Nonlinear proportional integral controller

Details Nonlinear proportional integral controller Nonlinear proportional integral controller

G - Physics

05

D

G05D 3/12 (2006.01)

Patent

CA 2197287

A method and apparatus for controlling a hydraulic manipulator defines a position error signal (~e), defining a first control signal (Up, UPD) based on the position error (~e) and generating an improved position error integral signal (~I) based on a product of the position error (~e) integral signal and a velocity factor Fv. The velocity factor Fv is based on a derivative of the position error (~e) and a nonlinear function. An integral control signal (UI) is produced based on the improved position error integral signal (~I) and is combined with the first signal (Up, UPD) to provide an output control signal U to control the manipulator. The invention also preferably includes a system to further reduce overshoot by further modifying the position error signal (~e) depending on whether the velocity and acceleration of position are in the same direction and to accommodate stiction at deadband areas of the control by determining a stick induced velocity error signal (~e . stiction) and modifying the control signal when required.

Méthode et dispositif de commande d'un manipulateur hydraulique, définissant un signal d'erreur de positionnement (~e), produisant un premier signal de commande (Up, UPD) basé sur l'erreur de positionnement (~e) et générant un signal intégral amélioré d'erreur de positionnement (~I), déterminé par le produit du signal intégral d'erreur de positionnement (~e) et d'un coefficient de vitesse Fv. Ce coefficient de vitesse Fv est calculé à partir de la dérivée de l'erreur sur la position (~e) et d'une fonction non linéaire. Un signal de commande intégral (UI) est généré d'après le signal intégral amélioré d'erreur de positionnement (~I) et est combiné au premier signal (Up, UPD) afin de générer un signal de commande en sortie U servant à commander le manipulateur. L'invention comprend également de préférence un système permettant de réduire davantage les dépassements en modifiant le signal d'erreur de positionnement (~e) selon que la vitesse et l'accélération de la position sont dans la même direction et pour tenir compte du frottement dans les zones mortes de la commande en déterminant un signal d'erreur de vitesse produit par l'action de la manette (frottement) et en modifiant le signal de commande au besoin.

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