information of the cylinder using the LVDT. Here, LVDT is a transducer that changes the mechanical displacement into an electrical signal and changes the magnetic flux induced in the primary coil to the secondary coil, that is, the mutual inductance, by movement of the core or armature. Electrical output is generated in proportion to the displacement of the core that can be mechanically / electrically separated and can be moved. The LVDT consists of a former, a core, a support bar supporting the core, and a case.

유압 실린더부(130)는 실린더(Cylinder)를 통해 유압이 인가되는 부분이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 유압 실린더부(130)는 유압에 의해 구동되는 실린더(Cylinder)와 스프링(Spring)을 포함한다. 유압 실린더부(130)는 실린더에 피구동장치가 연결되어 있을 수 있으며, 유압이 실린더에 가해지게 됨으로써 피구동장치에 기계적인 힘을 전달할 수 있게 된다. The hydraulic cylinder part 130 is a part to which hydraulic pressure is applied through a cylinder. As shown in FIG. 2, the hydraulic cylinder part 130 includes a cylinder and a spring which are driven by hydraulic pressure. The hydraulic cylinder part 130 may be connected to the cylinder and a mechanical force may be transmitted to the driven device by applying the hydraulic pressure to the cylinder.

유압 제공부(140)는 유압 실린더부(130)에 유압을 제공한다. 구체적으로 유압 제공부(140)는 전기 모터(Electric Moter)에 의해 구동되는 펌프(Pump)를 통해 오일탱크(Oil Tank)의 오일 등의 유체를 유압 실린더부(130)의 실린더에 주입함으로써 유압을 제공하게 된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 유압 제공부(140)는 어큐뮬레이터(Accumulator), 전기 모터(Electric Moter), 펌프(Pump), 릴리프 밸브(Relief Valve), 필터(Filter), 오일탱크(Oil Tank)를 포함한다. The hydraulic pressure supply unit 140 provides the hydraulic pressure to the hydraulic cylinder unit 130. Specifically, the hydraulic pressure supply unit 140 injects a fluid such as oil from an oil tank into the cylinder of the hydraulic cylinder unit 130 through a pump driven by an electric motor, . 2, the hydraulic pressure supply unit 140 includes an accumulator, an electric motor, a pump, a relief valve, a filter, an oil tank, .

전기 유압 서보 밸브부(150)는 유압 실린더부(140)에 제공되는 유압을 조절한다. 구체적으로, 전기 유압 서보 밸브부(150)는 제어부(160)의 제어신호에 따라 밸브를 조절하여 유압 실린더부(140)에 제공되는 유압을 조절하게 된다. 이를 통해, 전기 유압 서보 밸브부(150)는 유압 실린더부(140)의 실린더의 위치를 조절하게 된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전기 유압 서보 밸브부(150)는 제어부(160)의 제어 신호를 증폭하는 서보 밸브 증폭기(Servo Valve Amplifier)와 밸브 기능을 하는 전기 유압 서보 밸브(Electro-Hydraulic Servo Valve)를 포함한다. The electrohydraulic servo valve unit 150 regulates the hydraulic pressure supplied to the hydraulic cylinder unit 140. Specifically, the electrohydraulic servo valve unit 150 adjusts the hydraulic pressure supplied to the hydraulic cylinder unit 140 by adjusting the valve according to the control signal of the controller 160. [ Accordingly, the electrohydraulic servo valve unit 150 adjusts the position of the cylinder of the hydraulic cylinder unit 140. 2, the electrohydraulic servo valve unit 150 includes a servo valve amplifier (servo valve amplifier) for amplifying a control signal of the controller 160 and an electro-hydraulic servo valve ).

제어부(160)는 전기 유압 서보 시스템(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(160)는 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하고 비례 적분 제어를 이용하여 전기 유압 서보 밸브부(150)를 제어하게 된다. 즉, 제어부(160)는 전기 유압 서보 밸브부(150)를 제어함으로써 유압 실린더부(140)의 실린더의 위치를 제어하게 되는 것이다. The control unit 160 controls the overall operation of the electro-hydraulic servo system 100. Specifically, the control unit 160 predicts the operation model of the electrohydraulic servo system and controls the electrohydraulic servo valve unit 150 using the proportional integral control. That is, the control unit 160 controls the position of the cylinder of the hydraulic cylinder unit 140 by controlling the electrohydraulic servo valve unit 150.

