自動調諧電動液壓閥的製作方法

2024-02-05 15:14:15 1

自動調諧電動液壓閥的製作方法
【專利摘要】流量控制閥包含外殼，其包含流體入口、流體出口、第一工作埠和第二工作埠。外殼限定閥芯腔和先導閥芯腔。主級閥芯被布置在閥芯腔內。先導級閥芯被布置在先導閥芯腔內。先導級閥芯與主級閥芯有選擇地流體連通。微處理器包含控制器，控制器具有約束結構控制器和補償控制器。約束結構控制器和補償控制器的輸出相加，以形成被傳送到先導級閥芯的電氣信號。
【專利說明】自動調諧電動液壓閥
[0001 ] 本申請是中國專利申請200980130458.6的分案申請，原申請的國際申請日為2009年6月11日， 優先權日:為2008年6月11日，進入中國國家階段日期為2011年2月9日，發明名稱為「自動調諧電動液壓閥」。
[0002]本申請在2009 年 6 月 11 日以伊頓公司、QingHui Yuan、Chris Schottler、WadeGehlhoff, Hong Singhania的名義提交為PCT國際專利申請，伊頓公司為一家美國國營公司，其為除美國以外的所有指定國的 申請人:，QingHui Yuan為中國公民,Chris Schottler>Wade Gehlhoff為美國公民，Hong Singhania為中國公民,他們為指定國美國的 申請人:。
[0003]相關申請的交叉引用
[0004]本申請要求2008年6月11日提交的名為「Tuning Method by UsingSimultaneous Perturbation Stochastic Approximately (SPSA) 」 的美國臨時專利申請Serial N0.61/060, 601 以及 2008年 8 月 8 日提交的名為「Auto-Tuning Electro-HydraulicValve」的美國臨時專利申請Serial N0.61/087, 608的優先權。上述公開全文併入此處作
為參考。
【背景技術】
[0005]電動液壓閥用在許多工業和移動應用中。如果電動液壓閥需要維護或更換，被維護或更換的電動液壓閥將需要調諧(tuning)以用於該系統。這種調諧典型地手工完成。然而，電動液壓閥的手工調諧為終端用戶帶來長的機器停工時間。

【發明內容】

[0006]本公開的一個實施形態涉及兩級流量控制閥的控制器。控制器包含約束結構(restricted structured)控制器和補償控制器。約束結構控制器和補償控制器的輸出相力口，以形成被傳送到先導級閥芯(pilot stage spool)的電氣信號。
[0007]本公開的另一實施形態涉及一種具有外殼的流量控制閥，外殼包含流體入口、流體出口、第一工作埠、第二工作埠。外殼限定了閥芯腔和先導閥芯腔。主級閥芯被布置在閥芯腔中。先導級被布置在先導閥芯腔中。先導級閥芯與主級閥芯有選擇地流體聯通。微處理器包含具有約束結構控制器和補償控制器的控制器。約束結構控制器和補償控制器的輸出相加，構成傳送到先導級閥芯的電氣信號。
[0008]本公開的另一實施形態涉及一種對控制器的多個增益進行最優化的方法。該方法包含限定控制參數的第一增益。控制參數的第二增益被限定。第一與第二增益以及控制參數被控制器用於產生用於裝置的命令信號。為第一增益選擇低點和高點。為第二增益選擇低點和高點。第一增益的低點和高點中的每一個與第二增益的低點和高點中的每一個組合。對於各個組合，計算在裝置的實際系統參數和希望的系統參數之間的誤差。實際系統參數為命令信號的函數。選擇產生最低誤差的組合。所選組合的第一與第二增益的值用在後續的迭代中。
[0009]本公開的另一實施形態涉及一種對約束結構控制器的控制參數進行最優化的方法。該方法包含以第一迭代的第一時間間隔評價成本函數(cost function)。計算控制參數。以第一迭代的第二時間間隔評價成本函數。更新控制參數。以第一迭代的第三時間間隔評價成本函數。進行迭代分析。迭代分析將第一迭代與先前的迭代進行比較，並將控制參數的值設置為在第一迭代中計算的控制參數值和在先前迭代中計算的控制參數之中的一個。
