Verfahren und Anordnung zur Nachbildung eines definierten zeitlichen Bewegungsablaufs mit einer servohydraulischen Einrichtung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachbildung eines definierten zeitlichen Bewegungsablaufs, insbesondere zur Nachbildung eines vorgegebenen Beschleunigungsverlaufs, mit einer servohydraulischen Einrichtung, die aus einem Belastungszylinder, insbesondere einem Katapultzylinder, einem mehrstufigen Servoventil und einer Steuer- und Regeleinrichtung besteht, wobei der Bewegungsablauf des Belastungszylinders gesteuert wird und hierzu die letzte Stufe des Servoventils (Hauptstufe) in Wegregelung betrieben wird, wozu eine fester oder veränderlicher Sollwert vorgegeben wird, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] Bei den bisher bekannten Verfahren und Anordnungen zur Nachbildung eines definierten zeitlichen Bewegungsablaufs wurde z. B. bei servohydraulisch betriebenen Katapultzylindern die gewünschte Beschleunigung dadurch erreicht, daß der Weg des Kolbens bzw. der Kolbenstange des Katapultzylinders geregelt wurde. Der Kolbenweg bzw. der Weg der Kolbenstange bildet den Istwert für einen Regelkreis, der aus dem Katapultzylinder, einem Regler und dem Servoventil besteht. Nachteilig ist bei dieser Anordnung die erforderliche mehrfache Integration des Ausgangssignals für die Regelung so wie das unbefriedigende Nachfahrverhalten.

[0003] Bei einem weiteren bekannten Verfahren wurde zur Erzielung einer hohen Beschleunigung bei einer servohydraulischen Einrichtung das Servoventil voll geöffnet. Dies entspricht einer rechteckförmigen Ansteuerung des Ventils. Hierbei kann jedoch an einem angeschlossenen Belastungszylinder nur ein Beschleunigungsverlauf erzielt werden, der nach Ventilöffnung nicht mehr beeinflußbar ist.

[0004] Zur Nachbildung eines vorgegebenen Beschleunigungsverlaufs ist es bei servohydraulisch betriebenen Katapultzylindern bekannt, ein mehrstufiges Servoventil zur Steuerung des Katapultzylinders in Wegregelung zu betreiben. Hierbei wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß ein Servoventil im Prinzip ein Geschwindigkeitserreger ist, d. h. der Öffnung des Steuerschiebers des Servoventils entspricht unter bestimmten Bedingungen eine bestimmte Geschwindigkeit des Kolbens in einem angeschlossenen Betätigungszylinder. Durch die Stellung des Steuerschiebers im Servoventil kann der Geschwindigkeitsverlauf des Kolbens nun so eingestellt werden, daß ein vorgegebener zeitlicher Bewegungsablauf entsteht und z. B. eine bestimmte Beschleunigung nachgebildet wird. Dies trifft bei der bekannten Anordnung theoretisch auch zu für den Weg des Steuerschiebers der letzten Stufe des Servoventils und die Geschwindigkeit des Kolbens im Katapultzylinder. In der Praxis ist die Nachbildung der gewünschten Beschleunigungswerte bei dieser Anordnung jedoch unbefriedigend, selbst wenn durch Frequenzgang-Korrekturglieder in der Regeleinrichtung noch Anpassungen vorgenommen werden.

[0005] Bei einer bekannten elektrohydraulischen Steuereinrichtung mit einem Wegeventil (DE-A-2 523 600) wird der Lastdruck (Differenzdruck) eines Verbrauchers zur Sollwertkorrektur bei der Durchflußsteuerung verwendet. Die Einrichtung arbeitet mit mehreren Gebern und einem elektrischen Netzwerk. Die Druckrückführung dient dazu, die Steuereinrichtung gegenüber Verbraucherdruckschwankungen zu stabilisieren.