제어부(160)의 구체적인 구조에 대해서는 도 3을 참고하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제어부(160)의 상세한 구조를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(160)는 제1 제어부(161), 제2 제어부(162) 및 회로소자(163)를 포함한다. 또한, 제1 제어부(161)와 제2 제어부(162)는 서로 직렬로 연결될 수도 있으며, 제1 제어부(161)와 제2 제어부(162) 사이에 회로소자(163)가 배치될 수도 있다. The specific structure of the control unit 160 will be described with reference to FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed structure of the controller 160 according to an embodiment of the present invention. 3, the control unit 160 includes a first control unit 161, a second control unit 162, and a circuit device 163. The first control unit 161, the second control unit 162, The first control unit 161 and the second control unit 162 may be connected to each other in series and the circuit element 163 may be disposed between the first control unit 161 and the second control unit 162.

제1 제어부(161)는 기준신호와 측정된 실린더의 위치정보 신호를 이용하여 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하여 산출된 모델예측 제어신호를 출력한다. The first controller 161 predicts the operation model of the electrohydraulic servo system using the reference signal and the position information signal of the measured cylinder, and outputs the calculated model predictive control signal.

제2 제어부(162)는 제1 제어부(161)로부터 출력된 신호에 비례 적분 제어를 적용한 비례적분 제어신호를 출력하여 전기 유압 서보밸브를 제어한다. The second control unit 162 outputs the proportional integral control signal to which the proportional integral control is applied to the signal output from the first control unit 161 to control the electrohydraulic servo valve.

회로소자(163)는 제1 제어부(161)와 제2 제어부(162)의 사이에 배치되어 제1 제어부(161)로부터 출력된 제어신호에서 전기 유압 서보 시스템의 피드백신호를 제외시켜서 제2 제어부(162)로 전달한다. The circuit element 163 is disposed between the first control unit 161 and the second control unit 162 and excludes the feedback signal of the electrohydraulic servo system from the control signal output from the first control unit 161, 162).

구체적으로, 제1 제어부(161)는, 아래의 수식을 이용하여 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측한다. Specifically, the first control section 161 predicts the operation model of the electrohydraulic servo system using the following equation.

Figure 112017030302268-pat00002
Figure 112017030302268-pat00002

여기에서, x1 내지 x4는 상태변수, a1 내지 a7는 모델 상수, τ는 전기 유압 서보 시스템의 시정수, μ는 입력 신호값을 나타낸다. Here, x 1 to x 4 are state variables, a 1 to a 7 are model constants, τ is a time constant of the electrohydraulic servo system, and μ is an input signal value.

시간과 온도 등 환경변화에 따라 전기 유압 서보 시스템(100)의 변수가 계속 바뀌기 때문에 전기 유압 서보 시스템(100)의 모델링이 필요하다. 따라서, 제1 제어부(161)는 전기 유압 서보 시스템(100)의 모델링을 구하기 위해 위와 같은 공간상의 전기 유압 서보 시스템 방정식을 이용하게 된다. 위의 식에서 a1 내지 a7은 모델링에서 구하여야 할 상수들이고 x1 내지 x4는 상태 변수들이다. It is necessary to model the electro-hydraulic servo system 100 because the parameters of the electro-hydraulic servo system 100 are continuously changed in accordance with environmental changes such as time and temperature. Accordingly, the first controller 161 uses the electrohydraulic servo system equation in the above space to obtain modeling of the electro-hydraulic servo system 100. In the above equation, a 1 to a 7 are constants to be obtained by modeling, and x 1 to x 4 are state variables.

제1 제어부(161)는 일정 범위의 주파수를 포함하는 입력신호를 인가하여 전기 유압 서보 시스템의 출력값을 획득하고, 입력신호 및 출력값에 최소 자승법을 적용하여 a1 내지 a7의 값을 산출함으로써 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측할 수도 있다.The first control unit 161 obtains the output value of the electrohydraulic servo system by applying an input signal including a certain range of frequencies, calculates the values of a 1 to a 7 by applying the least squares method to the input signal and the output value, The operation model of the hydraulic servo system may be predicted.