[0010]在下面的介紹中將給出多個附加實施形態。這些實施形態可涉及個體特徵以及特徵的組合。將會明了，前面的一般介紹和後面的詳細介紹僅僅是示例性和闡釋性的，不對這裡公開的實施例所基於的一般構思進行限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為液壓系統的原理圖，其具有作為根據本公開的原理的實施形態的實例的特徵；
[0012]圖2為流量控制閥組件的原理圖，該組件適合用在圖1的液壓系統中；
[0013]圖3為控制器的原理圖，該控制器適合用在圖2中的流量控制閥組件中；
[0014]圖4為對圖2的流量控制閥組件進行自動調諧的方法；
[0015]圖5為初始化圖4中的自動調諧處理的處理；
[0016]圖6為驗證圖4中的自動調諧處理的初始化的處理；
[0017]圖7為校準圖2的流量控制閥組件的系統參數的處理；
[0018]圖8為圖2的流量控制閥組件的截面圖；
[0019]圖9為識別參數的處理；
[0020]圖10為自動調諧處理的自動調諧級的原理圖；
[0021]圖11為自動調諧控制器的控制參數的處理；
[0022]圖12為對控制參數進行最優化的調諧處理的圖表；
[0023]圖13為用於對控制器的控制參數進行最優化的第一處理；
[0024]圖14為在自動調諧處理中衰減振蕩的處理。
【具體實施方式】
[0025]下面將詳細介紹附圖所示的本公開的示例性實施形態。其中，可能的話，貫穿附圖用相同的參考標號表不同樣或類似的結構。
[0026]現在參照圖1，示出了一般地用10表示的液壓系統的原理圖。在所討論的實施例中，液壓系統10包含貯器12、在這裡被示為固定位移泵的流體泵14、一般地用16表示的第一裝置以及一般地用18表示的第二裝置。在本公開的一個實施形態中，第一裝置16為流量控制閥組件，第二裝置18為致動器，在這裡被示為線性致動器或汽缸。
[0027]在所討論的實施例中，致動器18包含活塞20，其將致動器18的內腔22分隔為第一室24和第二室26。儘管致動器18在本公開中被介紹為線性致動器，將會明了，液壓系統10的致動器18不限於線性致動器，因為致動器18可作為替代地為旋轉致動器(例如電動機等等)。
[0028]在所討論的實施例中，流量控制閥組件16為電動液壓控制閥。流量控制閥組件16包含多個埠，其包括:供給埠 28，適用於與流體泵14流體連通；儲槽(tank)埠 30，適用於與貯器12流體連通；第一工作埠 32a ;第二工作埠 32b。第一工作埠 32a與致動器18的第一室24流體連通，第二工作埠 32b與致動器18的第二室26流體連通。
[0029]在所討論的實施例中，當流量控制閥組件16允許供給埠 28和第一工作埠 32a之間以及儲槽埠 30與第二工作埠 32b之間的流體連通時，來自流體泵14的加壓流體經流量控制閥組件16流入致動器18的第一室24，同時，來自致動器18的第二室26的流體流入貯器12。這種流體連通導致致動器18的擴張。作為替代，當流量控制閥組件16允許儲槽埠 30和第一工作埠 32a之間以及供給埠 28與第二工作埠 32b之間的流體連通時，來自流體泵14的加壓流體經流量控制閥組件16流入致動器18的第二室26，同時，來自第一室24的流體流入貯器12。這種流體連通導致致動器18的收縮。
[0030]現在參照圖2，示出了流量控制閥組件16的示例性實施例的原理圖。在圖2的所示出的實施例中，流量控制閥組件16被布置為雙閥芯兩級閥。然而，將會明了，本公開的範圍不限於作為雙閥芯兩級閥的流量控制閥組件16。
