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DE102019205297A1 - Hydrostatic working device and method for its control - Google Patents

Hydrostatic working device and method for its control Download PDF

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DE102019205297A1
DE102019205297A1 DE102019205297.5A DE102019205297A DE102019205297A1 DE 102019205297 A1 DE102019205297 A1 DE 102019205297A1 DE 102019205297 A DE102019205297 A DE 102019205297A DE 102019205297 A1 DE102019205297 A1 DE 102019205297A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
model
actuators
adaptation
state
hydrostatic
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.)
Pending
Application number
DE102019205297.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Jochen Mayer
Frank Bender
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to EP20719358.2A priority patent/EP3953771A1/en
Priority to CN202080027889.6A priority patent/CN113646709A/en
Priority to PCT/EP2020/059728 priority patent/WO2020207953A1/en
Priority to KR1020217032500A priority patent/KR20210151812A/en
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/048—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators using a predictor

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Abstract

Offenbart ist ein hydrostatisches Arbeitsgerät für eine mobile Arbeitsmaschine, mit hydrostatischen Aktoren und einer Bedieneinrichtung, über die eine Bewegungsanforderung an die Aktoren erfassbar ist, welche eine Eingangsgröße eines in einer Steuereinrichtung abgelegten kinematischen Modells der Aktoren ist, wobei die Aktoren in Abhängigkeit einer Ausgangsgröße der Steuereinrichtung ansteuerbar sind, wobei eine Erfassungseinrichtung, über die ein der Bewegungsanforderung oder Ausgangsgröße zuordenbarer oder zugeordneter kinematischer Zustand der Aktoren erfassbar ist, vorgesehen ist.Weiterhin ist offenbart ein Verfahren zur Steuerung des Arbeitsgerätes.Disclosed is a hydrostatic work device for a mobile work machine, with hydrostatic actuators and an operating device via which a movement request to the actuators can be detected, which is an input variable of a kinematic model of the actuators stored in a control device, the actuators depending on an output variable of the control device are controllable, wherein a detection device is provided via which a kinematic state of the actuators that can be assigned or assigned to the movement requirement or output variable is provided. Furthermore, a method for controlling the implement is disclosed.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Arbeitsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Verfahren zu dessen Steuerung gemäß dem Patentanspruch 8.The invention relates to a hydrostatic working device according to the preamble of patent claim 1, as well as a method for its control according to patent claim 8.

Ein gattungsgemäßes Arbeitsgerät weist eine Vielzahl von rotatorischen und/oder translatorischen Freiheitsgraden auf. Das Arbeitsgerät besteht dabei aus einer Kette hydrostatischer Aktoren.A generic working device has a large number of rotational and / or translational degrees of freedom. The working device consists of a chain of hydrostatic actuators.

Wichtig ist, dass die Steuerung des Arbeitsgerätes sicher und für den Bediener komfortabel ist. So muss das Arbeitsgerätes während seines Bewegungsumfangs kollisionsfrei mit der Arbeitsmaschine und seiner Umgebung arbeiten. Des Weiteren sollte das an der Spitze des Arbeitsgerätes angeordnete Werkzeug zielsicher und komfortabel in allen drei Koordinaten steuerbar sein. Die Steuerung sollte selbst für ungeübte Bediener - wie beispielsweise einen Fahrer der mobilen Arbeitsmaschine - mit hoher Dynamik und Positioniergenauigkeit möglich sein.It is important that the control of the implement is safe and comfortable for the operator. The working device must work collision-free with the working machine and its surroundings during its range of motion. Furthermore, the tool arranged at the tip of the working device should be precisely and conveniently controllable in all three coordinates. The control should be possible even for inexperienced operators - such as a driver of the mobile work machine - with high dynamics and positioning accuracy.

Bisher bekannte Lösungen nutzen zum Erfüllen dieser Anforderungen eine Verbindung aus modellbasierter Vorsteuerung, messtechnischen Einrichtungen zur Erfassung der Bewegung des Arbeitsgerätes und einer Regelung. Dabei ist wesentlich, das damit verbundenes inverse Kinematikproblem zu lösen. Sämtliche bekannten Verfahren gehen dazu von der exakten Kenntnis des hydraulisch-mechanischen Systems der Aktoren aus, so dass mittels einer Modellinversion die erforderliche Genauigkeit bereits in einem Vorsteuerpfad abgebildet werden kann und in Verbindung mit einer nachgelagerten Regelung die erforderliche Positioniergüte bei ausreichend hoher Dynamik erreicht werden kann.Previously known solutions use a combination of model-based precontrol, measurement devices for recording the movement of the implement and a control to meet these requirements. It is essential to solve the associated inverse kinematics problem. All known methods are based on the exact knowledge of the hydraulic-mechanical system of the actuators, so that the required accuracy can already be mapped in a pilot control path by means of a model inversion and the required positioning quality can be achieved with sufficiently high dynamics in conjunction with a downstream control .

Allerdings ist die genaue Kenntnis des Systemverhaltens in der Praxis nur schwierig umzusetzen, weshalb selbst bei Kenntnis der verbauten Komponenten ein hoher Applikationsaufwand bei Inbetriebnahme erforderlich ist. Die Anforderungen hohe Dynamik und Positioniergenauigkeit sind nur mit großem zeitlichen Aufwand und genauem Systemverständnis erfüllbar. Besonders aufwendig erweist sich diese Vorgehensweise natürlich für die Inbetriebnahme und den Betrieb von Systemen mit unbekannten hydraulischen Komponenten.However, precise knowledge of the system behavior is difficult to implement in practice, which is why even with knowledge of the installed components, a high level of application effort is required during commissioning. The requirements for high dynamics and positioning accuracy can only be met with a great deal of time and a precise understanding of the system. This procedure naturally proves to be particularly complex for the commissioning and operation of systems with unknown hydraulic components.

Hinzu kommt, dass es durch Alterungseffekte der hydraulischen Komponenten im Laufe der Lebensdauer des Arbeitsgerätes zu einer Verschlechterung des Verhaltens kommen kann. Durch Abweichungen zwischen realem System und dem in der Vorsteuerung abgebildeten Modell des Systems kann es zu einer Verschlechterung der Positioniergenauigkeit. Auch das Schwingen des Arbeitsgeräts kann angeregt werden, da die auftretenden Abweichungen zwischen Soll- und Ist-Verhalten vom Regler im geschlossenen Kreis kompensiert werden müssen.In addition, the aging effects of the hydraulic components can lead to a deterioration in behavior over the service life of the equipment. Deviations between the real system and the model of the system shown in the feedforward control can lead to a deterioration in the positioning accuracy. The oscillation of the implement can also be stimulated, since the deviations between the target and actual behavior must be compensated by the controller in a closed circuit.