구체적으로, 먼저 a1 내지 a7의 초기값은 전부 제로값으로 가정하고 정확한 상수들을 구하기 위하여 도 4와 같은 0 ~ 20Hz의 입력 신호를 인가하여 전기 유압 서보 시스템(100)의 실린더의 위치 정보에 대한 출력 값을 획득한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 초기 입력 신호를 도시한 그래프이다. 초기 입력 신호는 기준신호 생성부(110)에 의해 생성될 수도 있다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 초기 입력 신호에 대응되는 전기 유압 서보 시스템(100)의 위치 출력 신호를 도시한 그래프이다. Specifically, assuming that the initial values of a 1 to a 7 are all zero values, an input signal of 0 to 20 Hz as shown in FIG. 4 is applied to obtain accurate constants to obtain the position information of the cylinder of the electrohydraulic servo system 100 Obtain the output value for 4 is a graph illustrating an initial input signal, in accordance with an embodiment of the present invention. The initial input signal may be generated by the reference signal generator 110. 5 is a graph showing a position output signal of the electrohydraulic servo system 100 corresponding to an initial input signal according to an embodiment of the present invention.

제1 제어부(161)는 도 4의 입력신호와 도 5의 출력 신호에 Trust-Region Reflective Newton 방법과 Runge Kitta 방법을 이용한 최소 오차 자승법을 적용하여 윗 식의 a1 내지 a7의 값을 산출하게 된다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 모델링 결과와 실제 측정 결과를 비교한 그래프이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 제어부(161)가 상술된 방법을 이용하여 얻은 모델링 결과와 실제 측정 결과를 비교한 결과 96% 이상의 정확한 모델링이 됨을 알 수 있다.The first controller 161 calculates the values of the above a 1 through a 7 by applying the minimum error square method using the Trust-Region Reflective Newton method and the Runge Kitta method to the input signal of FIG. 4 and the output signal of FIG. 5 do. 6 is a graph comparing modeling results with actual measurement results according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, when the first controller 161 compares the modeling result obtained by the above-described method with the actual measurement result, it can be seen that the accurate modeling is 96% or more.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 모델 예측 제어를 설명하기 위한 구조를 도시한 도면이다. 7 is a diagram illustrating a structure for explaining the model predictive control according to an embodiment of the present invention.

제1 제어부(161)는 모델 예측 제어기(MPC : Model Prediction controller)로써 입력 값(manipulated variable)을 조절하여 출력값(yp)을 원하는 신호값 (R; reference)에 맞추는 제어를 수행한다. 모델 예측 제어기(MPC)의 구조는 도 7과 같으며 모델 예측 제어기(MPC)를 설계하기 위해서는 i) 시간공간 상태의 모델 상태 방정식 ii) 입력 예측수(M) 및 미래 예측수(P) 값들을 결정하여야만 한다. 제1 제어부(161)는 입력 예측수(M) 및 미래 예측수(P)를 바꿔가면서 실험을 하여 최적의 입력 예측수(M) 및 미래 예측수(P)의 값을 산출하게 된다. The first controller 161 controls a manipulated variable as a Model Prediction controller (MPC) to control the output value y p to a desired signal value R (reference). The structure of the model predictive controller (MPC) is as shown in FIG. 7, and the model predictive controller (MPC) is designed in such a way that i) the model state equation of time space state, ii) the input predictive value M and the predictive value P Should be determined. The first controller 161 performs an experiment while changing the input predictive number M and the future predictive value P to calculate the optimal input predictive value M and the future predictive value P. [

또한, 제2 제어부(162)는, Ziegler-Nichols 방법을 사용하여 제1 제어부로부터 출력된 신호에 비례 적분 제어를 적용할 수도 있다. 구체적으로, 비례 적분 제어(proportional integral control)는 비례 제어에 적분 동작을 가미한 것이다. 비례 제어에 있어서는 외란이 생겨서 그 프로세스 부하의 변화가 지속되는 경우에 반드시 오프셋이 생기게 되나, 적분 동작을 가함으로써 편차가 지속하는 한 항상 편차를 0으로 복귀시키도록 조작단 위치를 동작시키기 때문에 편차가 생기지 않는다.Also, the second controller 162 may apply the proportional-plus-integral control to the signal output from the first controller using the Ziegler-Nichols method. Specifically, a proportional integral control is an integral operation added to a proportional control. In the proportional control, when disturbance occurs and the change in the process load is continued, an offset is always generated. However, since the operation end position is operated so that the deviation always returns to zero as long as the deviation continues by applying the integral operation, It does not happen.