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zur Nachbildung eines definierten zeitlichen Bewegungsablaufs, insbesondere zur Nachbildung eines vorgegebenen Beschleunigungsverlaufs, mit einer servohydraulischen Einrichtung zu schaffen, womit die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Hierbei soll eine möglichst genaue Nachbildung des gewünschten Bewegungsablaufs an einem Betätigungszylinder möglich sein. Weiterhin soll das Nachfahrverhalten der Regelung verbessert werden. Für unterschiedliche Beschleunigungsformen sollen keine größeren Umrüstarbeiten an der Anordnung erforderlich sein.

[0007] Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 5 angegebenen Merkmale gelöst. Die weiteren Ansprüche enthalten zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.

[0008] Die Beeinflussung des Sollwertes für die Wegregelung des Servoventils hat den Vorteil, daß das Nachfahrverhalten des Wegregelkreises günstiger wird, weil die Verstärkung kleiner gewählt werden kann und damit leichter beherrschbar ist. Weiterhin ergeben sich Vorteile bei der Nachbildung unterschiedlicher Beschleunigungsformen und bei der Einstellung der Regeleinrichtung.

[0009] Je nach Betriebsbedingungen können bei den erfindungsgemäßen Vorschlägen zur Verbesserung des Sollwertes außer dem Lastdruck im Verbraucher als Einflußgrößen auch die Übertragungsfunktionen von einzelnen Komponenten der Anordnung, wie Servoventil, Regler und Belastungszylinder, berücksichtigt werden. Es können auch mehrere Einflußgrößen gleichzeitig berücksichtigt werden. Der Korrekturwert zur Verbesserung des Sollwertes kann als feste Funktion vorgegeben werden. Weiterhin ist es möglich, den vom Lastdruck abhängigen Korrekturwert fortlaufend zu bilden und den Sollwert fortlaufend zu verbessern.

[0010] Eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist im wesentlichen eine Kompensationsschaltung auf, die aus einer Rechenschaltung zur Bildung des Korrekturwertes und einer Multiplikationsstufe zur Multiplikation des Sollwertes und des Korrekturwertes besteht und deren Ausgang mit dem Eingang der Steuer- und Regeleinrichtung verbunden ist. In der Rechenschaltung können in geeigneter Weise Korrekturwerte für den Lastdruck und die dynamischen Übertragungsfunktionen von Einzelkomponenten der Anordnung gebildet werden.

[0011] Zur fortlaufenden Korrektur des Sollwertes wird am Belastungszylinder ein geeigneter Aufnehmer für den Lastdruck oder den Differenzdruck oder ein Aufnehmer für die Kolbenbeschleunigung angeschlossen und mit der Rechenschaltung verbunden. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, am Verbraucher einen zusätzlichen Hilfsregelkreis vorzusehen. Damit kann z. B. der Kolben im Belastungszylinder unabhängig vom Hauptregelkreis statisch verstellt werden.

[0012] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen Katapultzylinder mit einem mehrstufigen Servoventil, eine Regeleinrichtung für das Servoventil, eine Sollwertvorgabeeinrichtung und eine Kompensationsschaltung zur Sollwertbeeinflussung und in Fig. 2 eine modifirierte Sollwertkorrektur.

[0013] Der Katapultzylinder 20 ist fest in einer nicht dargestellten Aufnahmeeinrichtung eingebaut. Der vom Druckmittel beaufschlagte Kolben 21 des Zylinders wirkt über die Kolbenstange 22 beispielsweise auf einem Testschlitten 23 und erzeugt an diesem Testschlitten die gewünschten Wege, Geschwindigkeiten, Beschleunigungen usw. Die beiden Kolbenflächen des Kolbens 21 können gleich groß (Gleichlaufkolben bzw. -zylinder) oder ungleich groß (Differentialkolben bzw. -zylinder) ausgebildet sein.