Typischerweise erfolgt die Steuerung mobiler Arbeitsmaschinen mit komplexer Arbeitskinematik durch Interpretation der Joystick-Signale als Geschwindigkeitswunsch an die einzelnen Verbraucher (beispielsweise Ausleger, Stiel, Löffel). Dieses bewährte Steuerungskonzept erweist sich jedoch insbesondere bei ungeübten Fahrern oder Aufgaben mit hoher Anforderung an die Positioniergenauigkeit der Arbeitsausrüstung als schwierig. Abhilfe schaffen Assistenzfunktionen, die eine Interpretation der HMI-Signale als Geschwindigkeitswunsch der Arbeitsgerätspitze im x-y-z Koordinatensystem ermöglichen, die sogenannte TCP- oder Koordinatensteuerung. Derartige Assistenzfunktionen nutzen ein Modell der Kinematik der Aktoren, um die für eine vom Fahrer gewünschte Bewegungsanforderung erforderlichen Gelenkgeschwindigkeiten zu berechnen. Voraussetzung für eine derartige Assistenzfunktion ist generell die Erfassung der Gelenkwinkel und generell der Kinematik-Konfiguration, insbesondere über Winkelsensoren, Zylinderhub-Sensoren oder eine Inertialsensorik. Zur Realisierung der von der Assistenzfunktion angeforderten Gelenkgeschwindigkeiten ist eine entsprechende Geschwindigkeit an den jeweils beteiligten, einzelnen Aktoren erforderlich. Bekannte Lösungen nutzen ein inverses Modell des Ansteuerpfades von der Joystick-Auslenkung bis zur Ansteuerung der Pumpen und der Ventile in Verbindung mit einer Regelung, um die angeforderten Bewegungen möglichst exakt umzusetzen. Die Regelung ist erforderlich, um Fehler im Modell der Vorsteuerung, beispielsweise durch Parameterabweichungen, sowie Störgrößen, beispielsweise schweres Material mit entsprechendem Widerstand am Grabgerät, auszuregeln. Insbesondere hochdynamische Bewegungen (beispielsweise schnelles Planieren in der Ebene oder an einer Böschung) setzen eine hohe Qualität der Vorsteuerung voraus, da die Dynamik der Regelung begrenzt ist. Die Verwendung einer möglichst genauen Vorsteuerung beruht bei bekannten Lösungen auf einer Modellierung der Ansteuerkette und entsprechender Kenntnis der Systemparameter, wie beispielsweise der Ventilblock- und Pumpendynamik, der Leitungsverluste und des Dieselmotorverhaltens. Dies führt - wie bereits erwähnt - zu erheblichem Aufwand bei der Inbetriebnahme, selbst bei bekannten Hydraulikkomponenten. Bei der Verwendung von nicht bekannten Komponenten kann bislang keine hohe Genauigkeit im Vorsteuerpfad erreicht werden. Dies verschlechtert die mit der Assistenzfunktion erreichbare Positioniergenauigkeit erheblich oder macht eine solche Funktion gänzlich unbrauchbar.Mobile work machines with complex work kinematics are typically controlled by interpreting the joystick signals as a speed request to the individual consumers (for example boom, stick, bucket). However, this tried and tested control concept proves to be difficult, especially for inexperienced drivers or tasks with high demands on the positioning accuracy of the work equipment. Help is provided by assistance functions that enable the HMI signals to be interpreted as the desired speed of the implement tip in the x-y-z coordinate system, the so-called TCP or coordinate control. Such assistance functions use a model of the kinematics of the actuators in order to calculate the joint speeds required for a movement requirement desired by the driver. A prerequisite for such an assistance function is generally the detection of the joint angles and generally the kinematic configuration, in particular using angle sensors, cylinder stroke sensors or an inertial sensor system. In order to achieve the joint speeds requested by the assistance function, a corresponding speed is required on the individual actuators involved. Known solutions use an inverse model of the control path from the joystick deflection to the control of the pumps and the valves in conjunction with a control in order to implement the requested movements as precisely as possible. The regulation is necessary in order to correct errors in the model of the precontrol, for example due to parameter deviations, as well as disturbance variables, for example heavy material with corresponding resistance on the digging device. In particular, highly dynamic movements (for example, rapid leveling on the level or on a slope) require a high quality of the precontrol, since the dynamics of the control are limited. In known solutions, the use of a pre-control that is as precise as possible is based on modeling the control chain and corresponding knowledge of the system parameters, such as the valve block and pump dynamics, the line losses and the diesel engine behavior. As already mentioned, this leads to considerable effort during commissioning, even with known hydraulic components. When using unknown components, a high level of accuracy in the pilot control path has not yet been achieved. This considerably worsens the positioning accuracy that can be achieved with the assistance function or makes such a function completely unusable.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein prozesssicherer steuerbares hydrostatisches Arbeitsgerät, sowie ein Verfahren zur prozesssichereren Steuerung des Arbeitsgerätes zu schaffen.In contrast, the invention is based on the object of a more reliable controllable to create a hydrostatic work device and a method for the process-reliable control of the work device.

Die erste Aufgabe wird gelöst durch ein hydrostatisches Arbeitsgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, die zweite durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8.The first object is achieved by a hydrostatic working device with the features of patent claim 1, the second by a method with the features of patent claim 8.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen beschrieben.Advantageous developments of the inventions are described in the respective dependent claims.

