[實用新型]用于控制雙作用氣動致動器的裝置和系統

有效

• 申請號: 201821606443.5
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN210003906U
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: C·S·梅茨徹克;M·R·方丹;K·W·瓊克;D·L·施密德
• 申請（專利權）人: 費希爾控制產品國際有限公司
• 主分類號: F16K31/122
• 分類號: F16K31/122
• 代理公司: 72002 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 胡欣

1.一種用于控制雙作用氣動致動器的裝置，其特征在于，所述致動器包括致動活塞和兩個氣動腔室，其中，一個腔室中的壓力在一個方向上對活塞施加力，而另一個腔室中的壓力在相反方向上對所述活塞施加力，并且所述裝置包括：

接口，其被配置為獲得對所述致動器的剛度的數字指標的約束并獲得針對所述致動器的位置的設定點；

位置傳感器，其被配置為測量所述致動器的位置；

處理單元，其被配置為計算所述致動器的剛度的數字指標，以及鑒于對所述致動器的剛度的數字指標的約束來計算控制信號以調節所述兩個氣動腔室中的壓力，以便使所述致動器的所述位置的誤差最小化；以及

換能器，其被配置為響應于所述控制信號來激活氣動設備以調節所述致動器的所述氣動腔室中的壓力。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：

所述接口還被配置為獲得針對所述致動器的剛度的數字指標的設定點；以及

所述處理單元還被配置為：計算所述控制信號，以便同時使所述致動器的所述位置的誤差和所述致動器的剛度的數字指標的誤差最小化。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述處理單元還被配置為：針對所述兩個控制信號中的每一個控制信號，計算以下各項的加權和：(i)所述致動器的所述位置的誤差、(ii)所述致動器的速度、以及(iii)所述致動器的剛度的數字指標的誤差。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括：

壓力傳感器，其被配置為測量所述致動器的所述氣動腔室中的每一個氣動腔室中的壓力，

其中，測量到的壓力被用于計算所述致動器的剛度的數字指標。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述處理單元還被配置為：使用所述兩個氣動腔室中的壓力的加權和來計算所述致動器的剛度的數字指標。

6.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述處理單元還被配置為：通過對所述兩個氣動腔室中的壓力求平均來計算所述致動器的剛度的數字指標。

7.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于：

所述接口還被配置為獲得針對所述致動器的剛度的數字指標的設定點；以及

所述處理單元還被配置為：計算所述控制信號以便同時使所述致動器的所述位置的誤差和所述致動器的剛度的數字指標的誤差最小化。

8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述處理單元還被配置為：針對所述控制信號中的每一個控制信號，計算以下各項的加權和：(i)所述致動器的所述位置的誤差、(ii)所述致動器的速度、以及(iii)所述致動器的剛度的數字指標的誤差。

9.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述換能器還被配置為：激活所述氣動設備中的每一個氣動設備以在與對應的控制信號的幅度相一致的持續時間內提供恒定的流動速率。

10.一種用于控制雙作用氣動致動器的系統，其特征在于，所述系統包括：

接口，其被配置為獲得針對所述致動器的位置的設定點并獲得對所述致動器的剛度的數字指標的約束；

位置傳感器，其被配置為測量所述致動器的所述位置；

兩個壓力傳感器，其被配置為測量所述致動器的兩個氣動腔室中的每一個氣動腔室中的壓力，所述兩個壓力傳感器包括：被配置為測量指示第一腔室中的壓力的值的第一傳感器以及被配置為測量指示第二腔室中的壓力的值的第二傳感器；

電子處理單元，其被配置為使用指示所述兩個氣動腔室中的壓力的測量值來計算所述致動器的剛度的數字指標，以及鑒于對所述致動器的剛度的數字指標的約束來計算電控制信號以調節所述兩個氣動腔室中的壓力，以便使所述致動器的所述位置的誤差最小化；以及

換能器，其用于將所述電控制信號轉換成氣動控制信號，所述換能器被配置為根據所述電控制信號來調節所述致動器的所述兩個氣動腔室中的壓力。