[0014] Am Katapultzylinder 20 ist ein 4-stufiges Servoventil 1 mit den Ventilstufen 1a bis 1 d angebaut. An das 2-stufige Vorsteuerventil 1a, b schließt sich die dritte Ventilstufe 1 und das Hauptventil 1d (vierte Stufe) an. Das Hauptventil ist über Druckmittelzuführungsleitungen 2 mit dem Katapultzylinder 20 verbunden. Es kann zweckmäßigerweise auch unmittelbar am Katapultzylinder angeordnet und beispielsweise über geeignete Bohrungen mit dem Zylinder verbunden sein.

[0015] Das 2-stufige Vorsteuerventil 1a, b ist als 2-stufiges Servoventil oder als Proportionalventil ausgebildet. Am Vorsteuerventil 1a, b und an der dritten und vierten Ventilstufe 1c und 1d ist über Zuführungsleitungen 3 eine Druckmittelspeicheranlage 4 (hydraulischer Akkumulator) zur Druckmittelversorgung der Einrichtung angeschlossen. Die Füllvorrichtung für die Speicheranlage ist nicht dargestellt. Anstelle der Druckmittelspeicheranlage kann auch eine andere Druckmittelversorgungseinrichtung vorgesehen werden. Eine Rückführungsleitung 5a führt von Vorsteuerventil 1a, b und von der vierten Ventilstufe zu einem Druckmittelvorratsbehälter 5.

[0016] Anstelle eines 4-stufigen kann auch ein 2- oder 3-stufiges oder ein anderes mehrstufiges Servoventil vorgesehen werden. Anstelle von Servoventilen können auch andere geregelte Ventile, z. B. Proportionalventile, verwendet werden. Im übrigen sind mehrstufige Servoventile bekannt, so daß sich die Angabe weiterer Einzelheiten erübrigt.

[0017] Die vierte und die dritte Ventilstufe des Servoventils 1d und 1c weisen Ventilschieber 6a und 6b auf. An diesen Schiebern sind Wegaufnehmer 7a und 7b angeschlossen. Die Wegaufnehmer dienen als Istwertgeber für die Stellung der Ventilschieber.

[0018] Die Regeleinrichtung für das vierstufige Servoventil weist zwei Regelkreise, nämlich einen äußeren und einen inneren Regelkreis auf. Der äußere Regelkreis 10 regelt die Position des Steuerschiebers 6a der vierten Ventilstufe 1d, während der innere Regelkreis 11 die Position des Steuerschiebers 6b der dritten Ventilstufe 1c regelt. Die beiden Regelkreise weisen Regler 12 und 13 auf, die beispielsweise als PID- oder PD-Regler ausgebildet sein können.

[0019] Der von der Sollwertvorgabeeinrichtung 14 kommende Sollwert wird einer nur schematisch dargestellten Kompensationsschaltung 30 zugeführt. Die Kompensationsschaltung 30 enthält eine Rechenschaltung 31, in der ein Korrektursignal für das Sollwertsignal gebildet wird. In einer Multiplikationsstufe 32 wird das Sollwertsignal aus der Sollwertvorgabeeinrichtung 14 mit dem Korrektursignal multipliziert. Das Produkt ergibt ein korrigiertes Sollwertsignal Dieses wird im Regler 12 mit dem vom Wegaufnehmer 7a der vierten Ventilstufe kommenden Istwert verglichen. Die Regelabweichung wird verstärkt und als Sollwert dem Regler 13 des inneren Regelkreises 11 zugeführt. Der Istwert dieses Regelkreises kommt von dem am Steuerschieber 6b angeschlossenen Wegaufnehmer 7b. Der Regler 13 des inneren Regelkreises liefert das Stellsignal für das 2-stufige Servoventil la, b.

[0020] Der Soll-Istwert-Vergleich in den Reglern 12 und 13 erfolgt fortlaufend, so daß die gewünschte Sollfunktion mit hoher Genauigkeit nachgefahren werden kann. Die Regelkreise können als analoge oder digitale Regelkreise ausgebildet sein.

