CN103994128B - 液压系统压力在线自动标定系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压系统压力在线自动标定系统，包括控制器、比例溢流阀、压力传感器、参数配置单元；参数配置单元设置在上位机中，并与控制器通过CAN总线相连；所述参数配置单元用于预先设定系统所需所有压力值并向控制器发送压力值标定命令，以及接收压力反馈值；所述控制器用于采集所述压力传感器的信号、将其转化为压力信号并传送至参数配置单元，以及驱动所述比例溢流阀；所述比例溢流阀用于调节液压系统的压力来控制液压系统的驱动力；所述压力传感器安装于控制系统液压进油管路中，用于测量液压系统压力。本发明还提供了一种液压系统压力在线自动标定方法，解决了不同液压系统产品的差异性造成的需要单独进行压力标定的问题。

Description

液压系统压力在线自动标定系统及方法

技术领域

本发明涉及一种压力标定系统及方法，尤其涉及液压系统压力在线自动标定系统及方法。

背景技术

随着现代武器系统的发展，信息化、智能化已经成为未来发射平台重要的发展方向，同时也对系统的测试性、操作性和维护性提出了更高的要求。

发射平台一般由控制系统、液压系统等部分组成，所述控制系统通过控制液压系统中各执行机构实现发射平台的多种动作。在控制过程中，液压系统压力阀值的设定对控制系统至关重要，压力值过小则机构无法动作，压力值设定过大，则造成设备发热和冲击较大。目前，我国研制的控制器大都采用PWM波控制方式控制相关液压阀件，对于批量生产的产品，由于液压阀件的差异性以及液压马达、管路、发动机转速等的影响，每台产品的控制压力值是不同的，这就需要对每台产品的压力值进行分别标定。然而传统的标定方法都是采用人工标定的方式，这种方法不仅需要耗费大量的人力物力，而且标定的结果精确度也不高。

发明内容

为了解决上述液压系统压力标定的成本高、耗费人力物力且精度低的问题，本发明提供了一种一键式自动标定产品压力值的液压系统压力在线自动标定系统。

本发明一种液压系统压力在线自动标定系统，包括控制器、比例溢流阀、压力传感器、参数配置单元。所述参数配置单元通过CAN总线与所述控制器相连，所述控制器与所述比例溢流阀相连，所述比例溢流阀与所述压力传感器通过所述液压管路相连，所述压力传感器的输出信号端连接至所述控制器。

所述参数配置单元用于预先设定系统所需所有压力值并向控制器发送压力值标定命令，以及接收压力反馈值。

所述控制器用于采集所述压力传感器的信号、将其转化为压力信号并传送至参数配置单元，以及驱动所述比例溢流阀。

所述比例溢流阀用于调节液压系统的压力来控制液压系统的驱动力。

所述压力传感器安装于控制系统液压进油管路中，用于测量液压系统压力。

所述控制器包括采集模块、处理模块、输出模块和存储模块。

系统运行时，所述参数配置单元预先设定系统所需所有压力值并向控制器发送压力值标定命令；所述控制器接收到压力标定命令后，按照接收的PWM控制量打开比例溢流阀；液压系统建压，压力传感器采集当前压力信号并反馈至控制器，所述控制器将信号转换为压力信号并通过CAN总线反馈至参数配置单元。所述控制器循环执行此过程直至接收到参数配置单元发来的压力存储命令，所述控制器存储压力值，压力标定过程结束。