Ein hydrostatisches Arbeitsgerät für eine mobile Arbeitsmaschine, insbesondere für einen Bagger, Raupenbagger, Mobilbagger, Minibagger, Backhoe-Loader oder eine Betonpumpe oder Forstmaschine, hat - insbesondere kinematisch gekoppelte - hydrostatische Aktoren. Die Aktoren können rotatorisch oder translatorisch, beispielsweise Drehmotore oder Hubzylinder sein. An einem Endabschnitt des Arbeitsgerätes ist vorzugsweise ein Werkzeug oder eine Werkzeugaufnahme vorgesehen. Das Arbeitsgerät hat eine Bedieneinrichtung, über die eine Bewegungsanforderung an die Aktoren erfassbar ist. Die Bedieneinrichtung ist vorzugsweise mit einer Steuereinrichtung des Arbeitsgerätes signalverbunden. Die Bewegungsanforderung ist eine Eingangsgröße eines in der Steuereinrichtung des Arbeitsgeräts abgelegten, zumindest kinematischen Modells der Aktoren. Die Aktoren sind von der Steuereinrichtung, insbesondere mittels einer Druckmittelquelle und eine Ventilanordnung, zumindest in Abhängigkeit einer Ausgangsgröße der Steuereinrichtung, insbesondere des Modells, ansteuerbar. Zudem ist eine Erfassungseinrichtung vorgesehen, über die ein der Bewegungsanforderung oder Ausgangsgröße zuordenbarer oder zugeordneter kinematischer Zustand der Aktoren erfassbar ist. Erfindungsgemäß hat das Arbeitsgerät, insbesondere dessen Steuereinrichtung, eine Anpassungs- oder Lerneinrichtung, die derart ausgestaltet ist, dass über sie das Modell oder dessen Inversion, also das invertierte Modell, zumindest in Abhängigkeit der Bewegungsanforderung und/oder der Ausgangsgröße, sowie des erfassten, zuordenbaren oder zugeordneten Zustands anpassbar ist. Dadurch ist die Steuereinrichtung erfindungsgemäß lernfähig. In anderen Worten ist ein Anpassungs- oder Lernalgorithmus mittels der Anpassungseinrichtung implementiert.A hydrostatic work device for a mobile work machine, in particular for an excavator, crawler excavator, mobile excavator, mini excavator, backhoe loader or a concrete pump or forest machine, has hydrostatic actuators, in particular kinematically coupled. The actuators can be rotary or translatory, for example rotary motors or lifting cylinders. A tool or a tool holder is preferably provided at an end section of the implement. The work device has an operating device via which a movement request to the actuators can be detected. The operating device is preferably signal-connected to a control device of the implement. The movement request is an input variable of an at least kinematic model of the actuators stored in the control device of the working device. The actuators can be controlled by the control device, in particular by means of a pressure medium source and a valve arrangement, at least as a function of an output variable of the control device, in particular of the model. In addition, a detection device is provided, by means of which a kinematic state of the actuators that can be assigned or assigned to the movement requirement or output variable can be detected. According to the invention, the working device, in particular its control device, has an adaptation or learning device which is designed in such a way that it can be used to assign the model or its inversion, i.e. the inverted model, at least depending on the movement requirement and / or the output variable, as well as the detected or assigned state is customizable. As a result, the control device is capable of learning according to the invention. In other words, an adaptation or learning algorithm is implemented by means of the adaptation device.

Es resultiert ein reduzierter Entwicklungs- und Inbetriebnahme-Aufwand für das Arbeitsgerät, da das Modell zur Steuerung vom Arbeitsgerät (der Anpassungseinrichtung) selbständig anpassbar ist. Es ist dann keine Voraussetzung mehr, genaue Kenntnis des hydraulisch-mechanischen Verhalten des Arbeitsgerätes und der Aktoren zu haben, um die Anforderung an hohe Dynamik und Positioniergenauigkeit erfüllen zu können. Nach Abschluss eines Lern- oder Anpassungsbetriebes kann auf eine Regeleinrichtung verzichtet oder weitgehend verzichtet werden und die Anforderung aufgrund der Güte des (angepassten) Modells allein oder nahezu allein durch Steuerung erfüllt werden. Insbesondere die hydraulischen Komponenten, wie Pumpen oder Ventile, genauer gesagt deren Verhalten, müssen zur Applikation der Steuereinrichtung nicht mehr a priori bekannt sein. Eine Inbetriebnahme ist selbst ohne genaue Kenntnis des Arbeitsgerätes und seiner Aktoren, Pumpen, Ventile mit verringertem Zeitaufwand und dennoch erfüllter Anforderung möglich. Sollten innerhalb der Lebensdauer Alterungseffekte, beispielsweise durch Verschleiß der Aktoren oder durch andere Prozesse auftreten, so kann diese Abweichung zwischen Realität und Modell mittels der Anpassungs- oder Lerneinrichtung durch erfindungsgemäßes Anpassen des Modells kompensiert werden.This results in a reduced development and commissioning effort for the work device, since the model for controlling the work device (the adaptation device) can be adapted independently. It is then no longer a prerequisite to have precise knowledge of the hydraulic-mechanical behavior of the working device and the actuators in order to be able to meet the requirements for high dynamics and positioning accuracy. After completion of a learning or adaptation operation, a control device can be dispensed with or largely dispensed with and the requirement due to the quality of the (adapted) model can be met by control alone or almost entirely. In particular, the hydraulic components, such as pumps or valves, more precisely their behavior, no longer have to be known a priori for the application of the control device. Commissioning is possible even without precise knowledge of the working device and its actuators, pumps, valves, with a reduced expenditure of time and yet the requirement is fulfilled. Should aging effects occur within the service life, for example through wear of the actuators or through other processes, this deviation between reality and model can be compensated for by means of the adaptation or learning device by adapting the model according to the invention.

Unterschiedliche Ausprägungen der Anpassungseinrichtung, insbesondere eines darin zur Ausführung abgelegten Lern- oder Anpassungsalgorithmus, sind möglich. In einer ersten Variante weist das Modell wenigstens ein Zustandsraummodell des Arbeitsgerätes, insbesondere je ein statisches und ein dynamisches, in Kombination mit einem auf das oder die Zustandsraummodelle anpassend einwirkenden, rekursiven Algorithmus kleinster Fehlerquadrate (RLS-Algorithmus) auf. In einer zweiten Variante weist das Modell Kennlinien und/oder Kennfelder des Arbeitsgerätes mit festen Stützstellen auf, deren Werte über einen RLS-Algorithmus erlernbar und/oder anpassbar sind. In einer dritten Variante ist der Lern- oder Anpassungsalgorithmus von wenigstens einem neuronalen Netz und einer Deep-Learning-Methode gebildet. Gewichte sind dabei mittels einer Backpropagation erlern- und anpassbar. Hierzu sind vorzugsweise Erfassungsdaten der Erfassungseinrichtung in der Steuereinrichtung speicherbar. Eine vierte Variante des Lern- oder Anpassungsalgorithmus ist als Reinforcement Learning (RL) ausgebildet. Dadurch ist ein Übertragungsverhalten in weitem Umfang ohne Nutzung des Modells erlernbar.Different versions of the adaptation device, in particular a learning or adaptation algorithm stored therein for execution, are possible. In a first variant, the model has at least one state space model of the working device, in particular a static and a dynamic one, in combination with a recursive least squares algorithm (RLS algorithm) that adapts to the state space model or models. In a second variant, the model has characteristic curves and / or characteristic diagrams of the implement with fixed support points, the values of which can be learned and / or adapted via an RLS algorithm. In a third variant, the learning or adaptation algorithm is formed by at least one neural network and a deep learning method. Weights can be learned and adjusted using backpropagation. For this purpose, acquisition data from the acquisition device can preferably be stored in the control device. A fourth variant of the learning or adaptation algorithm is designed as reinforcement learning (RL). This means that transfer behavior can be learned to a large extent without using the model.