[0021] Der Katapultzylinder 20 weist einen Hilfsregelkreis 25 für die statische Verstellung des Zylinders auf. An einem Ende der Kolbenstange 22 ist hierzu ein Wegaufnehmer 24 angeschlossen. Dieser Wegaufnehmer dient als Istwertgeber für den Hilfsregelkreis 25, zu dem ein Regler 26 und ein Servoventil 27 gehört. Das Servoventil 27 steuert die Druckmittelzufuhr von einer nicht dargestellten Druckmittelquelle zum Katapultzylinder 20. Mit dem Hilfsregelkreis ist es möglich, den Kolben 21 des Katapultzylinders 2o unabhängig vom Hauptregelkreis statisch zu verstellen.

[0022] Bei der Festlegung der Sollwerte für die Regelung des Servovantils 1a-d geht man, wie bereits erwähnt, von der Tatsache aus, daß das Servoventil im Prinzip ein Geschwindigkeitserreger ist. Die Stellung bzw. Öffnung des Steuerschiebers der letzten Stufe 1d des Servoventils entspricht unter bestimmten Bedingungen einer bestimmten Geschwindigkeit am Kolben bzw. an der Kolbenstange des Katapultzylinders. Daher werden die am Prüfling gewünschten Sollwerte oder Sollwertfunktionen, z. B. eine Beschleunigungsfunktion, durch Ableitung auf entsprechende Geschwindigkeitswerte oder Geschwindigkeitsfunktionen zurückgeführt. Diese Geschwindigkeitswerte oder Funktionen bilden die unkorrigierten Sollwertsignale für die Einrichtung. Die Werte können beispielsweise in der Einrichtung zur Sollwertvorgabe 14 gespeichert und danach dort abgerufen werden.

[0023] Die auf diese Weise gewonnenen Sollwerte sind jedoch in manchen Fällen nicht befriedigend, da sie am Belastungszylinder nicht die gewünschten Werte bzw. Funktionen erzeugen. Es hat sich nun gezeigt, daß durch Berücksichtigung des Lastdrucks im Betätigungszylinder bei der Sollwertvorgabe eine wesentlich bessere Nachbildung des vorgegebenen zeitlichen Bewegungsablaufs am Belastungszylinder erreichbar ist als bisher. Darüberhinaus können die Übertragungsfunktionen der Regler, des Servoventils sowie des Arbeitszylinders (Katapultzylinder) zur Bildung von Korrekturwerten herangezogen werden.

[0024] Die Übertragungsfunktionen der Einzelkomponenten können durch Messungen des Frequenzganges oder durch theoretische Überlegungen ermittelt werden. Der Frequenzgang von Einzelkomponenten wird ermittelt durch direkte Messung des Unterschiedes zwischen Ausgangs- und Eingangssignal. Aus den Übertragungsfunktionen können Korrektursignale gebildet werden, z. B. in Form eines Signals, das den inversen Frequenzgang des 4-stufigen Servoventils oder der gesamten Regelstrecke darstellt. Die Korrektursignale können durch geeignete analoge oder digitale Schaltungen in der Kompensationsschaltung 30 bzw. der Rechenschaltung 31 nachgebildet werden. Die Korrektursignale werden in der Multiplikationsstufe 32 mit dem Sollwert aus der Sollwertvorgabeeinrichtung 14 multipliziert. Das Produkt ergibt den korrigierten Sollwert, der dem Regler 12 zugeleitet wird und der zu einer größeren Nachfahrgenauigkeit des Belastungszylinders führt.

[0025] Eine wichtige Rolle für die Regelung und das Nachfahrverhalten von servohydraulischen Anordnungen spielt der Lastdruck im Betätigungszylinder, bei der dargestellten Anordnung der Lastdruck im Katapultzylinder 20. Durch den Lastdruck im Betätigungszylinder entstehen Nichtlinearitäten bzw. Schwierigkeiten, die z. B. zu starken Abweichungen bei den rachzubildenden Werten führen können. Um diese Nachteile zu vermeiden, wird der Lastdruck bei der Sollwertvorgabe berücksichtigt.

