CN104832499B - 一种基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制方法及装置，属于连铸工艺技术领域。该方法包括以下步骤：1)判断四个油缸对应的比例阀死区，计算比例阀的死区补偿量并输出；2)根据位置设定值与位置实际值的偏差，计算单缸闭环控制量并输出；3)根据同步目标值与位置实际值的偏差，计算同步闭环控制量并输出；4)计算最终的控制量输出给四个比例阀。本发明根据实际参数的变化，自动进行死区补偿，提高比例阀对应的控制油缸的响应速度；通过单缸偏差控制器和同步偏差平衡器分别对单缸误差和同步误差进行限制，提高控制精度，保证中间罐车升降平台快速平稳的运行，解决了中间罐车升降系统同步偏差大，运行不平稳，液压元件响应慢和维护成本高等问题。

Description

一种基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制方法及装置

技术领域

本发明属于冶金工业中的连铸工艺技术领域，涉及一种基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制方法及装置。

背景技术

在连铸工艺中，中间罐车是保证连铸工艺连续生产的关键设备，主要用于支撑和运送连铸中间罐。在连续生产时，为快速精确地控制水口插入结晶器的深度，中间罐车升降平台要求能够在重载时平稳同步升降，且能停在任意位置，在浇铸时使中间包保持水平。

在现有技术中，连铸中间罐车升降平台有电动蜗轮蜗杆驱动和液压驱动两种方式。前者工序复杂，对加工精度要求高，且容易损坏维修费用高，现已很少采用；后者采用液压系统驱动，结构简化不少，维护成本低，是目前常用的设计方式。其中，液压驱动方式又包括两类解决方案：

1)采用液压同步马达控制四个油缸同步：在CN 2860682Y中公开了一种名称为“中间罐车四缸同步液压升降装置”的实用新型专利，具体为采用同步马达的控制四个油缸的流量实现油缸的同步，该装置结构简单，能够实现基本的中间罐车同步功能，但光靠液压元件很难实现精确的闭环控制，同时液压马达价格较贵，维护成本较高。

2)采用调节阀实现四个油缸同步：在CN 10232888A中公开了一种名称为“液压伺服同步升降装置及其控制方法”的发明专利，具体为比较任意两个油缸的位移，当偏差大于第一偏差时，所有油缸停止运动；当偏差小于第一偏差时，进行下一步；第二步是比较各个液压缸与给定曲线的关系，当偏差大于第二偏差时，改变油缸活塞杆的运动速度；当偏差小于第二偏差时，保持现有的速度。该方法能够在一定时间内使油缸位移尽快跟随给定曲线，但没有考虑在跟随过程中各个油缸的同步性，因为第二步的算法中都是比较给定位移和反馈位移的偏差，并没有比较反馈位移偏差对各个油缸速度的影响。该专利还没有考虑可能存在的伺服阀零点漂移问题，在系统快速响应和成本方面还可以进一步改进。

由上可知，在连铸中间罐车平台升降系统中还存在设备维护成本高，控制精度不高，系统响应速度不快等问题，对中间罐车的稳定性和动态性能有不利的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制方法及装置，该方法和装置在控制回路中设置死区补偿器、单缸偏差控制器和同步偏差平衡器，用于提高控制精度，加快响应时间，降低系统成本，保证连铸生产连续稳定的运行。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制方法，包括以下步骤：步骤一：判断四个油缸对应的比例阀死区，计算比例阀的死区补偿量并输出；步骤二：根据位置设定值与位置实际值的偏差，计算单缸闭环控制量并输出；步骤三：根据同步目标值与位置实际值的偏差，计算同步闭环控制量并输出；步骤四：计算最终的控制量输出给四个比例阀。