所述控制器包括控制装置、CAN模块和PID控制电路；

所述控制装置通过CAN模块与上位机相连；所述控制装置通过PID控制电路与比例溢流阀(3)相连。

优选地，所述压力传感器采用Huba公司压力传感器，型号511.941603742。

优选地，所述控制器采用Rexroth公司控制器，型号RC6-9/20。

优选地，所述比例溢流阀采用Vickers公司比例溢流阀，型号KCG-6-W-250-1-Z-M-U-H1-10。

为了解决液压系统压力标定需要人工标定、根据经验值标定、精度低、无法实时更改的问题，本发明还提供了一种基于CAN总线的液压系统压力在线自动标定方法，包括以下步骤：

步骤:1：操作人员通过所述参数配置单元预先设定系统所需所有压力值，并发送压力标定指令；

步骤2：所述控制器接收压力标定指令并采用默认的PWM控制量打开比例溢流阀；

步骤3：所述压力传感器测定当前压力值并发送给控制器；

步骤4：所述控制器将接收到的电流信号转化为压力信号；

步骤5：所述控制器通过CAN总线将压力信号传送至所述参数配置单元；

步骤6：所述参数配置单元根据压力传感器反馈的压力值；

步骤7：当所述参数配置单元接收到的压力值与预设定的值两者差值超出允许范围时，转步骤8；当接收到的压力值与预设定的值两者差值在允许范围之内时，转步骤10；

步骤8：所述参数配置单元将两者的差值作为PID控制的输入，参数配置单元根据PID控制方法进行调节，并计算比例溢流阀的PWM控制量；

步骤9：所述参数配置单元通过CAN总线将当前的PWM控制量发送至控制器，转步骤2；

步骤10：所述参数配置单元向控制器发送压力值存储指令；

步骤11：所述控制器存储压力值和对应的PWM控制量；

步骤12：判断系统中所有压力值是否标定完成，如未标定完成，转步骤2，进行另一项压力值标定；如标定完成，则结束标定。

优选地，上述PWM控制量还通过PID控制电路进行计算。

本发明在现有技术基础上增加参数配置单元，并通过CAN总线向控制器发送压力自动标定命令，同时对PWM控制量采用PID调节方法，提高了压力标定的精度并做到实时压力可调，将原有的人工标定和分步式标定用一键式压力标定取代，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明的系统结构框图；

图2为本发明的系统控制方法流程图；

图3为本发明的包含PID控制电路的系统结构框图；

图4为本发明的包含PID控制电路的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述：

参考图1所示，本实施例包括上位机1、控制器2、比例溢流阀3、液压管路4和压力传感器5。

上位机上设置有参数配置单元(图中未示出)，参数配置单元通过CAN总线与控制器2相连，控制器2的相应管脚引出的控制电路与比例溢流阀3相连，压力传感器5设置在液压管路4中，压力传感器5的输出信号端连接至控制器1。

参数配置单元用于预先设定系统所需所有压力值并向控制器2发送压力值标定命令，以及接收压力反馈值；

控制器2用于采集压力传感器5的信号、将其转化为压力信号并传送至参数配置单元，以及驱动比例溢流阀3；

比例溢流阀3用于调节液压系统的压力来控制液压系统的驱动力；

压力传感器5用于在液压管路4中测量液压系统压力。

系统运行时，上位机1中的参数配置单元预先设定系统所需所有压力值并向控制器2发送压力值标定命令；控制器2接收到压力标定命令后，按照接收的PWM控制量打开比例溢流阀3；液压系统建压，压力传感器5采集当前压力信号并反馈至控制器2，控制器2将信号转换为压力信号并通过CAN总线反馈至参数配置单元。控制器2循环执行此过程直至接收到参数配置单元发来的压力存储命令，控制器存储压力值和相应的PWM控制量，压力标定过程结束。

如图2所示，本实施例中液压系统压力在线标定的方法，包括以下步骤：

步骤:1：操作人员通过上位机1中的参数配置单元预先设定系统所需所有压力值，并发送压力标定指令；

步骤2：控制器2接收压力标定指令并采用默认的PWM控制量打开比例溢流阀3；

步骤3：压力传感器5测定当前压力值并发送给控制器2；

步骤4：控制器2将接收到的电流信号转化为压力信号；

步骤5：控制器2通过CAN总线将压力信号传送至参数配置单元；

步骤6：参数配置单元接收压力传感器反馈的压力值信号；

步骤7：当参数配置单元接收到的压力值与预设定的值两者差值超出允许范围时，转步骤8；当接收到的压力值与预设定的值两者差值在允许范围之内时，转步骤10；

步骤8：参数配置单元将两者的差值作为PID控制的输入，参数配置单元根据PID控制方法进行调节，并计算比例溢流阀的PWM控制量；

步骤9：参数配置单元通过CAN总线将当前的PWM控制量发送至控制器2，转步骤2；

步骤10：参数配置单元向控制器2发送压力值存储指令；

步骤11：控制器2存储压力值和对应的PWM控制量；

步骤12：判断系统中所有压力值是否标定完成，如未标定完成，转步骤2，进行另一项压力值标定；如标定完成，则结束标定。

如图3所示，不改变上述实施例其他特征的基础上，控制器包括控制装置、CAN模块和PID控制电路；控制装置通过CAN模块与上位机相连；所述控制装置通过PID控制电路与比例溢流阀3相连。