[0026] Zu diesem Zweck ist am Katapultzylinder 20 ein Differenzdruckaufnehmer 35 angeordnet, mit dem der Differenzdruck in den beiden Kammern des Katapultzylinders 20 ermittelt wird. Der Differenzdruckaufnehmer 35 ist an beide Zylinderkammern angeschlossen. Bei der dargestellten Anordnung ist der Differenzdruck in den Zylinderkammern des Betätigungszylinders 20 ein Maß für den auf den Kolben 21 wirkenden Lastdruck. Die ermittelten Differenzdruckwerte werden über eine Leitung 36, z. B. in Form von elektrischen Spannungswerten, der Kompensationsschaltung 30 bzw. der Rechenschaltung 31 zugeleitet. Bei Betätigungskolben, deren eine Arbeitsfläche wesentlich größer ist als die andere (Differentialkolben), wird der Lastdruck unter Berücksichtigung der jeweiligen Kolbenflächen ermittelt.

[0027] Bei bestimmten Anordnungen kann es ausreichend sein, eine feste Funktion für den Lastdruck vorzugeben. Die Rechenschaltung 31 wird dann so ausgebildet, daß sie die gewünschte Funktion wiedergibt. In diesem Fall kann ein Aufnehmer am Betätigungszylinder entfallen. Anstelle des Aufnehmers für den Lastdruck kann auch eine vergleichbare Anordnung, z. B. ein Aufnehmer für die Kolbenbeschleunigung, verwendet werden.

[0028] Die in der Sollwertvorgabeeinrichtung 14 vorhandenen unkorrigierten Sollwerte werden mit Hilfe des Lastdrucks am Katapultzylinder 20 so verbessert, daß der Einfluß des Lastdrucks weitgehend oder vollständig ausgeschaltet wird. Mit Hilfe der elektrischen Rechenschaltung 31 wird dazu der Ausdruck :

nachgebildet. Es bedeuten : p, = Lastdruck im Zylinder, p_s = Speisedruck (Systemdruck, maximaler Druck in der Anordnung), k = Konstante.

[0029] Der vom Differenzdruckaufnehmer 35 kommende Wert wird der Rechenschaltung 31 zugeführt. Da der Speisedruck bzw. Systemdruck p_s festliegt, wird zur Bildung des Korrekturwertes nur der Lastdruck benötigt. Der Speisedruck kann als Festwert in die Schaltung eingegeben werden. Der durch die Schaltung erhaltene Wert wird in der Multiplikationsstufe 32 mit dem unkorrigierten Sollwert multipliziert. Das Produkt ergibt den verbesserten Sollwert, der dem Regler 12 zugeleitet wird. Durch diese Anordnung können die Sollwerte fortlaufend dem im Katapultzylinder 20 herrschenden Lastdruck angepaßt werden.

[0030] Die Rechenschaltung 31 ist nur schematisch dargestellt. Die Einzeloperationen bzw. die einzelnen Schaltschritte zur Nachbildung des angegebenen Wurzelausdrucks (Division, Subtraktion, Wurzelbildung) können vom Fachmann mit Hilfe von hierzu geeigneten Schaltungen oder Elementen realisiert werden. Die Schaltung kann als analoge oder digitale Schaltung ausgeführt sein.