进一步，在步骤一中，判断中间罐车升降平台的四个油缸对应的比例阀死区，计算比例阀的死区补偿量并输出，具体步骤包括：

1)当中间罐车平台上升时，给死区补偿量赋上一次计算的初始值CV1(n)，如果是第一次计算就赋初值0；判断油缸实际位置和速度的变化，按下列公式计算上升死区补偿量CV1(n+1)

$\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)+\mathrm{Ku}*\mathrm{Step}& 0\&le;\mathrm{Vt}<V1\\ \mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)& V1\&le;\mathrm{Vt}<V2\\ \mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)-\mathrm{Ku}*\mathrm{Step}& V2\&le;\mathrm{Vt}\end{array}\right.$ 公式1

其中CV1(n+1)是下一个时刻的比例阀死区补偿量，CV1(n)是该时刻的比例阀死区补偿量，Ku是上升补偿调节系数，且Ku＞0，Step是比例阀阀芯增量步长，Vt是中间罐车升降平台单个油缸活塞杆的移动速度，V1是死区补偿最小速度值，V2是死区补偿最大速度值；

2)当中间罐车平台下降时，给死区补偿量赋上一次计算的初始值CV1(n)，如果是第一次计算就赋初值0；判断油缸实际位置和速度的变化，按下列公式计算下降死区补偿量CV1(n+1)

$\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)-\mathrm{Kd}*\mathrm{Step}& V1<\mathrm{Vt}\&le;0\\ \mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)& V2<\mathrm{Vt}\&le;V1\\ \mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)+\mathrm{Kd}*\mathrm{Step}& \mathrm{Vt}\&le;V2\end{array}\right.$ 公式2

其中CV1(n+1)是下一个时刻的比例阀死区补偿量，CV1(n)是该时刻的比例阀死区补偿量，Kd是下降补偿调节系数，且Kd＞0，Step是比例阀阀芯增量步长，Vt是中间罐车升降平台单个油缸活塞杆的移动速度，V1是死区补偿最小速度值，V2是死区补偿最大速度值；

通过步骤1)和步骤2)在短时间内获得比例阀的死区补偿量；在未投入位置闭环时，持续计算比例阀的死区补偿量；在投入位置闭环时，不进行补偿量的计算，该数值保持上一次的计算值。

进一步，在步骤二中，根据位置设定值和实际位置值的偏差，计算单缸闭环控制量并输出，具体包括：

1)对位置设定值进行斜坡化处理，防止由于位置设定值的阶跃变化导致的积分饱和；

2)计算位置设定值SP与实际位置值PV的偏差Δe＝SP-PV，送入单缸偏差控制器，该控制器是位置式PI控制器，计算公式为：

$u\left(t\right)=\mathrm{Kp}*[\mathrm{\&Delta;e}\left(t\right)+\frac{1}{\mathrm{Ti}}\underset{0}{\overset{t}{\&Integral;}}\mathrm{\&Delta;e}\left(t\right)\mathrm{dt}]$ 公式3

其中u(t)是PI控制器的输出，Kp是单缸偏差控制器的比例系数，Δe(t)是单缸实时偏差值，Ti是单缸偏差控制器的积分时间；

3)当偏差Δe＞S1时，单缸偏差控制器的控制量输出CV2＝u(t)；当偏差Δe≤S1时，单缸偏差控制器的控制量输出CV2保持当前的输出，其中S1是单缸闭环的精度系数。

进一步，在步骤三中，根据同步目标值和实际位置值的偏差，计算同步闭环控制量并输出，具体包括：

1)计算同步目标值SPS，定义SP为位置设定值，MX是中间罐车四个升降液压缸中位移最大液压缸的实际位置值，MN是中间罐车四个升降液压缸中位移最小液压缸的实际位置值，Max是计算最大值的函数，Min是计算最小值的函数；