제2 제어부(162)의 비례 적분 제어 중 비례제어는 목표값과 현재값의 차이에 비례하여 제어하는 것을 말한다. 즉, 비례 제어는 목표값과 멀리 떨어져있다면 제어량이 늘어나고, 가까워지면 제어량이 줄어드는 방식의 제어를 나타낸다. 비례 제어에 의하면 처음에 목표치에 근접하게 다가가지만 가까워진 후에는 제어량이 줄어들어 센서값에 큰 변화가 없게 된다. 이는 편차가 줄어듦에 따라 제어량이 작아져 더이상 제어량이 늘어나지 않기 때문이다. 여기서 남은 편차를 '잔류편차'라고 한다. The proportional control during the proportional integral control of the second control unit 162 refers to control proportional to the difference between the target value and the present value. That is, the proportional control increases the control amount if it is far from the target value, and it shows the control method in which the control amount decreases when the proportional control becomes closer. According to the proportional control, after approaching to the target value at first but approaching to the target value, the control amount is decreased and there is no great change in the sensor value. This is because the control amount becomes smaller as the deviation decreases and the control amount no longer increases. Here, the remaining deviation is called the "residual deviation".

비례 적분 제어는 비례 제어에서 보였던 잔류편차를 줄이기 위하여 나온 방식이다. 비례 적분 제어는 편차를 누적하여 이를 제어량에 더해주는 방식이다. 비례 적분 제어는 비례 제어보다는 목표치에 더 가까워지게 된다. 단, 비례 적분 제어는 '응답속도'가 느리다는 단점이 있다. The proportional integral control is a method to reduce the residual deviation shown in the proportional control. The proportional integral control is a method of accumulating the deviation and adding it to the control amount. The proportional integral control becomes closer to the target value than the proportional control. However, the proportional integral control has a disadvantage in that the response speed is slow.

이와 같이, 전기 유압 서보 시스템(100)의 제어부(160)는 제1 제어부(161)와 제2 제어부(162)가 함께 동작하도록 제어함으로써, 온도나 기타 오일 특성이 변하더라도 전기 유압 서보 시스템의 위치 오차율을 5% 미만으로 하는 제어할 수 있게 되어 정밀한 위치 제어를 수행할 수 있게 된다. The control unit 160 of the electrohydraulic servo system 100 controls the first control unit 161 and the second control unit 162 to operate together so that the position of the electric hydraulic servo system The error rate can be controlled to be less than 5%, and accurate position control can be performed.

하지만, 제어부(160)는 평소에는 제1 제어부(161)와 제2 제어부(162)가 함께 동작하도록 제어하고 있다가, 특정 조건이 만족될 경우 제1 제어부 및 제2 제어부 중 어느 하나만 동작하도록 제어할 수도 있다. However, the control unit 160 controls the first control unit 161 and the second control unit 162 to operate together, and when the specific condition is satisfied, controls only one of the first control unit and the second control unit to operate You may.

구체적으로, 제어부(160)는 입력 신호의 주파수가 임계값 이상일 경우, 제1 제어부(161) 및 제2 제어부(162) 중 어느 하나만 동작하도록 제어할 수도 있다. 입력 신호의 주파수가 높을 수록 변화의 속도가 빠른 것이므로, 제1 제어부와 제2 제어부를 모두 거치게 될 경우 처리속도가 느려지게 된다. 따라서, 제어부(160)는 입력 신호의 주파수가 임계값 이상일 경우 제1 제어부(161) 와 제2 제어부(162) 중 어느 하나만 선택하여 동작시키게 된다. 이 경우, 비례 적분 제어는 응답속도가 느리기 때문에, 제어부(160)는 입력 신호의 주파수가 임계값 이상일 경우 제1 제어부(161)만 동작되도록 제어할 수도 있다. Specifically, the controller 160 may control the first controller 161 and the second controller 162 to operate only when the frequency of the input signal is equal to or greater than the threshold value. The higher the frequency of the input signal is, the faster the speed of change becomes. Thus, if the first control unit and the second control unit are both driven, the processing speed becomes slower. Accordingly, when the frequency of the input signal is equal to or greater than the threshold value, the controller 160 selects either the first control unit 161 or the second control unit 162 to operate. In this case, since the response speed of the proportional integral control is slow, the controller 160 may control the first controller 161 to operate only when the frequency of the input signal is equal to or greater than the threshold value.