Die Anpassungseinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass das Anpassen periodisch oder batchweise, insbesondere nach Beendigung einer Arbeitsaufgabe, oder kontinuierlich ausführbar ist.The adaptation device can be designed in such a way that the adaptation can be carried out periodically or batch-wise, in particular after completion of a work task, or continuously.

Vorzugsweise ist der Lern- oder Anpassungsalgorithmus in der Anpassungseinrichtung zur Ausführung abgelegt.The learning or adaptation algorithm is preferably stored in the adaptation device for execution.

In einer Weiterbildung ist die Steuereinrichtung generisch. Vorzugsweis ist sie in ihrer Struktur generisch. Das hat den Vorteil, dass sie über die Anpassungseinrichtung an Ausprägungen des Arbeitsgerätes und/oder der mobilen Arbeitsmaschine anpassbar ist.In a further development, the control device is generic. It is preferably generic in its structure. This has the advantage that it can be adapted to configurations of the working device and / or the mobile working machine via the adapting device.

In einer Weiterbildung ist/sind über die Anpassungseinrichtung ein oder mehrere Parameter des Modells, insbesondere in Abhängigkeit der Bewegungsanforderung und des erfassten und zugeordneten Zustands, anpassbar.In a further development, one or more parameters of the model can be adapted via the adaptation device, in particular as a function of the movement requirement and the detected and assigned state.

In einer Weiterbildung ist die Anpassungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass über sie in Abhängigkeit der Bewegungsanforderung und des erfassten, zuordenbaren oder zugeordneten Zustands Parameter des Modells rekursiv schätzbar sind.In one development, the adaptation device is designed in such a way that it can be used to recursively estimate parameters of the model as a function of the movement requirement and the detected, assignable or assigned state.

In einer Weiterbildung weist die Anpassungseinrichtung für die Anpassung eine Abbruchbedingung in Abhängigkeit eines vom Modell vorhergesagten Zustands und des erfassten Zustands auf.In a further development, the adaptation device has a termination condition for the adaptation as a function of a state predicted by the model and the recorded state.

In einer Weiterbildung hat das Modell einen statischen Anteil, insbesondere eine statische Eingangs-Nichtlinearität, ein Value Lookup table oder ein Kennfeld, und einen dynamischen Anteil, insbesondere ein lineares Zustandsraummodell. Beide Anteile sind beispielsweise in einem Hammerstein-Modell zusammengefasst.In one development, the model has a static component, in particular a static input non-linearity, a value lookup table or a characteristic field, and a dynamic component, in particular a linear state space model. Both parts are summarized in a Hammerstein model, for example.

In einer Weiterbildung hat das Arbeitsgerät eine Regeleinrichtung, über die eine Abweichung des Zustands von der Bewegungsanforderung ausregelbar ist. Sie bewirkt während der Anpassung eine zunehmende Verbesserung des erlernten/angepassten Modells/der Parameter, sodass die Abweichung zwischen Bewegungsanforderung und tatsächlich erreichtem (zugeordnetem) Zustand zunehmend geringer wird.In a further development, the working device has a control device by means of which a deviation of the state from the movement request can be regulated. During the adaptation, it causes an increasing improvement of the learned / adapted model / parameters, so that the deviation between the movement requirement and the actually achieved (assigned) state becomes increasingly smaller.

In einer Weiterbildung ist die Anpassungseinrichtung nach erfolgter Anpassung, insbesondere nach Erreichen der Abbruchbedingung, deaktivierbar, und insbesondere bei Bedarf aktivierbar.In one development, the adaptation device can be deactivated after the adaptation has taken place, in particular after the termination condition has been reached, and in particular can be activated if necessary.

Auch die Regeleinrichtung ist nach erfolgter Anpassung in einer Weiterbildung deaktivierbar und insbesondere bei Bedarf aktivierbar ausgestaltet.After the adaptation has taken place, the control device can also be deactivated in a further development and, in particular, can be activated if necessary.

In einer Weiterbildung ist in der Steuereinrichtung ein definierter Inbetriebnahme-Zyklus des Arbeitsgerätes, insbesondere standardisiert, zur Ausführung abgelegt. So kann eine Anpassung des Modells, insbesondere von dessen Parametern, besonders schnell und gut reproduzier- und analysierbar erfolgen.In a further development, a defined start-up cycle of the working device, in particular standardized, is stored for execution in the control device. The model, in particular its parameters, can thus be adapted particularly quickly and in a manner that is easy to reproduce and analyze.

In einer Weiterbildung hat das Arbeitsgerät eine hydrostatische Pumpe und eine Ventilanordnung zur Druckmittelversorgung der Aktoren.In a further development, the working device has a hydrostatic pump and a valve arrangement for supplying pressure medium to the actuators.

Eine mobile Arbeitsmaschine hat ein Arbeitsgerät, das gemäß wenigstens einem der vorgenannten erfindungsgemäßen Aspekte ausgestaltet ist. Die Anmelderin behält sich vor, einen Patentanspruch oder eine Patentanmeldung auf eine solche Arbeitsmaschine zu richten.A mobile work machine has a work device that is designed according to at least one of the aforementioned aspects of the invention. The applicant reserves the right to make a patent claim or a patent application on such a machine.

Ein Verfahren zur Steuerung eines hydrostatischen Arbeitsgerätes, das gemäß wenigstens einem Aspekt der vorrangegangenen Beschreibung ausgestaltet ist, hat Schritte „Erfassen der Bewegungsanforderung“, „Ermitteln der Ausgangsgröße der Steuereinrichtung in Abhängigkeit des Modells“, „Ansteuern der Aktoren in Abhängigkeit der Ausgangsgröße“, „Erfassen des der Bewegungsanforderung oder der Ausgangsgröße zuordenbaren oder zugeordneten Zustands der Aktoren“. Erfindungsgemäß ist ein Schritt „Anpassen des Modells oder dessen Inversion in Abhängigkeit der Bewegungsanforderung und/oder der Ausgangsgröße, sowie in Abhängigkeit des erfassten, zuordenbaren oder zugeordneten Zustands“.A method for controlling a hydrostatic work device, which is designed according to at least one aspect of the preceding description, has the steps of “detecting the movement request”, “determining the output variable of the control device as a function of the model”, “activating the actuators as a function of the output variable”, “ Detection of the state of the actuators that can be assigned or assigned to the movement request or the output variable ”. According to the invention, a step is “adapting the model or its inversion as a function of the movement requirement and / or the output variable, as well as as a function of the detected, assignable or assigned state”.

Dieses Verfahren weist die bereits im Zuge der Beschreibung des Arbeitsgerätes genannten Vorteile auf, sodass auf deren Wiederholung an dieser Stelle verzichtet werden kann.This method has the advantages already mentioned in the description of the working device, so that it is not necessary to repeat them at this point.