[0031] Wenn die unkorrigierten Sollwerte sowohl durch den Lastdruck als auch durch Übertragungsfunktionen verbessert werden sollen bzw. wenn sowohl Korrekturwerte für den Lastdruck als auch für die Übertragungsfunktionen verwendet werden sollen, wird gemäß Fig. 2 zunächst in einer ersten Kompensationsschaltung 30 ein verbesserter Sollwert aus einer Einflußgröße, z. B. dem Lastdruck, gebildet. Dieser verbesserte Sollwert wird nicht direkt dem Regler 12, sondern einer nachgeschalteten zweiten Kompensationsschaltung 30' (mit gestrichelten Anschlüssen gezeichnet) als neuer Sollwert zugeführt. In der zweiten Kompensationsschaltung wird aus einer zweiten Einflußgröße, z. B. einer Übertragungsfunktion, in der Rechenschaltung 31' ein Korrektursignal gebildet und dieses in der Multiplikationsstufe 32' mit dem bereits verbesserten Sollwert multipliziert. Das Produkt wird als neuer Sollwert dem Regler 12 zugeleitet. Auf diese Weise lassen sich sowohl der Lastdruck als auch die Übertragungsfunktionen zur Verbesserung des Regelverhaltens bzw. des Nachfahrverhaltens der Anordnung heranziehen.

[0032] Die Kompensationsschaltung(en) und die Sollwertvorgabeeinrichtung können auch als programmierbare Recheneinrichtung ausgebildet sein. Eine solche Recheneinrichtung liefert den bereits korrigierten Sollwert unmittelbar an die Steuer- und Regeleinrichtung für das Servoventil.

Ansprüche

1. Verfahren zur Nachbildung eines definierten zeitlichen Bewegungsablaufs, insbesondere zur Nachbildung eines vorgegebenen Beschleunigungsverlaufs, mit einer servohydraulischen Einrichtung, die aus einem Belastungszylinder (20), insbesondere einem Katapultzylinder, einem mehrstufigen Servoventil (1a-d) und einer Steuer- und Regeleinrichtung (12, 13) besteht, wobei der Bewegungsablauf des Belastungszylinders (20) gesteuert wird und hierzu die letzte Stufe (1d) des Servoventils (Hauptstufe) in Wegregelung betrieben wird, wozu ein fester oder veränderlicher Sollwert (w) vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung des Sollwertes für die Wegregelung der letzten Stufe (1 d) des Servoventils (1a-d) als Einflußgröße der Lastdruck (_PI) im Belastungszylinder (20) berücksichtigt wird, daß aus dem Lastdruck ein fester oder veränderlicher Korrekturwert gebildet wird, daß der vorgegebene Sollwert (w) mit dem Korrekturwert multipliziert wird und daß das Produkt aus vorgegebenem Sollwert und Korrekturwert als verbesserter Sollwert (w') der Regeleinrichtung (12, 13) zugeleitet wird, wobei der Lastdruck (p,) nach folgender Formel berücksichtigt wird :

wobei w = Sollwert, w' = verbesserter Sollwert, p_s = Speisedruck (Maximaldruck), p, = Lastdruck im Belastungszylinder, k = Konstante.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Einflußgröße die Übertragungsfunktion der Regeleinrichtung (12, 13) und des Servoventils (1a-d) und/oder des Beiastungszylinders (20) berücksichtigt wird, wobei aus der jeweiligen Einflußgröße ein" weiterer Korrekturwert gebildet wird und der weitere Korrekturwert mit dem verbesserten Sollwert (w') multipliziert und danach der Regeleinrichtung (12, 13) zugeleitet wird.