[0031]流量控制閥組件16包含:第一主級閥芯20a，其與第一先導級閥芯22a流體連通；第二主級閥芯20b，其與第二先導級閥芯22b流體連通。第一與第二先導級閥芯22a、22b的位置分別受到電磁致動器24a、24b的控制。在所討論的實施例中，電磁致動器24a、24b為音圈。由於第一與第二主級閥芯20a、20b在所討論的實施例中實質上類似，第一與第二主級閥芯20a、20b將根據上下文的需要以單數或複數形式統稱為主級閥芯20。類似地，第一與第二先導級閥芯22a、22b以及第一與第二電磁致動器24a、24b將根據上下文的需要以單數或複數形式分別統稱為先導級閥芯22和電磁致動器24。然而，將會明了，本公開的範圍不限於實質上類似的第一與第二主級閥芯20a與20b、第一與第二先導級閥芯22a與22b以及第一與第二電磁致動器24a與24b。
[0032]主級閥芯20受到先導致動。當加壓流體被供到主級閥芯20的第一末端34a時，主級閥芯20被致動到第一位置36。當加壓流體被供到主級閥芯20的相反的第二末端34b時，主級閥芯20被致動到第二位置38。在第一位置36上，流體從供給埠 28被傳送到工作埠 32。在第二位置38上，流體從工作埠 32被傳送到儲槽埠 30。在所討論的實施例中，主級閥芯20被布置在主級閥芯20的各個末端34上的彈簧40偏置到中性位置N。
[0033]通過調節作用在主級閥芯20的末端34上的流體壓力，先導級閥芯22的位置控制主級閥芯20的位置。除了控制工作埠 32與供給埠 28還是儲槽埠 30流體連通以外，主級閥芯20的位置控制流體到工作埠 32的流速。先導級閥芯22響應於由電磁致動器接收到的電氣信號而被致動。在所討論的實施例中，電磁致動器24所接收的電氣信號為脈寬調製(PWM)信號。脈寬調製信號為方波，其脈寬可被調製，以便改變波形的值(即PWM值)。通過改變PWM值，先導級閥芯22可得到更為準確的定位和控制。
[0034]流量控制閥組件16還包含微處理器41。微處理器41包含控制器42。在所討論的實施例中，控制器42有選擇地向先導級閥芯22提供命令信號44。在本公開的一個實施形態中，命令信號44為電氣信號44。在本公開的另一實施形態中，電氣信號44為PWM信號。響應於P麗信號44，先導級閥芯22被致動，使得加壓流體被傳送到主級閥芯20各自的一個末端34。
[0035]在所討論的實施例中，控制器42響應於從液壓系統10和/或從液壓系統10的操作者接收到的信息來提供PWM信號44。控制器42接收關於與希望的系統輸出(例如致動器18的位置，到致動器18的流量等)對應的希望的系統參數的信息以及關於實際系統參數的信息。對應的希望系統輸出(或設置點)可由操作者以多種方式輸入，包括但不限於操作者使用的操縱杆或通過鍵盤。實際系統參數可從流量控制閥組件16中的任何傳感器或從液壓系統10中的任何傳感器接收。例如，在一個實施例中，控制器42分別接收來自第一與第二閥芯位置傳感器48a、48b的關於第一與第二主級閥芯20a、20b的位置的信息。在此實施例中，第一與第二位置傳感器48a、48b可以為、但不限於線性可變差動變送器(LVDT)。在此實施例中，控制器42的特徵可為閥芯位置控制器。在另一實施例中，控制器42接收來自第一與第二壓力傳感器50a、50b的信息。在此實施例中，壓力傳感器50a、50b被布置在工作埠 32中。在此實施例中，控制器42的特徵可為壓力控制器。在另一實施例中，控制器42可以為閥芯位置與壓力控制器。
[0036]現在參照圖3，示出了控制器42的原理圖。控制器42包含約束結構控制器(例如PI控制器，PID控制器等)52。約束結構控制器52接收希望的系統參數和實際系統參數，並輸出電氣信號54。儘管來自約束結構控制器52的電氣信號54自身可被用作PWM信號，這樣的電氣信號54不能將流量控制閥組件16中固有的非線性考慮在內。結果，這樣的電氣信號，如果單獨地用作PWM信號，可能是不準確或效率低下的。因此，控制器42還包含補償控制器56，以便補償這些系統非線性。來自約束結構控制器52和補償控制器56的輸出相加，以形成用於控制先導級閥芯22的PWM信號44。