또한, 제어부(160)는 일정 시간당 입력 신호 강도의 변화량이 임계값 이상일 경우, 제1 제어부(161) 및 제2 제어부(162) 중 어느 하나만 동작하도록 제어할 수도 있다. 입력 신호의 변화량이 클 경우 변화량을 빠르게 처리해야 하기 때문에, 제어부(160)는 제1 제어부(161) 와 제2 제어부(162) 중 어느 하나만 선택하여 동작시키게 된다. 예를 들어, 제어부(160)는 일정 시간당 입력 신호 강도의 변화량이 임계값 이상일 경우, 예측된 모델이 더이상 적용되지 않을 가능성이 높기 때문에 제1 제어부(161)의 정확도가 떨어지게 될 가능성이 있으므로, 제어부(160)는 제2 제어부(162)만 선택하여 동작시키게 된다.The controller 160 may control the first controller 161 and the second controller 162 to operate only when the amount of change in the input signal intensity per predetermined time is equal to or greater than a threshold value. The control unit 160 selects either the first control unit 161 or the second control unit 162 to operate. For example, when the amount of change in the input signal intensity per predetermined time is equal to or greater than the threshold value, the control unit 160 may be less likely to apply the predicted model, so that the accuracy of the first control unit 161 may decrease. The controller 160 selects and operates only the second control unit 162.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기 유압 서보 시스템을 구현한 실제 모습에 대한 사진이다. 하지만, 도 8은 일 실시예에 불과함을 참고해야 한다. 8 is a photograph of an actual state in which an electrohydraulic servo system according to an embodiment of the present invention is implemented. However, it should be noted that FIG. 8 is only an embodiment.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기 유압 서보 시스템(100)을 5mm로 정밀 제어한 경우 그 결과를 나타내는 그래프이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 시뮬레이션 값과 실제 실험 값이 기준 신호와 매우 잘 일치하는 것을 확인할 수 있다. 9 is a graph showing the results when the electrohydraulic servo system 100 is precisely controlled to 5 mm according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, it can be seen that the simulation value and the actual experimental value coincide very well with the reference signal.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기 유압 서보 시스템(100)에 랜덤 변위를 입력하여 실험한 결과를 도시한 그래프이다. 도 10에서 파란색선은 제어하기 원하는 위치, 빨간색 선은 본 발명에 따른 제1 제어부(161)와 제2 제어부(162)가 모두 동작하는 경우의 제어부(Hybrid Controller), 노란색 선은 제2 제어부(162)만 동작하는 경우의 위치 변화를 나타낸다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제안한 제1 제어부(161)와 제2 제어부(162)가 모두 동작하는 경우가 임의의 60mm의 변위를 잘 정밀하게 쫓아감을 확인할 수 있으며 에러값은 3.85%로 5% 이내의 정밀도를 보여주는 것을 확인할 수 있다. FIG. 10 is a graph showing the results of an experiment in which a random displacement is input to an electrohydraulic servo system 100 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 10, a blue line indicates a position desired to be controlled, a red line indicates a control unit (hybrid controller) when both the first control unit 161 and the second control unit 162 operate according to the present invention, 162) is operated. As shown in FIG. 10, when both the first controller 161 and the second controller 162 proposed in the present invention operate, it is possible to confirm that the displacement of any 60 mm is precisely followed and the error value is 3.85% And the accuracy is within 5%.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 작동 온도를 20도, 30도, 40도로 변화시켜 가면서 실험한 결과를 도시한 그래프이다. 작동 온도 변화에 따른 전기 유압 서보 시스템(100)의 위치 정확도를 입증하기 위해 작동 온도를 20도, 30도, 40도로 변화 시켜가면서 실험을 하였으며, 추종 위치는 5mm로 실험한 결과를 도 11에 표시하였다. 도 11에 도시된 바와 같이, 작동 온도를 변화 시켜 작동 오일의 점도 및 부피 계수를 변화시키더라도 본 실시예에 따른 전기 유압 서보 시스템(100)은 항상 1% 미만의 스텝 추종 오차를 보여 오차율이 매우 낮음을 알 수 있다.FIG. 11 is a graph showing the results of experiments conducted while changing the operating temperature to 20 degrees, 30 degrees, and 40 degrees, according to an embodiment of the present invention. In order to verify the positional accuracy of the electrohydraulic servo system 100 according to the operating temperature change, experiments were performed while changing the operating temperature to 20 °, 30 °, and 40 °. Respectively. 11, even if the viscosity and the volume coefficient of the operating oil are changed by changing the operating temperature, the electro hydraulic servomechanism 100 according to the present embodiment always shows a step follow-up error of less than 1% Low.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 전기 유압 서보 시스템(100)은 온도나 기타 오일 특성이 변하더라도 전기 유압 서보 시스템의 위치 오차율을 5% 미만으로 하는 제어할 수 있게 되어 정밀한 위치 제어를 수행할 수 있게 된다. As described above, the electro-hydraulic servo system 100 according to the present embodiment can control the position error rate of the electro-hydraulic servo system to be less than 5% even if the temperature or other oil characteristics change, and perform precise position control .