Darüber hinaus ist ein Vorteil des Verfahrens, dass es auf Arbeitsgeräte übertragbar ist. Es kann auf Arbeitsgeräte beliebiger Anbieter mit den bereits genannten Vorteilen übertragen werden.Another advantage of the method is that it can be applied to work equipment. It can be transferred to work equipment from any supplier with the advantages already mentioned.

Der Schritt Anpassen, insbesondere mittels der Lern- oder Anpassungseinrichtung, kann im Zuge einer Inbetriebnahme, einer Revision oder in einem Arbeitsbetrieb des Arbeitsgerätes erfolgen. Es kann periodisch oder batchmäßig oder kontinuierlich erfolgen, insbesondere zur periodischen, batchmäßigen oder kontinuierlichen Ausführung in der Anpassungseinrichtung abgelegt sein. Der Schritt Anpassen erfolgt insbesondere durch Anpassen von Parametern des Modells.The step of adapting, in particular by means of the learning or adapting device, can take place in the course of commissioning, a revision or in a working operation of the work device. It can take place periodically or batchwise or continuously, in particular it can be stored in the adaptation device for periodic, batchwise or continuous execution. The adapt step is carried out in particular by adapting parameters of the model.

In einer Weiterbildung erfolgt zunächst ein Schritt „Erlernen der Parameter“.In a further training, a step "learning the parameters" takes place first.

In einer Weiterbildung weist das Verfahren einen Schritt „Ausregeln einer Abweichung des in Abhängigkeit der Bewegungsanforderung erreichten Zustands von der zugeordneten Bewegungsanforderung“ auf. Dies erfolgt vorzugsweise über die zuvor genannte Regeleinrichtung.In a further development, the method has a step “correcting a deviation of the state reached as a function of the movement request from the assigned movement request”. This is preferably done via the aforementioned control device.

Dieser Schritt / die Regeleinrichtung bewirkt so eine zunehmende Verbesserung der erlernten/angepassten Parameter und die Abweichung zwischen Bewegungsanforderung und zugeordnetem Zustand wird zunehmend geringer.This step / the control device thus brings about an increasing improvement in the learned / adapted parameters and the discrepancy between the movement requirement and the assigned state becomes increasingly smaller.

Nach Abschluss einer Lern- oder Anpassungsphase kann auf den Schritt Ausregeln, insbesondere auf die Regeleinrichtung, weitgehend oder vollständig verzichtet werden. Dies ermöglicht schnellere Bewegungen des Arbeitsgerätes und die hohe Positioniergenauigkeit. After completion of a learning or adaptation phase, the step of regulating, in particular the control device, can be largely or completely dispensed with. this makes possible faster movements of the implement and the high positioning accuracy.

In einer Weiterbildung des Verfahrens sind die zuvor genannten Schritte, oder eine Minderzahl davon, als Inbetriebnahme-Zyklus, insbesondere standardisiert, zusammengefasst. So kann eine Anpassung des Modells, insbesondere von dessen Parametern, besonders schnell und gut reproduzier- und analysierbar erfolgen.In a further development of the method, the aforementioned steps, or a minority of them, are combined, in particular standardized, as a start-up cycle. The model, in particular its parameters, can thus be adapted particularly quickly and in a manner that is easy to reproduce and analyze.

Zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen hydrostatischen Arbeitsgerätes sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand den Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.Two embodiments of a hydrostatic working device according to the invention are shown in the drawings. The invention will now be explained in more detail using the figures of these drawings.

Es zeigen:

  • 1 einen logischen Schaltplan eines erfindungsgemäßen Arbeitsgerätes im Anpassungsbetrieb, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 das Arbeitsgerät gemäß 1 in einem Arbeitsbetrieb, im Anschluss an den Anpassungsbetrieb,
  • 3 einen logischen Schaltplan eines erfindungsgemäßen Arbeitsgerätes im Anpassungsbetrieb, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
  • 4 das Arbeitsgerät gemäß 3 in einem Arbeitsbetrieb, im Anschluss an den Anpassungsbetrieb.
Show it:
  • 1 a logic circuit diagram of a working device according to the invention in adaptation mode, according to a first embodiment,
  • 2 the implement according to 1 in a work company, following the adaptation company,
  • 3 a logic circuit diagram of a working device according to the invention in adaptation mode, according to a second embodiment, and
  • 4th the implement according to 3 in a work company, following the adjustment company.

Gemäß 1 hat ein hydrostatisches Arbeitsgerät 1 eine hydrostatisch-mechanische Einheit 2, bestehend aus einer hydrostatischen Ausrüstung 4 und mechanisch-kinematischen Elementen 6, eine Steuereinrichtung 8 (ECU), sowie eine Bedienerschnittstelle 10, wie beispielsweise einen Joystick (Human Machine Interface, HMI).According to 1 has a hydrostatic implement 1 a hydrostatic-mechanical unit 2 consisting of a hydrostatic equipment 4th and mechanical-kinematic elements 6th , a control device 8th (ECU), as well as an operator interface 10 such as a joystick (Human Machine Interface, HMI).

Die hydrostatische Ausrüstung 4 weist Komponenten zur Druckmittelversorgung, wie beispielsweise eine hydrostatische Pumpe, Ventilanordnung oder einen Ventilblock auf, die gemäß 1 in Form von Blöcken dargestellt sind. Die mechanisch-kinematischen Elemente 6 weisen die hydrostatischen Aktoren, wie beispielsweise Drehmotore oder Hubzylinder auf. Auch diese sind gemäß 1 in Form von Blöcken dargestellt. Weiterhin weist die hydrostatisch-mechanische Einheit 2 eine Erfassungseinrichtung 12 auf, über die zumindest Positionen und Geschwindigkeiten und gegebenenfalls Beschleunigungen der mechanisch-kinematischen Elemente 6 erfassbar sind.The hydrostatic equipment 4th has components for supplying pressure medium, such as a hydrostatic pump, valve arrangement or a valve block, which according to 1 are shown in the form of blocks. The mechanical-kinematic elements 6th have the hydrostatic actuators, such as rotary motors or lifting cylinders. These too are in accordance 1 shown in the form of blocks. Furthermore, the hydrostatic-mechanical unit 2 a detection device 12 on the at least positions and speeds and possibly accelerations of the mechanical-kinematic elements 6th are detectable.

Die Erfassung mittels der Erfassungseinrichtung 12 kann (zusätzlich auch) die Komponenten der hydrostatischen Ausrüstung 4 betreffen.The acquisition by means of the acquisition device 12 can (additionally) the components of the hydrostatic equipment 4th affect.