[0037]控制器42適用於產生PWM信號44，使得PWM信號44對應於流量控制閥組件16的希望的性能特性。例如，如果操作者或製造者相信流量控制閥組件16的響應性比準確性更重要，控制器42的控制參數可被最優化以實現該結果。然而，如果準確性更為重要，則控制器42的控制參數可被最優化，以使得如傳感器所測量的實際系統參數(例如實際主級閥芯位置等)和希望系統參數(例如希望的主級閥芯位置等)之間的誤差最小化。
[0038]控制參數受到多個因素的影響，這些因素包括但不限於流量控制閥組件16的製造公差、流量控制閥組件16的組裝以及流量控制閥組件16上的負載條件。結果，控制參數需要被調諧或調節到最優值，以便實現希望的控制響應。然而，如果控制參數被不正確地選擇，流量控制閥組件16可變得不穩定。
[0039]儘管控制參數可手工調節或調諧，這樣的方法可能是不精確、不可重複、主觀且效率低下的。因此，將介紹流量控制閥組件16自身對控制器42的控制參數進行調諧的處理。
[0040]現在參照圖4，示出了用於流量控制閥組件16的控制器42的自動調諧處理200。在所討論的實施例中，自動調諧處理200由液壓系統10的操作者初始化。如果流量控制閥組件16的先導級閥芯22中的任一個已經被更換，或者，如果操作者注意到流量控制閥組件16性能中的劣化，操作者可初始化自動調諧處理200。
[0041]由於流量控制閥組件16自身調諧或自身調節控制器42的控制參數，流量控制閥組件16是可以現場維護的。由於流量控制閥組件16是可以現場維護的，流量控制閥組件16可在現場相對較為迅速地安裝、修理或更換，這為終端用戶帶來了減小的系統停機時間。
[0042]自動調諧處理200包含多個級(stage)。在每個級中，一組參數被識別和/或調諧。這組參數於是被用在後續的級中。這種多級方法可能是有利的，因為其允許問題被局部化到給定的級。
[0043]現在參照圖4和5，自動調諧處理200的第一級210為初始化級。在所討論的實施例中，液壓系統10的操作者基於對多種條件的響應對自動調諧處理200進行初始化。如上面所提供的，如果流量控制閥組件16的性能劣化，如步驟212中所提供的那樣，或者，如果部件(例如先導級閥芯22等)已經被更換，如步驟214中所提供的那樣，操作者可初始化自動調諧處理200。
[0044]現在參照圖4和6，在自動調諧處理200已經被初始化之後，自動調諧處理200進行到驗證級220。在驗證級220中，流量控制閥組件16的液壓和電子條件被測量，以評估自動調諧處理200是否能進行。例如，微處理器41接收來自壓力傳感器50的信息，以評估工作埠 32上是否存在加壓流體或評估是否存在從流體泵14供到流量控制閥組件16的加壓流體，如步驟222中所提供的那樣。在步驟224中，微處理器41將此接收到的信息與自動調諧處理200的繼續所需要的壓力限制值或範圍進行比較。如果來自壓力傳感器50的壓力讀數在限制值的範圍內，自動調諧處理200能進行。
[0045]現在參照圖4和7，自動調諧處理200的第三級230為系統校準級。在自動調諧處理200的系統校準級230中，來自與流量控制閥組件16的微處理器41通信的傳感器的測量用於對系統參數進行校準。在流量控制閥組件16的製造過程中，這些系統參數的初始值被存儲在流量控制閥組件16的非易失性存儲器單元60中。這些初始值在組件測試過程中獲得。
[0046]在系統校準級230中，對於步驟232中的這種系統參數中的至少某些，流量控制閥組件16的傳感器向微處理器41提供讀數。基於這些讀數，微處理器41對其餘的系統參數進行校準。例如，來自第一與第二位置傳感器48a、48b的測量可用於評價流量控制閥組件16的各個主級閥芯20的機械中心(mechanical center) 62。採用這種機械中心62值,微處理器41校準從機械中心62到主級閥芯20的壓力邊緣64以及儲槽邊緣66的距離。控制器42使用這些讀數和校準值，以便產生來自補償控制器56的補償信號。這些值各自將在下面更為詳細地介紹。
