采矿机器和用于控制采矿机器的可移动元件的移动的方法技术

提供了一种用于控制采矿机器的可移动元件的移动的方法(1000)。该方法包括提供(1010)用于液压阀的控制值和代表所述可移动元件的(所产生的)移动的参数之间的关系，所述液压阀被布置用以影响所述可移动元件的移动。该方法还包括接收(1020)代表所述可移动元件的期望移动的输入。该方法还包括基于所述关系并使用对应于所述期望移动的参数值来获得(1030)用于所述液压阀的控制值，以及使用获得的所述控制值通过控制信号来操作(1040)所述液压阀。该方法还包括从反馈机构获得(1050)与由通过所述控制信号操作所述液压阀产生的所述可移动元件的移动相关的反馈，基于所述期望移动和所述反馈来确定(1060)校正值，以及基于所述校正值来更新(1090)所述关系的至少一部分。值来更新(1090)所述关系的至少一部分。值来更新(1090)所述关系的至少一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】采矿机器和用于控制采矿机器的可移动元件的移动的方法


[0001]本公开总体上涉及工作机器的领域。更具体地是，本公开涉及控制采矿机器的可移动元件的移动。

技术介绍

[0002]各种采矿车辆或机器(例如钻岩设备、装载设备和运输设备)被用在矿场和其它工作场所。采矿车辆/机器可以是有人驾驶的或无人驾驶的。无人驾驶采矿车辆可以由操作者从控制站遥控或自动操作。采矿机器的操作可以在表面操作区域或地下操作区域进行。
[0003]在采矿机器中，液压阀系统通常用于控制不同元件(例如轮子或履带传动装置、吊臂等)的移动。在这种系统中，像是制造公差、线轴温度、漏油或磨损等因素可能导致系统的时变行为。传统的控制器可能难以处理这种影响。在许多情况下，它们必须被不完美地调整(这可能导致响应时间慢和/或使用大量控制参数，例如在增益调度中的控制参数)，或者它们可能易于发生不希望的振荡。众所周知，这些系统很难进行调整。
[0004]因此，需要开发提供快速响应时间并且不易于振荡的控制方法。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术的目的是克服至少其中一些上述缺点，并提供一种用于控制采矿机器的可移动元件的移动的改进方法。
[0006]该目的和其它目的是通过如所附独立权利要求中限定的方法、采矿机器和包括控制器指令的存储介质来实现的。从属权利要求限定了其它实施例。
[0007]根据本公开的第一方面，提供了一种用于控制采矿机器的可移动元件的移动的方法。该方法包括提供(或可替代地是初始化)用于液压阀的控制值和代表可移动元件的移动的参数之间的关系，所述液压阀被布置用以影响可移动元件的移动。该方法还包括接收代表可移动元件的期望移动的输入，以及基于该关系并使用对应于期望移动的参数值来获得用于液压阀的控制值。该方法还包括使用所获得的控制值通过控制信号操作液压阀，并且从反馈机构获得与由通过控制信号操作液压阀产生的可移动元件的移动相关的反馈。此外，该方法包括基于期望移动和反馈来确定校正值，并基于校正值更新所述关系的至少一部分。
[0008]许多不同的采矿机器(或车辆)用于矿场(诸如地下矿井)中或者用在工作场所。这种采矿机器的示例包括钻孔机器、打锚杆机器、用于坑顶和地面支撑的设备等等。这些机器/车辆通常包括可移动元件，所述可移动元件的移动由至少液压阀产生、控制和/或影响。例如，可移动元件可以是(切割)吊臂，或者是采矿机器的推进装置，例如轮子或履带传动装置，或者是用于钻孔和打锚杆的操纵器。
[0009]与可移动元件的移动相关的参数可以例如是线速度或旋转速度、位置、角度(例如，限定机器的行进方向或机器的倾斜，或者可移动元件和采矿机器的另一部分之间的角度)、线性或旋转加速度、阀中的压力、流量等。
[0010]该关系可以被理解为控制值和代表所产生的移动的参数值之间的一对一的映射。该关系可以包括所存储的数据或所存储的数据模型。该关系被存储起来，使得在以后的时间实例中可以对其更新和访问。特别是，该关系可以定义控制值如何对应于参数值、与参数值相关联或产生参数值。对于代表期望移动的参数值，该关系可以提供控制值(与参数值相关)，该控制值被预测用以使可移动元件执行期望移动。
[0011]优选地是，最初提供的关系可以是基于对可移动元件的先验了解。
[0012]代表期望移动的输入可以例如代表可移动元件的期望速度或期望位置。该输入可以例如由采矿机器的操作者提供，或者由控制采矿机器的自动操作的处理器提供。该输入可以是信号或设定点值的形式。
[0013]在一些实施例中，所接收到的输入可以直接对应于与期望移动相对应的参数值。在其它实施例中，可以从所接收到的输入中导出或提取出参数值。例如，代表速度的参数值可以从包括代表位置的信息的输入中导出。
[0014]反馈机构可以包括一个或多个传感器，用于测量与可移动元件的移动相关的一个或多个属性。例如，传感器可以测量可移动元件的速度或位置，或者例如影响可移动元件的移动的阀中的压力。该反馈可以例如包括一个测量值或多个不同测量值的组合。
[0015]校正值是基于期望移动和代表可移动元件的(实际/测量到的)移动的反馈来确定。因此，校正值可基于期望(或参考)移动和实际移动之间的差异来确定，并且/或者可补偿期望(或参考)移动和实际移动之间的差异，使得该关系在通过校正值更新之后可提供新的控制值，控制器可通过该控制值来操作液压阀。使用新控制值的控制信号可以使可移动元件的移动更好地对应于期望移动。