Die Bedienerschnittstelle 10 ist mit einer Interpretationseinrichtung 14 zur Interpretation eines Bedienerwunsches bezüglich der Bewegung des Arbeitsgerätes 1 verbunden. Die Interpretationseinrichtung 14 ist mit einem Modell einer inversen Kinematik 16 der mechanisch-kinematischen Elemente 6 verbunden. In die Kinematik 16 gehen Kinematik-Parameter, symbolisiert durch den vergleichsweise dicken Pfeil, ein.The operator interface 10 is with an interpretation device 14th for interpreting an operator request regarding the movement of the implement 1 connected. The interpretation facility 14th is with a model of an inverse kinematics 16 the mechanical-kinematic elements 6th connected. In the kinematics 16 Kinematic parameters, symbolized by the comparatively thick arrow, are included.

In der Steuereinrichtung 8 ist zudem eine Lern- oder Anpassungseinrichtung 18 mit entsprechendem Lern- oder Anpassungs-Algorithmus zur Ausführung abgelegt. Des Weiteren hat die Steuereinrichtung 8eine Grey-Box-Vorsteuerung 20, eine Regeleinrichtung 22, sowie eine Signalverarbeitungseinrichtung 27.In the control device 8th is also a learning or adaptation facility 18th stored for execution with a corresponding learning or adaptation algorithm. Furthermore, the control device 8 has a gray box pilot control 20th , a control device 22nd , as well as a signal processing device 27 .

Ein Ausgang der inversen Kinematik 16 ist mit einem Eingang der Grey-Box-Vorsteuerung 20 verbunden. Ein Ausgang der Anpassungseinrichtung 18 ist mit einem Eingang der Grey-Box-Vorsteuerung 20 verbunden. Der Ausgang der inversen Kinematik 16 ist mittels eines Operators 26 mit einem Eingang der Regeleinrichtung 22 verbunden. Ein Ausgang der Regeleinrichtung 22 ist mit dem Ausgang der Grey-Box-Vorsteuerung mittels einem Operator 24 verbunden. Ein Ausgang des Operators 24 ist mit der hydrostatischen Ausrüstung 4 zu deren Ansteuerung, sowie mit der Anpassungseinrichtung 18 verbunden.An output of the inverse kinematics 16 is with one input of the gray box pilot control 20th connected. An output of the adapter 18th is with one input of the gray box pilot control 20th connected. The output of the inverse kinematics 16 is by means of an operator 26th with an input of the control device 22nd connected. An output of the control device 22nd is with the output of the gray box pre-control by means of an operator 24 connected. An output of the operator 24 is with the hydrostatic equipment 4th for their control, as well as with the adaptation device 18th connected.

Die hydrostatische Ausrüstung 4 ist mit den mechanisch-kinematischen Elementen 6 druckmittelverbunden.The hydrostatic equipment 4th is with the mechanical-kinematic elements 6th pressure medium connected.

Die Erfassungseinrichtung 12 ist mit einer Signalverarbeitungseinrichtung 27 verbunden. Deren Ausgang ist mittels dem Operator 26 mit dem Ausgang der inversen Kinematik 16 verbunden, wobei ein Ausgang des Operators 26 mit einem Eingang der Regeleinrichtung 22 verbunden ist. Der Ausgang der Signalverarbeitungseinrichtung 27 ist des Weiteren mit der inversen Kinematik 16 verbunden.The detection device 12 is with a signal processing device 27 connected. Their exit is through the operator 26th with the output of the inverse kinematics 16 connected, one output of the operator 26th with an input of the control device 22nd connected is. The output of the signal processing device 27 is also with the inverse kinematics 16 connected.

In die inverse Kinematik 16 gehen - wie bereits erwähnt - Kinematik-Parameter der mechanisch-kinematischen Elemente 6, beziehungsweise der hydrostatischen Aktoren des Arbeitsgerätes 1, ein.In the inverse kinematics 16 go - as already mentioned - kinematics parameters of the mechanical-kinematic elements 6th , or the hydrostatic actuators of the implement 1 , one.

Im Lern- oder Anpassungsbetrieb gemäß 1 erfolgt eine Auslenkung des Joysticks 10 durch den Bediener. Die Interpretationseinrichtung 14 interpretiert diese als Fahrerwunsch und liefert ein Signal an die inverse Kinematik 16. In Abhängigkeit der interpretierten Bewegungsanforderung/des interpretierten Fahrerwunsches gibt die inverse Kinematik 16 ein Ausgangsignal an die Grey-Box-Vorsteuerung 20 aus. In einem ersten Durchlauf erzeugt diese ein Signal an die hydrostatische Ausrüstung 4, insbesondere an die Pumpen und Ventile, so dass die Aktoren der mechanisch-kinematischen Elemente 6 mit Druckmittel versorgt und bewegt werden. Die Erfassungseinrichtung 12 erfasst diese Bewegung/Positionen/Positionsänderungen, die der ursprünglichen Bewegungsanforderung zugeordnet ist/sind, und leitet sie an die Signalverarbeitungseinrichtung 27 weiter. Die erfassten Positionen, Geschwindigkeiten und gegebenenfalls Beschleunigungen werden so von der Signalverarbeitungseinrichtung 27 an den Operator 26 und damit an die Regeleinrichtung 22 weitergegeben. Zur schlussendlichen Ausregelung der Abweichung der erfassten Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung von der ursprünglichen und zugeordneten Bewegungsanforderung ergeht das Ausgangssignal der Regeleinrichtung 22 an den Operator 24 und wieder an die hydrostatische Ausrüstung 4, bis die Abweichung unter einer bestimmungsgemäßen Schwelle liegt.In learning or adaptation mode according to 1 the joystick is deflected 10 by the operator. The interpretation facility 14th interprets this as a driver request and sends a signal to the inverse kinematics 16 . The inverse kinematics are dependent on the interpreted movement request / the interpreted driver's request 16 an output signal to the gray box pilot control 20th out. In a first run, this generates a signal to the hydrostatic equipment 4th , especially to the pumps and valves, so that the actuators of the mechanical-kinematic elements 6th are supplied with pressure medium and moved. The detection device 12 detects this movement / positions / changes in position which is / are assigned to the original movement request and forwards them to the signal processing device 27 continue. The detected positions, speeds and, if necessary, accelerations are thus recorded by the signal processing device 27 to the operator 26th and thus to the control device 22nd passed on. The output signal of the control device is used to finally correct the deviation of the detected position, speed, acceleration from the original and assigned movement request 22nd to the operator 24 and back to the hydrostatic equipment 4th until the deviation is below a specified threshold.