[0047]現在參照圖8，示出了流量控制閥組件16的截面圖。主級閥芯20的機械中心62對應於當零電流被供到先導級閥芯22時主級閥芯20的位置。在零電流被供到先導級閥芯22的情況下，主級閥芯20被布置在主級閥芯20的末端34上的彈簧40放在中心。
[0048]壓力邊緣64對應於從機械中心62到這樣的軸向位置的軸向距離:在該位置上，孔口(orifice)打開，使得流體從供給埠 28流通到工作埠 32。儲槽邊緣66對應於從機械中心62到這樣的軸向位置的軸向距離:在該位置上，孔口打開，使得流體從工作埠 32流通到儲槽埠 30。
[0049]現在參照圖7和8，在零電流被供到先導級閥芯22的情況下，在步驟232中，位置傳感器48向微處理器41提供與主級閥芯20的位置有關的第一讀數。在步驟234中，微處理器41將此第一讀數與存儲在非易失性存儲器單元60中的機械中心62的初始值相比較。如果第一讀數不同於存儲在非易失性存儲器單元60中的，在步驟236中，微處理器41更新存儲在非易失性存儲器單元60中的此值，並在步驟238中，基於壓力邊緣值64和儲槽邊緣值66與機械中心62之間的關係，對壓力邊緣值64和儲槽邊緣值66進行校準。微處理器41於是對存儲在非易失性存儲器單元中的系統參數進行更新，以便反映這些新的值。
[0050]儘管機械中心62可基於先導級閥芯22的安裝變異而變化，機械中心62和壓力邊緣64以及儲槽邊緣66之間的關係一般保持為恆定。結果，在所討論的實施例中，壓力邊緣64和儲槽邊緣66的值可由第一讀數基於由存儲在非易失性存儲器單元60中的初始值獲得的機械中心62和壓力邊緣64以及儲槽邊緣66之間的關係而得到校準。
[0051]例如，如果流量控制閥組件16具有對於機械中心62的初始值100、對於壓力邊緣的初始值1100以及對於儲槽邊緣的初始值-900，機械中心62和壓力邊緣64以及儲槽邊緣66之間的關係通過取壓力邊緣64與機械中心62以及儲槽邊緣66與機械中心62之間的差來計算。在此實例中，壓力邊緣64與機械中心62之間的差為1000，而儲槽邊緣66與機械中心62之間的差為-1000。如上面所提供的，這些差應當一般保持為不變。
[0052]在上面的實例中，如果自動調諧處理200被初始化且位置傳感器48的第一讀數指示機械中心62等於200，微處理器41可基於初始值中的差來校準壓力邊緣64和儲槽邊緣66。例如，在上面的實例中，微處理器41可通過將機械中心62的新值(即200)加到機械中心62和壓力邊緣64之間的初始差(即1000)來計算新的壓力邊緣值。在這種方案中，壓力邊緣的新值可以為1200 (即200+1000)。類似地，微處理器41可通過將機械中心62的新值(即200)加到機械中心62和儲槽邊緣66之間的初始差(即-1000)來計算新的儲槽邊緣值。在這種方案中，壓力邊緣的新值可以為-800 (即200+ (-1000))。一旦這些值已經計算出，這些值被更新或存儲在非易失性存儲器單元60中。
[0053]現在參照圖4、8、9，自動調諧處理200的下一級為確定關鍵系統參數240。在此級240中，關鍵系統參數被確定，用於後面的級。在所討論的實施例中，這些關鍵系統參數中的一個為驅動先導級閥芯22通過先導級閥芯22被布置的腔70的過渡區域(transitionarea) 68所需要的PWM值。
[0054]在所討論的實施例中，腔70包含第一先導壓力埠 72a和第一致動埠 74a之間的第一過渡區域68a，其與主級閥芯20被布置的閥芯腔78的第一室76a流體連通。腔70還包含第二先導壓力埠 72b和第二致動埠 74b之間的第二過渡區域68b，其與閥芯腔78的第二室76b流體連通。由於先導級閥芯22不與位置傳感器相關聯，驅動先導級閥芯22通過過渡區域68的PWM值被記錄在非易失性存儲器單元60中，以便基於所希望的系統輸出在腔70中準確定位先導級閥芯22。