当中间罐车平台上升时，SPS＝Min(SP,MX)；

当中间罐车平台下降时，SPS＝Max(SP,MN)；

2)计算同步目标值SPS与实际位置值PV的偏差δe＝SPS-PV，送入偏差平衡控制器，该控制器是增量式积分控制器，计算公式为

y(n)＝y(n-1)+Tn*[δe(n)-δe(n-1)]/Ts 公式4

其中y(n)是积分控制器的当前时刻的输出值，y(n-1)是积分控制器的上一时刻的输出值，Tn是采样时间，Ts是积分时间，δe(n)是当前时刻的同步偏差，δe(n-1)是上一时刻的同步偏差；

3)当偏差δe＞S2时，同步偏差控制器的控制量输出CV3＝y(n)；当偏差δe≤S2时，同步偏差控制器的控制量输出CV3保持当前的输出，其中S2是同步闭环的精度系数。

进一步，在步骤四中，最终的控制量输出CV根据下式计算：

CV＝CV1+CV2+CV3 公式5

其中，CV1是比例阀死区补偿量，CV2是单缸闭环控制量，CV3是同步闭环控制量。

本发明还提供了一种基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制装置，该装置包括以下单元：死区补偿单元、单缸偏差控制单元，同步偏差平衡单元，控制量修正单元，信号输入输出单元；所述死区补偿单元用于判断四个油缸对应的比例阀死区，计算比例阀的死区补偿量；所述单缸偏差控制单元根据位置设定值与位置实际值的偏差，计算单缸闭环控制量；所述同步偏差平衡单元根据同步目标值与位置实际值的偏差，计算同步闭环控制量；所述控制量修正单元用于计算最终的控制量输出给四个比例阀；所述信号输入输出单元用于信号滤波、数模转换和模数转换。

进一步，所述死区补偿单元包括：上升死区补偿器和下降死区补偿器；上升死区补偿器用于计算中间罐车上升时的比例阀死区补偿值，计算方法按照以下公式进行计算：

$\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)+\mathrm{Ku}*\mathrm{Step}& 0\&le;\mathrm{Vt}<V1\\ \mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)& V1\&le;\mathrm{Vt}<V2\\ \mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)-\mathrm{Ku}*\mathrm{Step}& V2\&le;\mathrm{Vt}\end{array}\right.$

其中CV1(n+1)是下一个时刻的比例阀死区补偿量，CV1(n)是该时刻的比例阀死区补偿量，Ku是上升补偿调节系数，且Ku＞0，Step是比例阀阀芯增量步长，Vt是中间罐车升降平台单个油缸活塞杆的移动速度，V1是死区补偿最小速度值，V2是死区补偿最大速度值；

下降死区补偿器用于计算中间罐车下降时的比例阀死区补偿值，计算方法按照以下公式进行：

$\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)-\mathrm{Kd}*\mathrm{Step}& V1<\mathrm{Vt}\&le;0\\ \mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)& V2<\mathrm{Vt}\&le;V1\\ \mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)+\mathrm{Kd}*\mathrm{Step}& \mathrm{Vt}\&le;V2\end{array}\right.$

其中CV1(n+1)是下一个时刻的比例阀死区补偿量，CV1(n)是该时刻的比例阀死区补偿量，Kd是下降补偿调节系数，且Kd＞0，Step是比例阀阀芯增量步长，Vt是中间罐车升降平台单个油缸活塞杆的移动速度，V1是死区补偿最小速度值，V2是死区补偿最大速度值。

进一步，所述单缸偏差控制单元包括单缸偏差控制器，单缸偏差控制器用于消除位置设定值和实际位置值的偏差，计算单缸闭环控制量并输出，计算公式如下：

$u\left(t\right)=\mathrm{Kp}*[\mathrm{\&Delta;e}\left(t\right)+\frac{1}{\mathrm{Ti}}\underset{0}{\overset{t}{\&Integral;}}\mathrm{\&Delta;e}\left(t\right)\mathrm{dt}]$