Gleichzeitig geht das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinrichtung 27 in die Anpassungseinrichtung 18 und die inverse Kinematik 16 ein. Im Lern- oder Anpassungsbetrieb erfolgt ein Eingriff der Anpassungseinrichtung 18 auf die Grey-Box-Vorsteuerung 20 und verändert damit deren Ausgangssignal an den Operator 24.At the same time, the output signal of the signal processing device goes 27 into the adaptation facility 18th and the inverse kinematics 16 one. The adaptation device intervenes in the learning or adaptation mode 18th on the gray box pre-control 20th and thus changes their output signal to the operator 24 .

2 zeigt das gleiche hydrostatische Arbeitsgerät 1 nach Beendigung des Lern- oder Anpassungsbetriebes. Die Anpassungseinrichtung 18 ist demgemäß deaktiviert und hat keinen Zugriff mehr auf die Grey-Box-Vorsteuerung 20 (durchgestrichener Pfeil). Ebenso ist die Regeleinrichtung 22 deaktiviert (gestrichelte Darstellung), beziehungsweise muss nicht mehr eingreifen, da die Grey-Box-Vorsteuerung 20, insbesondere ein darin abgelegtes Modell, durch den vorangegangenen Eingriff der Anpassungseinrichtung 18 derart optimiert ist, dass keine oder zumindest keine ausreichend große Abweichung des von der Erfassungseinrichtung 12 erfassten Zustandes yact der mechanisch-kinematischen Elemente 6 von der ursprünglichen, zugeordneten Bewegungsanforderung ydes mehr besteht. 2 shows the same hydrostatic implement 1 after the end of the learning or adaptation operation. The adaptation facility 18th is therefore deactivated and no longer has access to the gray box feedforward control 20th (crossed arrow). Likewise is the control device 22nd deactivated (dashed illustration), or no longer has to intervene because the gray box pre-control 20th , in particular a model stored therein, by the previous intervention of the adaptation device 18th is optimized in such a way that no or at least no sufficiently large deviation of the from the detection device 12 recorded state y act of the mechanical-kinematic elements 6th of the original, assigned movement request y des more.

3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines hydrostatischen Arbeitsgerätes 101 jeweils im Lern- oder Anpassungsbetrieb (3) und im normalen Arbeitsbetrieb ( 4). Genauer dargestellt sind die Merkmale der Steuereinrichtung 8 und Anpassungseinrichtung 18. Sie weisen als Modell des Arbeitsgerätes 101 ein Hammerstein-Modell mit einer statischen Eingangsnichtlinearität 28 (Kennfeld), und damit in Reihe geschaltet, ein lineares, dynamisches Zustandsraummodell 30 auf. Zudem weist die Steuereinrichtung 8, beziehungsweise die Anpassungseinrichtung 18, eine ausführbare Methode der kleinsten Fehlerquadrate 32 auf. Im Lern- oder Anpassungsbetrieb ist die Bedienerschnittstelle 10 mit den Eingängen der Einrichtungen 4, 28 und 32 verbunden. An diese ergeht die Bewegungsanforderung ydes in Form der Auslenkung des Joysticks 10. Dies führt an der hydrostatischen Ausrüstung 4 zur veränderten Druckmittelversorgung und an den mechanisch-kinematischen Elementen 6 (hydrostatischen Aktoren) zu einer Bewegung, Geschwindigkeit und Beschleunigung, die von der Erfassungseinrichtung 12 erfasst wird. Der tatsächliche, der Bewegungsanforderung ydes zugeordnete Zustand yact der Aktoren (6) wird rückgemeldet an die Einrichtung 32. Die darin zur Ausführung abgelegte Methode der kleinsten Fehlerquadrate vergleicht den aktuellen Zustand yact mit der ursprünglichen Bewegungsanforderung ydes und passt in dem Kennfeld 28 und im dynamischen Zustandsraummodell 30 Parameter, beispielsweise die Parameter A, B, C an. Die Ausgabe der Anpassungseinrichtung 18 ist dann eine vorhergesagte Bewegung ypred. Das Wirken der Einrichtung 32 erfolgt solange, bis eine Abbruchbedingung erreicht ist, die in Abhängigkeit des erreichten, zugeordneten Zustands yact und der vorhergesagten Bewegung ypred formuliert ist. 3 and 4th show a second embodiment of a hydrostatic working device 101 in learning or adaptation mode ( 3 ) and in normal operation ( 4th ). The features of the control device are shown in greater detail 8th and adjustment device 18th . They show as a model of the implement 101 a Hammerstein model with a static input nonlinearity 28 (Map), and thus connected in series, a linear, dynamic state space model 30th on. In addition, the control device 8th , or the adapter 18th , an executable least squares method 32 on. The operator interface is in learning or adaptation mode 10 with the entrances of the facilities 4th , 28 and 32 connected. The movement request y des is sent to this in the form of the deflection of the joystick 10 . This leads to the hydrostatic equipment 4th for the changed pressure medium supply and on the mechanical-kinematic elements 6th (hydrostatic actuators) to a movement, speed and acceleration generated by the detection device 12 is captured. The actual movement y of the request associated with state y act of the actuators ( 6th ) is reported back to the institution 32 . The method of least squares stored in it for execution compares the current state y act with the original movement requirement y des and fits into the characteristic diagram 28 and in the dynamic state space model 30th Parameters, for example parameters A, B, C. The output of the adapter 18th is then a predicted movement y pred . The work of the facility 32 takes place until a termination condition is reached, which is formulated as a function of the reached, assigned state y act and the predicted movement y pred .

4 zeigt das hydrostatische Arbeitsgerät 101 nach Abbruch, also nach Beendigung des Lern- oder Anpassungsbetriebs gemäß 3. Dann ist gemäß 4 die Rückkopplung des erreichten, zugeordneten Zustandes yact an die Anpassungseinrichtung 18 unterbrochen. Die Bewegungsanforderung ydes der Bedienerschnittstelle 10 geht dann wiederum in die Modelle 28, 30 ein und es erfolgt lediglich ein Steuersignal Drv Dmd an die hydrostatische Ausrüstung 4 woraus die entsprechende Druckmittelversorgung der mechanisch-kinematischen Elemente 6 (Aktoren) resultiert. Eine Abweichung zwischen der Bewegungsanforderung ydes und dem der Bewegungsanforderung ydes zugeordneten, erreichten Zustand yact ist aufgrund der durchgeführten Lern- oder Anpassungsphase und der angepassten Parameter A, B, C so gering, dass auf eine Regelung und weitere Anpassung verzichtet werden kann. Es besteht somit nur noch ein reiner Steuerungsbetrieb mit den oben genannten Vorteilen. 4th shows the hydrostatic implement 101 after termination, i.e. after the end of the learning or adaptation operation according to 3 . Then according to 4th the feedback of the attained, assigned state y act to the adaptation device 18th interrupted. The move request y of the operator interface 10 then goes back to the models 28 , 30th on and there is only a control signal Drv Dmd to the hydrostatic equipment 4th from which the corresponding pressure medium supply of the mechanical-kinematic elements 6th (Actuators) results. A discrepancy between the movement requirement y des and the movement requirement y des associated, reached state y act is so small, due to the learning or adaptation phase carried out and the adapted parameters A, B, C, that regulation and further adaptation can be dispensed with. There is therefore only a pure control mode with the advantages mentioned above.

