[发明专利]用于估计作用于电静液作动器的外力的方法

权利要求书

1.一种用于估计作用于电静液作动器(1)的外力的方法(120)，所述作动器包括液压缸(4)、泵(3)和电动马达(2)，所述液压缸包括第一室(14)、第二室(15)以及位于所述第一室(14)和所述第二室(15)之间的活塞(7)；所述泵能够使流体注入到所述室(14，15)中以控制所述活塞(7)的移动；所述电动马达驱动所述泵(3)，所述外力是作用于所述液压缸(4)的轴向力，

所述方法包括以下步骤：

-(121，122)通过至少一个状态观测器(21、22)由所述电动马达(2)的转速、所述活塞(7)的位置和所述电动马达(2)的供电电流估计所述第一室(14)和所述第二室(15)之间的等效流体压力差的动态分量和静态分量；

-(123)通过后处理模块(23)以所估计的流体压力差的动态分量和静态分量的组合估计所述外力。

2.根据权利要求1所述的方法，包括以下步骤：

-(121)通过第一状态观测器(21)由所述电动马达(2)的转速和所述活塞(7)的位置估计所述第一室(14)和所述第二室(15)之间的所述等效流体压力差的动态分量和所述活塞(7)的移动速度；和

-(122)通过第二状态观测器(22)从由所述第一状态观测器(21)所估计的所述活塞(7)的移动速度、所述电动马达(2)的转速和所述电动马达(2)的供电电流来估计所述第一室(14)和所述第二室(15)之间的所述等效流体压力差的静态分量。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一状态观测器(21)使用所述电动马达(2)的转速作为输入，和使用所述活塞(7)的位置作为所测量的输出。

4.根据权利要求2和3中的一项所述的方法，其中，所述第二状态观测器(22)使用所述电动马达(2)的转速和所述电动马达(2)的供电电流作为输入，和使用组合了所述活塞(7)的移动速度和所述电动马达(2)的转速的变量作为所测量的输出。

5.根据权利要求2和3中的一项所述的方法，其中，通过所述第一状态观测器(21)由所述作动器(1)的第一数学模型估计所述等效流体压力差的动态分量，在所述第一数学模型中，作用于所述作动器的所述外力为零。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一数学模型为如下形式：

其中，x_obs是所估计的活塞的位置，v_obs是所估计的活塞的速度，△P_{dyn_obs}是所估计的等效压力差的动态分量，Ω_马达是所述电动马达的转速，x_mes是所测量的活塞的位置，γ、μ、λ是所述模型的恒定参数，k₁₁、k₁₂、k₁₃是所述第一状态观测器的增益，用于调节所述第一状态观测器的动力学和稳定性。

7.根据权利要求2和3中的一项所述的方法，其中，通过所述第二状态观测器(22)由所述作动器(1)的第二数学模型估计所述等效流体压力差的静态分量，其中认为所述流体压力差的静态分量与所述外力成比例。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二数学模型为以下形式：

其中，X₁是被定义为的状态变量，并且

其中，X_{1_obs}是所估计的状态变量X₁，△P_{stat_obs}是所估计的等效压力差的静态分量，X_{1_mes}是所测量的状态变量X₁，Ω_马达是所述电动马达的转速，I_马达是所述电动马达的供电电流，α、β、μ和ε是所述模型的恒定参数，k₂₁和k₂₂是所述第二状态观测器(22)的增益，用于调节所述第二状态观测器的动力学和稳定性，是所述活塞的移动速度。