其中u(t)是PI控制器的输出，Kp是单缸偏差控制器的比例系数，Δe(t)是单缸实时偏差值，Ti是单缸偏差控制器的积分时间；

当偏差Δe＞S1时，单缸偏差控制器的控制量输出CV2＝u(t)；当偏差Δe≤S1时，单缸偏差控制器的控制量输出CV2保持当前的输出，其中S1是单缸闭环的精度系数。

进一步，同步偏差平衡单元包括同步偏差平衡器，同步偏差平衡器用于消除同步目标值和实际位置值的偏差，计算同步闭环控制量并输出，计算公式如下：

y(n)＝y(n-1)+Tn*[δe(n)-δe(n-1)]/Ts

其中y(n)是积分控制器的当前时刻的输出值，y(n-1)是积分控制器的上一时刻的输出值，Tn是采样时间，Ts是积分时间，δe(n)是当前时刻的同步偏差，δe(n-1)是上一时刻的同步偏差；

当偏差δe＞S2时，同步偏差控制器的控制量输出CV3＝y(n)；当偏差δe≤S2时，同步偏差控制器的控制量输出CV3保持当前的输出，其中S2是同步闭环的精度系数。

进一步，控制量输出单元包括控制量修正器，控制量修正器用于计算最终控制量的输出，计算公式如下：

CV＝CV1+CV2+CV3，其中，CV1是比例阀死区补偿量，CV2是单缸闭环控制量，CV3是同步闭环控制量。

本发明的有益效果在于：本发明根据实际参数的变化，自动进行死区补偿，提高比例阀对应的控制油缸的响应速度；通过单缸偏差控制器和同步偏差平衡器分别对单缸误差和同步误差进行限制，提高控制精度，保证中间罐车升降平台快速平稳的运行，解决了中间罐车升降系统同步偏差大，运行不平稳，液压元件响应慢和维护成本高等问题。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明所述方法的流程示意图；

图2为本发明所述方法控的制系统结构图；

图3为本发明所述方法的控制系统内部算法示意图；

图4为本发明所述装置硬件结构图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例一：

图1为本发明所述方法的流程示意图，如图所示，本发明所述方法具体包括：

步骤1)判断四个油缸对应的比例阀死区，计算比例阀的死区补偿量并输出。

图2为本发明所述方法控制系统结构图，图3为本发明所述方法控制系统内部算法示意图。本步骤用于消除比例阀的死区，使最终的控制量能够跨过这段区间，尽量保持比例阀流量与油缸活塞杆运动速度的呈线性关系。

当中间罐车平台上升时，给第1时刻的死区补偿量CV1(1)赋初始值0；判断油缸实际位置和速度的变化，按下列公式计算上升死区补偿量CV1(n+1)

$\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)+\mathrm{Ku}*\mathrm{Step}& 0\&le;\mathrm{Vt}<V1\\ \mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)& V1\&le;\mathrm{Vt}<V2\\ \mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)-\mathrm{Ku}*\mathrm{Step}& V2\&le;\mathrm{Vt}\end{array}\right.$

其中CV1(n+1)是下一个时刻的比例阀死区补偿量，CV1(n)是该时刻的比例阀死区补偿量，Ku是上升补偿调节系数，且Ku＞0，Step是比例阀阀芯增量步长，Vt是中间罐车升降平台单个油缸活塞杆的移动速度，V1是死区补偿最小速度值，V2是死区补偿最大速度值；在本例中Ku＝0.2，Step＝1.0，V1＝0.03，V2＝0.15。

经过累加计算，得到的中间罐车升降平台1号油缸的上升死区补偿量CV1(n+1)＝6.4。

当中间罐车平台下降时，给第1时刻的死区补偿量CV1(1)赋初始值0；判断油缸实际位置和速度的变化，按下列公式计算下降死区补偿量CV1(n+1)

