Energy-saving motion control based on Hamiltonian systems and its application to hydraulic robots

基于哈密顿系统的节能运动控制及其在液压机器人中的应用

• 批准号: 23656168
• 负责人: HYON Sang-Ho
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23656168/
• 关键词: 運動制御; 油圧制御; 油圧回路; 閉回路; 増圧; 油圧ハイブリッド; 精密サーボ; 流体機械; 省エネ; 制御

We proposed a novel hydraulic hybrid servo drive for high-precision servo application. Coupling a conventional open-loop circuit with a small servo-controlled pump, one can simultaneously achieve high-load, high-speed, and high-precision servo control performance. We showed the principle of the new circuit and one of the realizations for servo press application, and conducted simulation and experiments for a 10-tone servo press prototype. The both simulation and experimental results showed the position error can be less than 0.1 micrometer while applying 10-tone force to the work. This means that conventional hydraulic press can be renewed as a high-precision (even at submicron level) servo press at very low cost depending on the selection of the pumps. Finally, we implemented the proposed circuit on our hydraulic excavator testbed, and confirmed the position control performance at boosting mode. The results indicate our method has wide application to hydraulic machinery and robots.

提出了一种新型的液压混合伺服驱动器，用于高精度伺服应用。将常规开环电路与小型伺服控制泵耦合，可以同时实现高负载、高速度和高精度伺服控制性能。给出了新电路的原理和伺服压力机应用的实现方案，并对一台10阶伺服压力机样机进行了仿真和实验。仿真和实验结果表明，在10吨力的作用下，定位误差小于0.1微米。这意味着传统的液压机可以根据泵的选择以非常低的成本更新为高精度（甚至在亚微米级）伺服压力机。最后，我们在我们的液压挖掘机实验台上实现了所提出的电路，并验证了位置控制性能在助推模式。结果表明，该方法在水力机械和机器人中具有广泛的应用前景。

项目成果

新しい純油圧ハイブリッドサーボ(第1報) : 原理と油圧プレスへの適用

新型纯液压混合伺服（第一次报告）：原理及在液压机中的应用

• 发表时间: 2013
• 作者: 玄相昊;野田史男;森悦宏;小曽戸博;水井晴次
• 通讯作者: 水井晴次

圧力補償による油圧サーボアクチュエータの力制御

带压力补偿的液压伺服执行器的力控制

• 发表时间: 2014
• 作者: 米田知生;玄相昊
• 通讯作者: 玄相昊

Hydraulic Servo Drive for Legged Robots and Industrial Machinery

用于腿式机器人和工业机械的液压伺服驱动器

• 发表时间: 2013
• 作者: 米田知生;玄相昊;岩本宏之，田中信雄，眞田明;石森章純，田中信雄，岩本宏之;Sang-Ho Hyon
• 通讯作者: Sang-Ho Hyon

From Legged Robots to Hydraulic Servo Press: The Design, Control, and Education

从腿式机器人到液压伺服压力机：设计、控制和教育

• 作者: Hyon;S.
• 通讯作者: S.

新しい油圧ハイブリッドサーボと油圧プレスへの応用, 油空圧技術, 解説記事

新型液压混合伺服及其在液压机中的应用、液压气动技术、讲解文章

• 发表时间: 2014
• 作者: 西郷宗玄;岩本宏之;Dong-Ho Nam;出井遼,梅舘拓也,石黒章夫;Sang-Ho Hyon;田中信雄，田中基貴;玄相昊
• 通讯作者: 玄相昊