[发明专利]工程机械的控制系统、工程机械及工程机械的控制方法

权利要求书

1.一种工程机械的控制系统，该工程机械具备作业机，该系统的特征在于，包括：

设计面获取部，其获取表示施工对象的目标形状的设计面；

目标值生成部，其生成所述作业机的控制量的目标值；

预测部，其根据所述目标值和所述作业机的预测模型，计算所述作业机的控制量的预测值，并根据所述预测值和所述设计面，计算用于控制所述作业机的驱动量；

指令部，其根据所述驱动量，输出用于控制所述作业机的控制指令；以及

约束条件计算部，其计算涉及所述工程机械的性能的第一约束条件、以及涉及所述作业机的位置的第二约束条件；

所述预测部以满足所述第一约束条件和所述第二约束条件的方式，计算所述驱动量，

所述预测模型包括所述工程机械的动力学模型，

所述预测部以使由所述控制量的目标值及预测值规定的评价函数最小的方式，计算所述驱动量，

所述第一约束条件包括所述作业机的角度、角速度、角加速度以及液压油流量，

所述第二约束条件表示铲斗的位置上的限制。

2.根据权利要求1所述的工程机械的控制系统，其特征在于，

所述设计面包括第一面及与所述第一面不同坡度的第二面，

在所述作业机从面向所述第一面的状态移位至面向所述第二面的状态时，所述预测部计算所述驱动量，以维持所述作业机的规定部位和所述设计面的距离、以及姿势。

3.根据权利要求1或2所述的工程机械的控制系统，其特征在于，包括：

操作数据获取部，其获取用于操作所述作业机的操作装置的操作数据，

所述目标值生成部根据所述操作数据，生成所述目标值。

4.根据权利要求1或2所述的工程机械的控制系统，其特征在于，

所述控制量包括所述作业机的移动速度。

5.根据权利要求1或2所述的工程机械的控制系统，其特征在于，

所述预测部以使所述控制量的预测值追踪目标值的方式，计算所述驱动量。

6.一种工程机械，其特征在于，包括：

支承所述作业机的回转体；以及

权利要求1至5中任一项所述的工程机械的控制系统。

7.一种工程机械的控制方法，该工程机械具备作业机，该控制方法的特征在于，包括：

根据所述作业机的控制量的目标值和所述作业机的预测模型，计算所述作业机的控制量的预测值；

根据所述预测值和表示施工对象的目标形状的设计面，计算用于控制所述作业机的驱动量；

根据所述驱动量，输出用于控制所述作业机的控制指令；以及

计算涉及所述工程机械的性能的第一约束条件、以及涉及所述作业机的位置的第二约束条件，

以满足所述第一约束条件和所述第二约束条件的方式，计算所述驱动量，

所述预测模型包括所述工程机械的动力学模型，

以使由所述控制量的目标值及预测值规定的评价函数最小的方式，计算所述驱动量，

所述第一约束条件包括所述作业机的角度、角速度、角加速度以及液压油流量，

所述第二约束条件表示铲斗的位置上的限制。