[0016]期望(或参考)移动和实际(或测量到的)移动之间的差异可以称为误差。例如，校正值可以包括误差的函数，例如误差和预定义或可变系数的乘积。例如，反馈控制器(比如PID控制器)可以用来产生校正值。
[0017]基于校正值更新已知的关系的至少一部分可以包括使用或基于校正值来更新与参数值相关联的控制值。例如，可以将校正值加到与代表期望移动的参数值相关联的当前存储起来的控制值。可替代地是，存储起来的控制值可以基于校正值的符号而以预定大小的增量或减量来改变。
[0018]随着关系的更新，控制值和参数值之间的所存储的关系可以越来越好地代表用于所使用的特定液压阀和可移动元件的控制值和参数值之间的实际关系。因此，可以改善液压阀和可移动元件对从该关系中提取出来的控制值的响应。因此，根据第一方面的方法可以提供自我学习。此外，可以减少对初始校准的需要，因为该方法可以在操作期间提供自我校准。该方法还可以允许适应采矿机器的变化，例如由于操作条件的变化或由于磨损引起的变化。
[0019]根据一些实施例，该方法还可以包括基于校正值调节控制信号。
[0020]基于校正值更新控制信号可以提供改进的控制信号。改进的控制信号可以使液压阀影响可移动元件，使得可移动元件的移动变得更接近期望移动。因此，所产生的反馈可以用于确定改进的校正值，基于该改进的校正值，可以更新该关系。
[0021]基于校正值更新控制信号可以减少达到期望移动并且/或者改善关系所需的操作或计算的数量，因为所述关系可以不太频繁地更新。
[0022]根据一些实施例，该关系可以实现为查找表。基于校正值更新所述关系可以包括更新查找表中的一个或多个值。
[0023]例如，更新所述关系可以包括更新与对应于期望移动的参数相关的控制值。还可以更新与对应于期望移动的参数周围(例如以上和以下)范围内的参数值相关的控制值，优选地是使用权重函数来确定用于每个受影响/更新后的控制值的校正值。例如，可以使用反距离加权。
[0024]在一些实施例中，该方法还可以包括：在该关系已经被更新预定次数之后，平滑该关系。
[0025]可替代地是或附加地是，在更新后的关系中检测到不规则性(例如大的峰值或超出界限的值)时，可以平滑该关系。
[0026]平滑可以包括更新一个或多个控制值，使得代表期望移动的参数值的小变化不会导致控制值的突然或大变化。平滑可以包括从数据集中移除异常值。更平滑、更少不规则的关系可以允许对装置进行更稳定的控制。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制采矿机器的可移动元件的移动的方法(1000)，所述方法包括：提供(1010)用于液压阀的控制值和代表所述可移动元件的移动的参数之间的关系，所述液压阀被布置用以影响所述可移动元件的所述移动；接收(1020)代表所述可移动元件的期望移动的输入；基于所述关系并使用对应于所述期望移动的参数值，获得(1030)用于所述液压阀的控制值；使用所获得的所述控制值通过控制信号操作(1040)所述液压阀；从反馈机构获得(1050)与由通过所述控制信号操作所述液压阀产生的所述可移动元件的所述移动相关的反馈；基于所述期望移动和所述反馈，确定(1060)校正值；和基于所述校正值，更新(1090)所述关系的至少一部分。2.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所述校正值调节(1060)所述控制信号。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述关系被实现为查找表(100)，并且其中基于所述校正值更新所述关系包括：更新所述查找表中的一个或多个值。4.根据权利要求1
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2中任一项所述的方法，其中所述关系被实现为解析函数(200)，并且其中基于所述校正值更新所述关系包括：更新所述解析函数的一个或多个参数。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在基于所述校正值更新所述关系之前，验证(1070)是否满足至少一个更新条件。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如果检测到所述采矿机器处于预定义状态，则阻止所述更新。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括监测(1100)所更新的所述关系；和如果所更新的所述关系的控制值超过第一阈值，则向所述采矿机器的操作者提供警告消息；并且/或者如果控制值超过第二阈值，则将所述关系重置为初始提供的关系。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述采矿机器包括轮子，所述可移动元件是第一轮子，并且其中所述参数是所述第一轮子的速度。9.根据权利要求1
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7中任一项所述的方法，其中所述采矿机器的所述可移动元件是可旋转的刀具吊臂，并且其中所述参数是所述可旋转的吊臂相对于所述采矿机器的底盘的旋转速度。10.一种采矿机器(450，550)，包括：可移动元件(332)；液压阀(330)，所述液压阀(33...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：山特维克矿山工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：