3. Verfahren nacht Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturwert bzw. die Korrekturwerte als feste Funktion vorgegeben werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Lastdruck (p,) abhängige Korrekturwert fortlaufend gebildet und der Sollwert fortlaufend verbessert wird.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kompensationsschaltung (30) vorgesehen ist, die aus einer Rechenschaltung (31) zur Bildung des Korrekturwertes und aus einer Multiplikationsstufe (32) zur Multiplikation des Sollwertes (w) aus der Sollwertvorgabeeinrichtung (14) und des Korrekturwertes besteht und deren Ausgang mit einem Sollwerteingang der Steuer- und Regeleinrichtung (12, 13) verbunden ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen am Belastungszylinder (20) angeschlossenen Aufnehmer (35) für den Lastdruck oder den Differenzdruck oder einen Aufnehmer für die Kolbenbeschleunigung des Belastungszylinders (20), der mit der Rechenschaltung (31) verbunden ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationsschaltung (30) eine weitere Kompensationsschaltung (30') nachgeschaltet ist, in der in einer Rechenschaltung (31') aus einer Übertragungsfunktion der Regeleinrichtung (12, 13) und des Servoventils (1a-d) und/oder des Belastungszylinders (20) ein weiterer Korrekturwert gebildet wird und dieser in einer Multiplikationsstufe (32') mit dem verbesserten Sollwert (w') multipliziert wird.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsschaltung(en) (30, 30') und/oder die Sollwertvorgabeeinrichtung (14) als programmierbare Recheneinrichtung ausgebildet sind.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungszylinder (20) einen zusätzlichen Hilfsregelkreis (25) mit Sollwertvorgabe, Wegaufnehmer (24), Regler (26) und Servoventil (27) aufweist, der zur statischen Verstellung des Belastungszylinders (20) dient.

Claims

1. Method for simulating a defined movement sequence with reference to time, in particular for simulating a given acceleration pattern, with a servohydraulic device, which consists of a load cylinder (20), in particular a catapult cylinder, a multi-stage servo valve (1a-d), and a control and regulating device (12, 13), in which the movement sequence of the load cylinder (20) is controlled and to this end the final stage (1d) of the servo valve (principal stage) is driven under path control, for which a fixed or variable nominal value (w) is given, characterized in that for improving the nominal value for the path control of the final stage (1d) of the servo valve (1a-d) the load pressure (_PI) in the load cylinder (20) is taken into account as influencing factor, that from the load pressure a fixed or variable correction value is formed, that the given nominal value (w) is multiplied by the correction value and that the product of the given nominal value and correction value is fed to the regulating device (12, 13) as improved nominal value (w'), in which the load pressure (p,) is taken into account according to the following formula :

in which w = nominal value, w' = improved nominal value, p_s = supply pressure (maximum pressure), p, = load pressure in the load cylinder, k = constant.

2. Method according to Claim 1, characterised in that as a further influencing factor the transmission function of the regulating device (12, 13) and of the servo valve (1a-d) and/or of the load cylinder (20) is taken into account, whereby from the respective influencing factor a further correction value is formed and the further correction value is multiplied by the improved nominal value (w') and thereafter is passed to the regulating device (12, 13).

3. Method according to Claim 1 or 2, characterised in that the correction value or respectively correction values is (are) given as a fixed function.

4. Method according to one of the preceding Claims, characterised in that the correction value which is dependent upon the load pressure (p,) is formed continuously and the nominal value is improved continuously.

5. Arrangement for carrying out the method according to Claim 1, characterised in that a compensating circuit (30) is provided, which consists of a calculating circuit (31) for forming the correction value and of a multiplication stage (32) for the multiplication of the nominal value (w) of the nominal value setting device (14) and of the correction value and the output of which is connected with a nominal value input of the control and regulating device (12, 13).

6. Arrangement according to Claim 5, characterised by a transducer (35) connected to the load cylinder (20) for the load pressure or the differential pressure or by a transducer for the piston acceleration of the load cylinder (20), which is connected with the calculating circuit (31).

7. Arrangement according to Claim 5 or 6, characterised in that a further compensating circuit (30') is connected after the compensating circuit (30), in which further compensating circuit a further correction value is formed in a calculating circuit (31') from a transmission function of the regulating device (12, 13) and of the servo valve (1a-d) and/or of the load cylinder (20), and this further correction value is multiplied in a multiplication stage (32') by the improved nominal value (w').

8. Arrangement according to one of Claims 5 to 7, characterised in that the compensating circuit(s) (30, 30') and/or the nominal value setting device (14) are constructed as programmable calculating devices.