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기 유압 서보 시스템(100)의 제어방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다. 12 is a flowchart provided to explain a control method of the electro hydraulic servosystem 100 according to an embodiment of the present invention.

전기 유압 서보 시스템(100)은 제1 제어부(161)에 의해 기준신호와 측정된 실린더의 위치정보 신호를 이용하여 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하여 산출된 모델예측 제어신호를 출력한다. The electrohydraulic servo system 100 predicts the operation model of the electrohydraulic servo system using the reference signal and the position information signal of the measured cylinder by the first control unit 161 and outputs the calculated model predictive control signal.

그리고, 전기 유압 서보 시스템(100)은 제2 제어부(162)에 의해 제1 제어부(161)로부터 출력된 신호에 비례 적분 제어를 적용한 비례적분 제어신호를 출력하여 전기 유압 서보밸브를 제어한다. The electrohydraulic servo system 100 controls the electrohydraulic servo valve by outputting a proportional integral control signal to which the proportional integral control is applied to the signal output from the first control unit 161 by the second control unit 162. [

한편, 본 실시예에 따른 전기 유압 서보 시스템(100)의 기능 및 제어방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그래밍 언어 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리, 솔리드 스테이트 디스크(SSD) 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다. Needless to say, the technical idea of the present invention can also be applied to a computer-readable recording medium having a computer program for performing the functions and control method of the electrohydraulic servo system 100 according to the present embodiment. In addition, the technical idea according to various embodiments of the present invention may be realized in the form of a computer-readable programming language code recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium is any data storage device that can be read by a computer and can store data. For example, the computer-readable recording medium may be a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical disk, a hard disk drive, a flash memory, a solid state disk (SSD), or the like. In addition, the computer readable code or program stored in the computer readable recording medium may be transmitted through a network connected between the computers.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

100 : 전기 유압 서보 시스템
110 : 기준신호 생성부
120 : 위치센서부
130 : 유압 실린더부
140 : 유압 제공부
150 : 전기 유압 서보 밸브부
160 : 제어부
161 : 제1 제어부
162 : 제2 제어부
163 : 회로 소자100: Electric hydraulic servo system
110: Reference signal generator
120: Position sensor unit
130: Hydraulic cylinder part
140: Hydraulic pressure supply
150: Electro-hydraulic servo valve part
160:
161:
162:
163: Circuit element

Claims (13)