[0055]在圖9中，示出了用於確定驅動先導級閥芯22通過第一與第二過渡區域68a、68b分別需要的第一與第二 PWM偏移值PWM_P、PWM_T的方法300。這些第一與第二 PWM偏移值PWM_P、PWM_T中的一個由補償控制器56用作補償信號，該信號與來自約束結構控制器52的電氣信號54相加，形成PWM信號44。第一 PWM偏移值PWM_P通過獲取將先導級閥芯22移動橫越第一過渡區域68a、使得孔口打開、將第一先導壓力埠 72a連接到第一致動器埠74a需要的PWM值來確定。
[0056]在步驟302中，補償控制器56獲取如系統校準級230中所確定的來自非易失性存儲器單元60的機械中心62。在步驟304中，主級閥芯20的第一位置通過將正值加到機械中心62計算得到。例如，第一位置可通過將50um的正值加到機械中心62來計算。
[0057]在步驟306中，先導級閥芯22使用第一 PWM偏移值PWM_P來致動，使得先導壓力被傳送到閥芯腔78的第一室76a。在步驟308中，位置傳感器48向補償控制器56提供關於主級閥芯20的位置的信息。在步驟310中，低增益控制器(例如比例-積分(PI)控制器等)被補償控制器56用於確定將主級閥芯20穩定在第一位置需要的第一 PWM偏移值PWM_Po在步驟312中，一旦主級閥芯20已被穩定達給定的時間段，第一 PWM偏移值PWM_P被記錄在非易失性存儲器單元60中。
[0058]在驅動先導級閥芯22通過第一過渡區域68a所需要的第一 PWM偏移值PWM_P被記錄之後，確定驅動先導級閥芯22通過第二過渡區域68b所需要的第二 PWM偏移值PWM_T。用於這種確定的步驟類似於方法300的步驟。然而，在步驟304中，位置使用負值來計算，在步驟306中，先導級閥芯22被致動，使得先導壓力被傳送到閥芯腔78的第二室76b。
[0059]再次參照圖3，補償控制器56使用機械中心和來自位置傳感器48的主級閥芯20的位置來確定將第一 PWM偏移值PWM_P還是第二 PWM偏移值用作補償信號。如果相較於儲槽邊緣66、位置傳感器48所測量的主級閥芯20的位置更接近於壓力邊緣64，補償控制器使用第一 PWM偏移值PWM_P。然而，如果相較於壓力邊緣64、位置傳感器48測量的主級閥芯20的位置更接近於儲槽邊緣66，補償控制器使用第二 PWM偏移值PWM_T。
[0060]現在參照圖4和10-12，自動調諧處理200的第五級250為自動調諧級。在所討論的實施例中，約束結構控制器52為比例積分(PI)控制器，在另一實施例中，約束結構控制器52為比例-積分-微分(PID)控制器。在另一實施例中，約束結構控制器為另一類型的控制器。
[0061]在PI控制器中，存在需要被自動調諧或最優化的兩個控制參數Θ (例如增益)。自動調諧級250對與約束結構控制器52相關聯的控制參數Θ進行自動調諧。自動調諧級250的原理圖在圖10中示出。
[0062]在圖10所示出的實施例中，約束結構控制器52從操作者接收希望的系統輸出(或設置點)yd，從流量控制閥組件16接收測量得到的輸出ym，從自動調諧模塊400接收自動調諧後的控制參數Θ。約束結構控制器52向流量控制閥組件16輸出命令信號U。
[0063]自動調諧模塊400接收:來自流量控制閥組件16的測量輸出ym，其由約束結構控制器52控制；來自基準模型402的輸出ymd，基準模型402代表操作者提供的希望的系統輸出yd和基準模型402的輸出ymd之間的希望的傳遞函數。基準模型402的輸出yMd代表來自流量控制閥組件16的希望的響應。
[0064]基於這些輸入，自動調諧模塊400對控制參數Θ進行最優化，其被提供給約束結構控制器52,以便使誤差最小化。