9. Arrangement according to one of Claims 5 to 8, characterised in that the load cylinder (20) has an additional auxiliary control loop (25) with nominal value setting, motion pickup (24), regulator (26) and servo valve (27), which serves for the static adjustment of the load cylinder (20).

Revendications

1. Procédé de simulation d'un mouvement dont le déroulement dans le temps suit une loi définie, en particulier de simulation d'un mouvement d'accélération prédéterminé, comportant un servomécanisme hydraulique comprenant un vérin de charge (20), en particulier un vérin de lancement ou catapultage, une servovanne à plusieurs étages (1a à 1d) et un dispositif de commande et de réglage (12, 13), et le déroulement du mouvement du vérin de charge (20) étant commandé et le dernier étage (1d) de la servovanne (étage principal) étant, pour cela, actionné avec réglage du trajet, ce pour quoi une valeur prescrite fixe ou variable (w) est prédéfinie, caractérisé en ce que, pour améliorer la valeur prescrite pour le réglage de trajet du dernier étage (1d) de la servovanne (1a-1d), on fait intervenir, comme grandeur d'influence, la pression de charge (p,) dans le vérin de charge (20), en ce qu'on forme, à partir de la pression de charge, une valeur de correction fixe ou variable, en ce que l'on multiplie la valeur prescrite (w) prédéfinie par la valeur correctrice, et en ce que l'on transmet le produit de la valeur prescrite prédéfinie et de la valeur correctrice, en tant que valeur prescrite améliorée (w'), au dispositif de réglage (12, 13), la pression de charge (p,) intervenant selon la formule suivante :

dans laquelle w = valeur prescrite, w' = valeur prescrite améliorée, p_s = pression d'alimentation (pression maximale), p, = pression de charge dans le vérin de charge, k = constante.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait intervenir, comme autre grandeur d'influence, la fonction de transfert du dispositif de réglage (12, 13) et de la servovanne (1a-1d) et/ou du vérin de charge (20), en formant à partir de chaque grandeur d'influence une autre valeur correctrice et en multipliant l'autre valeur correctrice par la valeur prescrite améliorée (w'), puis en transmettant le produit au dispositif de réglage (12, 13).

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on prédéfinit la valeur correctrice ou les valeurs correctrices sous forme de fonction fixe.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on forme en continu la valeur correctrice dépendant de la pression de charge (p,) et l'on améliore la valeur prescrite en continu.

5. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un montage de compensation (30) qui comprend un circuit de calcul (31) pour former la valeur correctrice et un étage multiplicateur (32) pour multiplier la valeur prescrite (w) provenant du dispositif de détermination de valeurs prescrites (14) par la valeur correctrice, et dont la sortie est reliée à une entrée de valeurs prescrites du dispositif de commande et de réglage (12, 13).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par un capteur (35) de la pression de charge ou de la différence de pression (pression différentielle), raccordé au vérin de charge (20), ou un capteur de l'accélération du vérin de charge (20), relié au circuit de calcul (31).

7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le montage de compensation (30) est suivi par un autre montage de compensation (30') dans lequel une autre valeur correctrice est formée dans un circuit de calcul (31') à partir d'une fonction de transfert du dispositif de réglage (12, 13) et de la servovanne (1a-1d) et/ou du vérin de charge (20), et celle-ci est multipliée, dans un étage multiplicateur (32'), par la valeur prescrite améliorée (w').

8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le ou les montage(s) de compensation (30, 30') et/ou le dispositif de détermination de valeurs prescrites (14) sont réalisés sous la forme de dispositif de calcul programmable.

9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le vérin de charge (20) comporte un circuit de réglage auxiliaire supplémentaire (25) comportant un dispositif de détermination de valeurs prescrites, un capteur de trajet (24), un dispositif de réglage (26) et une servovanne (27), qui sert à déplacer statiquement le vérin de charge (20).

Zeichnung