유압이 인가되는 유압실린더부;
유압실린더부에 유압을 제공하는 유압 제공부;
유압 실린더부의 실린더의 위치정보를 측정하는 위치센서부;
유압실린더부에 제공되는 유압을 조절하는 전기 유압 서보밸브부; 및
전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하고 비례 적분 제어를 이용하여 전기 유압 서보밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
제어부는,
기준신호와 측정된 실린더의 위치정보신호를 이용하여 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하여 산출된 모델예측 제어신호를 출력하는 제1 제어부; 및
제1 제어부로부터 출력된 신호에 비례 적분 제어를 적용한 비례적분 제어신호를 출력하여 전기 유압 서보밸브를 제어하는 제2 제어부;를 포함하며,
입력 신호의 주파수가 제1 임계값 이상일 경우, 제1 제어부 및 제2 제어부 중 제1 제어부만 동작하도록 제어하고,
일정 시간당 입력 신호 강도의 변화량이 제2 임계값 이상일 경우, 제1 제어부 및 제2 제어부 중 제2 제어부만 동작하도록 제어하며,
입력 신호의 주파수가 제1 임계값 미만이고 일정 시간당 입력 신호 강도의 변화량이 제2 임계값 미만일 경우, 제1 제어부 및 제2 제어부가 함께 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 서보 시스템.
A hydraulic cylinder portion to which hydraulic pressure is applied;
A hydraulic pressure supplier for supplying hydraulic pressure to the hydraulic cylinder;
A position sensor unit for measuring position information of the cylinder of the hydraulic cylinder;
An electrohydraulic servo valve unit for regulating a hydraulic pressure supplied to the hydraulic cylinder; And
And a controller for predicting an operation model of the electrohydraulic servo system and controlling the electrohydraulic servo valve using proportional integral control,
The control unit,
A first controller for predicting an operation model of the electrohydraulic servo system using the reference signal and the position information signal of the measured cylinder, and outputting the calculated model predictive control signal; And
And a second controller for controlling the electrohydraulic servo valve by outputting a proportional integral control signal to which the proportional integral control is applied to the signal output from the first control unit,
When the frequency of the input signal is equal to or greater than the first threshold value, controlling only the first control unit of the first control unit and the second control unit to operate,
Controls only the second control unit of the first control unit and the second control unit to operate only when the variation amount of the input signal intensity per a predetermined time is equal to or greater than the second threshold value,
And controls the first controller and the second controller to operate together when the frequency of the input signal is less than the first threshold value and the amount of change in the input signal intensity per predetermined time is less than the second threshold value.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
제1 제어부와 제2 제어부는 서로 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 유압 서보 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the first control unit and the second control unit are connected in series with each other.
청구항 3에 있어서,
제1 제어부와 제2 제어부의 사이에 배치되어 제1 제어부로부터 출력된 신호에서 전기 유압 서보 시스템의 피드백신호를 제외시키는 회로소자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 서보 시스템.
The method of claim 3,
And a circuit element disposed between the first control unit and the second control unit to exclude a feedback signal of the electrohydraulic servo system from the signal output from the first control unit.
청구항 1에 있어서,
제1 제어부는,
아래의 수식을 이용하여 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 서보 시스템.
Figure 112018096623346-pat00003

The method according to claim 1,
The first control unit,
Wherein an operating model of the electrohydraulic servo system is predicted using the following equation.
Figure 112018096623346-pat00003