[0065]自動調諧模塊400使用調諧過程500，以便自動調諧或最優化與約束結構控制器52相關聯的控制參數Θ。調諧過程500的圖示在圖11中示出。調諧過程500的目的之一是使控制參數Θ最優化，使得來自流量控制閥組件16的測量輸出ym逼近基準模型402的
輸出Ymod。
[0066]在本公開的一個實施形態中，調諧過程500為基於時域的過程。在本公開的另一實施形態中，調諧過程500為基於階躍響應時域的(step response time domain based)過程。在本公開的再一實施形態中，階躍響應為閉環階躍響應。本公開的閉環階躍響應將希望的系統輸出yd用作階躍軌跡(step trajectory)(在圖12中最好地示出)。
[0067]調諧過程500包含成本函數公式化處理502和最優化處理504。調諧過程500的最優化處理504可被公式化為最優化公式:
[0068], = arS mJn 聯>η)，( 506 )
[0069]其中，θ *為使得成本函數L ( θ，η)對於所有η最小化的最優控制參數。[0070]成本函數L ( θ，η)被公式化以反映工業中使用的性能規範。在本公開一實施形態中，成本函數L ( θ，η)被公式化為將例如絕對誤差的積分、過衝、穩定時間、峰值誤差、其組合等等的性能規範考慮在內。在本公開一實施形態中，成本函數L ( θ，η)所考慮在內的性能為絕對誤差的積分、過衝、穩定時間。
[0071]在所討論的實施例中，成本函數L ( θ，η)由下面的成本函數公式來定義:
【權利要求】
1.一種對控制器的多個增益進行最優化的方法，該方法包含: 定義控制參數的第一增益； 定義控制參數的第二增益，其中，第一與第二增益以及控制參數被控制器用於產生用於裝置的命令信號； 對於第一增益選擇低點和高點； 對於第二增益選擇低點和高點； 將第一增益的低點和高點中的每一個與第二增益的低點和高點中的每一個組合；對於每個組合，計算裝置的實際系統參數和希望的系統參數之間的誤差，其中，實際系統參數為命令信號的函數； 選擇產生最低誤差的組合； 將所選擇的組合的第一與第二增益的值用在後續迭代中。
2.根據權利要求1的方法，還包含檢測命令信號中的變異。
3.根據權利要求2的方法，還包含如果變異在上下限制值之外，將命令信號設置為零。
4.根據權利要求1的方法，其中，裝置為電動液壓控制閥。
5.根據權利要求4的方法,其中,命令信號為PWM信號。
6.根據權利要求5的方法，其中，第一增益為比例增益。
7.根據權利要求6的方法，其中，第二增益為積分增益。
8.一種用於對約束結構控制器的控制參數進行最優化的方法，該方法包含: 在第一迭代的第一時間間隔上評價成本函數； 計算控制參數； 在第一迭代的第二時間間隔上評價成本函數； 計算控制參數； 在第一迭代的第三時間間隔上評價成本函數；以及 進行迭代分析，其中，迭代分析將第一迭代與先前迭代進行比較，並將控制參數的值設置為第一迭代中計算的控制參數值和先前迭代中計算的控制參數值中的一個。
9.根據權利要求8的方法，其中，迭代分析將第一迭代的第三時間間隔上的成本函數與先前迭代的第三時間間隔上的成本函數進行比較。
10.根據權利要求8的方法，其中，先前迭代緊鄰在第一迭代之前。
11.根據權利要求8的方法，其中，成本函數將絕對誤差的積分、過衝和穩定時間考慮在內。
12.根據權利要求8的方法,其還包含產生具有伯努利分布的向量。
13.根據權利要求12的方法,其還包含對伯努利分布進行歸一化。
14.根據權利要求8的方法，其還包含將控制參數的元素與上界以及下界進行比較。
【文檔編號】G05D7/06GK103645752SQ201310722058
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2009年6月11日 優先權日:2008年6月11日
【發明者】Q·袁, C·舍特勒爾, W·格羅夫, H·西格哈涅 申請人:伊頓公司