Offenbart ist ein hydrostatisches Arbeitsgerät mit einer Lern- und Anpassungseinrichtung, über die ein in einer Steuereinrichtung abgelegtes, insbesondere kinematisch-hydraulisches, Modell zur Steuerung des Arbeitsgerätes anpassbar oder optimierbar ist, sodass eine Abweichung eines erfassten Zustands des Arbeitsgerätes von einer dem Zustand zugeordneten Bewegungsanforderung gering, vernachlässigbar oder null ist.Disclosed is a hydrostatic work device with a learning and adaptation device, via which a particularly kinematic-hydraulic model stored in a control device for controlling the work device can be adapted or optimized so that a discrepancy between a detected state of the work device and a movement requirement assigned to the state is small , is negligible, or zero.

Offenbart ist weiterhin ein Verfahren zur Steuerung des Arbeitsgerätes mit einem Schritt Anpassen oder Optimieren des Modells mittels der Anpassungseinrichtung derart, dass eine Abweichung des erfassten Zustands des Arbeitsgerätes von der dem Zustand zugeordneten Bewegungsanforderung gering, vernachlässigbar oder null ist. Insbesondere ist das Verfahren in der Anpassungseinrichtung zur Ausführung abgelegt.Disclosed is also a method for controlling the working device with a step of adapting or optimizing the model by means of the adaptation device in such a way that a deviation of the detected state of the working device from the movement requirement assigned to the state is small, negligible or zero. In particular, the method is stored in the adaptation device for execution.

Claims (8)

Hydrostatisches Arbeitsgerät für eine mobile Arbeitsmaschine, mit hydrostatischen Aktoren (6) und einer Bedieneinrichtung (10), über die eine Bewegungsanforderung (ydes) an die Aktoren (6) erfassbar ist, die eine Eingangsgröße eines in einer Steuereinrichtung (8) abgelegten kinematischen Modells (16, 28, 30) der Aktoren (6) ist, wobei die Aktoren (6) in Abhängigkeit einer Ausgangsgröße der Steuereinrichtung (8) ansteuerbar sind, und mit einer Erfassungseinrichtung (12), über die ein der Bewegungsanforderung (ydes) oder Ausgangsgröße zuordenbarer oder zugeordneter kinematischer Zustand (yact) der Aktoren (6) erfassbar ist, gekennzeichnet durch eine Anpassungseinrichtung (18, 32), die derart ausgestaltet ist, dass über sie das Modell (16, 28, 30) oder dessen Inversion zumindest in Abhängigkeit der Bewegungsanforderung (ydes) und des erfassten, zugeordneten Zustands (yact) anpassbar ist.Hydrostatic work device for a mobile work machine, with hydrostatic actuators (6) and an operating device (10) via which a movement request (y des ) to the actuators (6) can be detected, which is an input variable of a kinematic model stored in a control device (8) (16, 28, 30) of the actuators (6), the actuators (6) being controllable as a function of an output variable of the control device (8), and with a detection device (12) via which one of the movement requests (y des ) or Output variable assignable or assigned kinematic state (y act ) of the actuators (6) can be detected, characterized by an adaptation device (18, 32) which is designed in such a way that the model (16, 28, 30) or its inversion at least in Depending on the movement requirement (y des ) and the detected, assigned state (y act ) can be adapted. Arbeitsgerät nach Anspruch 1, wobei die Anpassungseinrichtung (18, 32) derart ausgestaltet ist, dass über sie Parameter (A, B, C) des Modells (28, 30) anpassbar sind.Implement after Claim 1 , the adaptation device (18, 32) being designed in such a way that parameters (A, B, C) of the model (28, 30) can be adapted via it. Arbeitsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anpassungseinrichtung (18, 32) derart ausgestaltet ist, dass über sie Parameter (A, B, C) des Modells (28, 30) rekursiv schätzbar sind.Implement after Claim 1 or 2 , the adaptation device (18, 32) being designed in such a way that parameters (A, B, C) of the model (28, 30) can be recursively estimated via it. Arbeitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anpassungseinrichtung (18, 32) für die Anpassung eine Abbruchbedingung in Abhängigkeit eines vom Modell vorhergesagten Zustands (ypred) und des erfassten Zustands (yact) hat.Implement according to one of the preceding claims, wherein the adaptation device (18, 32) for the adaptation has a termination condition as a function of a state (y pred ) predicted by the model and the detected state (y act ). Arbeitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Modell (28, 30) einen statischen Anteil (28) und einen dynamischen Anteil (30) hat.Tool according to one of the preceding claims, wherein the model (28, 30) has a static component (28) and a dynamic component (30). Arbeitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Regeleinrichtung (22), über die eine Abweichung des erfassten Zustands (yact) von der Bewegungsanforderung (ydes) ausregelbar ist.Tool according to one of the preceding claims, having a control device (22) by means of which a deviation of the detected state (y act ) from the movement request (y des ) can be regulated. Arbeitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Steuereinrichtung (8) das Modell (16, 28, 30) invertiert abgelegt ist.Tool according to one of the preceding claims, wherein the model (16, 28, 30) is stored inverted in the control device (8). Verfahren zur Steuerung eines hydrostatischen Arbeitsgerätes (1, 101), das gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist, mit Schritten - Erfassen der Bewegungsanforderung (ydes), - Ermitteln der Ausgangsgröße in Abhängigkeit des Modells (16, 28, 30), - Ansteuern der Aktoren (6) mit der Ausgangsgröße, - Erfassen des der Bewegungsanforderung (ydes) zugeordneten Zustands (yact) der Aktoren (6), gekennzeichnet durch einen Schritt - Anpassen des Modells (16, 28, 30), oder dessen Inversion, in Abhängigkeit der Bewegungsanforderung (ydes) und des erfassten, zugeordneten Zustands (yact).Method for controlling a hydrostatic implement (1, 101), which is designed according to one of the preceding claims, with the steps of - detecting the movement requirement (y des ), - determining the output variable as a function of the model (16, 28, 30), - controlling of the actuators (6) with the output variable, - Detection of the state (y act ) of the actuators (6) assigned to the movement request (y des ), characterized by one step - Adaptation of the model (16, 28, 30), or its inversion, depending on the movement requirement (y des ) and the detected, assigned state (y act ).
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