 청구항 5에 있어서,
제1 제어부는,
일정 범위의 주파수를 포함하는 입력신호를 인가하여 전기 유압 서보 시스템의 출력값을 획득하고, 입력신호 및 출력값에 최소 자승법을 적용하여 a1 내지 a7의 값을 산출함으로써 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 서보 시스템.
The method of claim 5,
The first control unit,
An output signal of the electrohydraulic servo system is obtained by applying an input signal including a certain range of frequencies and a value of a 1 to a 7 is calculated by applying a least squares method to the input signal and the output value, Wherein the predicted value is obtained by the following equation:
청구항 1에 있어서,
제2 제어부는,
Ziegler-Nichols 방법을 사용하여 제1 제어부로부터 출력된 신호에 비례 적분 제어를 적용하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 서보 시스템.
The method according to claim 1,
The second control unit,
And the proportional integral control is applied to the signal output from the first control unit using the Ziegler-Nichols method.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 전기 유압 서보 시스템의 제어방법에 있어서,
기준신호와 측정된 실린더의 위치신호를 이용하여 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하여 산출된 모델예측 제어신호를 출력하는 제1 제어 단계; 및
제1 제어단계에서 출력된 신호에 비례 적분 제어를 적용한 비례적분 제어신호를 출력하여 전기 유압 서보밸브를 제어하는 제2 제어 단계;를 포함하고,
제1 제어단계 및 제2 제어단계는,
입력 신호의 주파수가 제1 임계값 이상일 경우, 제1 제어 단계 및 제2 제어 단계 중 제1 제어 제어단계만 동작하고,
일정 시간당 입력 신호 강도의 변화량이 제2 임계값 이상일 경우, 제1 제어단계 및 제2 제어 단계 중 제2 제어단계만 동작하며,
입력 신호의 주파수가 제1 임계값 미만이고 일정 시간당 입력 신호 강도의 변화량이 제2 임계값 미만일 경우, 제1 제어단계 및 제2 제어단계가 함께 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 서보 시스템 제어방법.
A control method for an electric hydraulic servo system,
A first control step of predicting an operation model of the electrohydraulic servo system using the reference signal and the position signal of the measured cylinder and outputting the calculated model predictive control signal; And
And a second control step of controlling the electrohydraulic servo valve by outputting a proportional integral control signal to which the proportional integral control is applied to the signal output in the first control step,
The first control step and the second control step,
When the frequency of the input signal is equal to or greater than the first threshold value, only the first one of the first control step and the second control step is operated,
Only the second control step of the first control step and the second control step is operated when the variation amount of the input signal intensity per a predetermined time is equal to or greater than the second threshold value,
And controls the first control step and the second control step to operate together when the frequency of the input signal is less than the first threshold value and the variation amount of the input signal intensity per predetermined time is less than the second threshold value Way.
기준신호와 측정된 실린더의 위치신호를 이용하여 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하여 산출된 모델예측 제어신호를 출력하는 제1 제어 단계; 및
제1 제어단계에서 출력된 신호에 비례 적분 제어를 적용한 비례적분 제어신호를 출력하여 전기 유압 서보밸브를 제어하는 제2 제어 단계;를 포함하고,
제1 제어단계 및 제2 제어단계는,
입력 신호의 주파수가 제1 임계값 이상일 경우, 제1 제어 단계 및 제2 제어 단계 중 제1 제어 제어단계만 동작하고,
일정 시간당 입력 신호 강도의 변화량이 제2 임계값 이상일 경우, 제1 제어단계 및 제2 제어 단계 중 제2 제어단계만 동작하며,
입력 신호의 주파수가 제1 임계값 미만이고 일정 시간당 입력 신호 강도의 변화량이 제2 임계값 미만일 경우, 제1 제어단계 및 제2 제어단계가 함께 동작하도록 제어하는 전기 유압 서보 시스템 제어방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
A first control step of predicting an operation model of the electrohydraulic servo system using the reference signal and the position signal of the measured cylinder and outputting the calculated model predictive control signal; And
And a second control step of controlling the electrohydraulic servo valve by outputting a proportional integral control signal to which the proportional integral control is applied to the signal output in the first control step,
The first control step and the second control step,
When the frequency of the input signal is equal to or greater than the first threshold value, only the first one of the first control step and the second control step is operated,
Only the second control step of the first control step and the second control step is operated when the variation amount of the input signal intensity per a predetermined time is equal to or greater than the second threshold value,
When the frequency of the input signal is less than the first threshold value and the variation amount of the input signal intensity per predetermined time is less than the second threshold value, the first control step and the second control step are operated together A computer-readable recording medium containing a computer program.
전기 유압 서보 시스템에 있어서,
기준신호와 측정된 실린더의 위치신호를 이용하여 전기 유압 서보 시스템의 동작 모델을 예측하여 산출된 모델예측 제어신호를 출력하는 제1 제어부; 및
제1 제어부로부터 출력된 신호에 비례 적분 제어를 적용한 비례적분 제어신호를 출력하여 전기 유압 서보밸브를 제어하는 제2 제어부;를 포함하고,
입력 신호의 주파수가 제1 임계값 이상일 경우 제1 제어부 및 제2 제어부 중 제1 제어부만 동작하도록 제어하고, 일정 시간당 입력 신호 강도의 변화량이 제2 임계값 이상일 경우 제1 제어부 및 제2 제어부 중 제2 제어부만 동작하도록 제어하며, 입력 신호의 주파수가 제1 임계값 미만이고 일정 시간당 입력 신호 강도의 변화량이 제2 임계값 미만일 경우 제1 제어부 및 제2 제어부가 함께 동작하도록 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 서보 시스템.
In an electric hydraulic servo system,
A first controller for predicting an operation model of the electric hydraulic servo system using the reference signal and the position signal of the measured cylinder, and outputting the calculated model predictive control signal; And
And a second controller for controlling the electrohydraulic servo valve by outputting a proportional integral control signal to which the proportional integral control is applied to the signal output from the first control unit,
When the frequency of the input signal is equal to or greater than the first threshold value, controlling only the first control unit of the first control unit and the second control unit to operate, and when the variation amount of the input signal intensity per predetermined time is equal to or greater than the second threshold value, A controller for controlling only the second control unit to operate so that the first control unit and the second control unit operate together when the frequency of the input signal is less than the first threshold value and the variation amount of the input signal intensity per predetermined time is less than the second threshold value; Further comprising: an electric hydraulic servo system for driving the electric motor.
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