如图4所示，根据图3所示的系统框架的液压系统压力在线标定的方法，系统控制所需的PWM控制量由PID控制电路计算和输出。

实际应用过程中，本发明的压力传感器采用Huba公司压力传感器，型号511.941603742。控制器采用Rexroth公司控制器，型号RC6-9/20；比例溢流阀采用Vickers公司比例溢流阀，型号KCG-6-W-250-1-Z-M-U-H1-10。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种液压系统压力在线自动标定系统，其特征在于，包括上位机(1)、控制器(2)、比例溢流阀(3)、压力传感器(5)、参数配置单元；

所述参数配置单元通过CAN总线与所述控制器(2)相连，所述控制器(2)与所述比例溢流阀(3)相连，所述比例溢流阀(3)设置在液压管路(4)中，所述压力传感器(5)的输出信号端连接至所述控制器(2)；

所述参数配置单元用于预先设定系统所需所有压力值并向控制器(2)发送压力值标定命令，以及接收压力反馈值；

所述控制器(2)用于采集所述压力传感器(5)的信号、将其转化为压力信号并传送至参数配置单元，以及驱动所述比例溢流阀(3)；

所述比例溢流阀(3)用于调节液压系统的压力来控制液压系统的驱动力；

所述压力传感器(5)安装于控制系统液压进油管路中，用于测量液压系统压力；

所述控制器(2)包括采集模块、处理模块、输出模块和存储模块；

系统运行时，所述参数配置单元预先设定系统所需所有压力值并向控制器(2)发送压力值标定命令；所述控制器(2)接收到压力标定命令后，按照接收的PWM控制量打开比例溢流阀(3)；液压系统建压，压力传感器(5)采集当前压力信号并反馈至控制器(2)，所述控制器(2)将信号转换为压力信号并通过CAN总线反馈至参数配置单元；所述控制器(2)循环执行此过程直至接收到参数配置单元发来的压力存储命令，所述控制器(2)存储压力值，压力标定过程结束。

2.根据权利要求1所述的液压系统压力在线自动标定系统，其特征在于，

所述控制器包括控制装置、CAN模块和PID控制电路；

所述控制装置通过CAN模块与上位机相连；所述控制装置通过PID控制电路与比例溢流阀(3)相连。

3.一种液压系统压力在线自动标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

操作人员通过参数配置单元预先设定系统所需所有压力值，并发送压力标定指令；

控制器(2)采用默认的PWM控制量打开比例溢流阀(3)；

压力传感器(5)采集当前压力值并发送给控制器(2)，控制器(2)将接收到的电流信号转化为压力信号；

控制器(2)将压力信号传送至参数配置单元；

参数配置单元根据压力传感器(5)反馈的压力值，将接收到的压力值与预设定的值进行比较，将两者的差值作为PID控制的输入；

参数配置单元根据PID控制方法计算比例溢流阀(3)的PWM控制量；

参数配置单元通过CAN总线将当前的PWM控制量发送至控制器(2)；

控制器(2)通过接收到的PWM控制量，进行新一轮压力标定，直至参数配置单元采集到的新的压力测定值与预设定的值之间的差值在允许范围之内；

参数配置单元发送压力存储指令，控制器(2)将当前的压力值和对应的PWM控制量存入铁电存储器中；

下一个压力值标定开始，直至所有压力值标定完毕。

4.根据权利要求3所述的一种液压系统压力在线自动标定方法，其特征在于，

操作人员通过所述参数配置单元预先设定系统所需所有压力值，并发送压力标定指令；

控制装置采用默认的PWM控制量打开比例溢流阀；

所述压力传感器(5)采集当前压力值并发送给控制装置，所述控制装置将接收到的电流信号转化为压力信号；

所述控制装置将压力信号传送至所述参数配置单元；

所述参数配置单元根据压力传感器(5)反馈的压力值，将接收到的压力值与预设定的值进行比较，将两者的差值作为PID控制电路的输入；

所述PID控制电路的输出用于控制所述比例溢流阀(3)；

所述参数配置单元通过所述CAN总线将当前的PID控制电路的输出PWM控制量发送至控制器(2)；

所述控制器(2)通过接收到的PWM控制量，进行新一轮压力标定，直至参数配置单元采集到的新的压力测定值与预设定的值之间的差值在允许范围之内；

参数配置单元发送压力存储指令，控制器(2)将当前的压力值和对应的PWM控制量存入铁电存储器中。