$\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)-\mathrm{Kd}*\mathrm{Step}& V1<\mathrm{Vt}\&le;0\\ \mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)& V2<\mathrm{Vt}\&le;V1\\ \mathrm{CV}1(n+1)=\mathrm{CV}1\left(n\right)+\mathrm{Kd}*\mathrm{Step}& \mathrm{Vt}\&le;V2\end{array}\right.$

其中CV1(n+1)是下一个时刻的比例阀死区补偿量，CV1(n)是该时刻的比例阀死区补偿量，Kd是下降补偿调节系数，且Kd＞0，Step是比例阀阀芯增量步长，Vt是中间罐车升降平台单个油缸活塞杆的移动速度，V1是死区补偿最小速度值，V2是死区补偿最大速度值；在本例中Kd＝0.15，Step＝1.0，V1＝-0.03，V2＝-0.15。

经过累加计算，得到的中间罐车升降平台一号油缸的下降死区补偿量CV1(n+1)＝-5.25。

其余三个油缸的死区补偿量计算方法与一号油缸相同。

步骤2)根据位置设定值与位置实际值的偏差，计算单缸闭环控制量并输出。

本步骤用于消除单缸位移误差，通过PI算法计算单缸闭环控制量。本实施例的油缸行程是0～800mm，最低位设置为30mm，最高位设置为700mm，为保护设备，超过700mm就锁定中间罐车升降系统的油路，工作低位设定为50mm，工作高位设定为600mm。当中间罐车升降平台从低位向高位运行时，设定值SP从50mm到600mm时，采用斜坡化处理，增量是1.5mm/100ms，这样从低位到高位运行的时间不超过40s，满足中间罐车升降平台的要求。采用斜坡化处理的好处是避免由于位置设定值的阶跃变化造成偏差过大从而导致的控制系统的积分饱和。

计算位置设定值SP与实际位置值PV的偏差Δe＝SP-PV，送入单缸偏差控制器，该控制器是位置式PI控制器，计算公式为

$u\left(t\right)=\mathrm{Kp}*[\mathrm{\&Delta;e}\left(t\right)+\frac{1}{\mathrm{Ti}}\underset{0}{\overset{t}{\&Integral;}}\mathrm{\&Delta;e}\left(t\right)\mathrm{dt}]$

其中u(t)是PI控制器的输出，Kp是单缸偏差控制器的比例系数，Δe(t)是单缸实时偏差值，Ti是单缸偏差控制器的积分时间；本例中Kp＝13，Ti＝800ms。

当偏差Δe＞S1时，单缸偏差控制器的控制量输出CV2＝u(t)；当偏差Δe≤S1时，单缸偏差控制器的控制量输出CV2保持当前的输出，其中S1是单缸闭环的精度系数，本例中S1＝0.5。该数值根据实际液压系统的性能来进行调整，如果将系统中的比例阀换成伺服阀，由于其控制精度高、响应速度快，该数值可以更小。其余三个油缸的单缸闭环控制量计算方法与一号油缸相同。

步骤3)根据同步目标值与位置实际值的偏差，计算同步闭环控制量并输出；

本步骤用于消除同步位移误差，通过增量式积分算法计算同步闭环控制量。首先计算同步目标值，在理想状态下，该数应等于位置设定值(斜坡化后的)，在实际应用中应该等于速度最快油缸的实际位移，即速度最快的油缸不需要进行同步补偿，其余速度慢的油缸根据偏差值进行补偿。当中间罐车平台上升时，同步目标值SPS＝Min(SP,MX)；当中间罐车平台下降时，SPS＝Max(SP,MN)。其中，MX是中间罐车四个升降液压缸中位移最大液压缸的实际位置值，MN是中间罐车四个升降液压缸中位移最小液压缸的实际位置值，Max是计算最大值的函数，Min是计算最小值的函数。在本例中，SPS＝MX，该数值根据四个油缸的位置变化实时变化。

计算同步目标值SPS与实际位置值PV的偏差δe＝SPS-PV，送入偏差平衡控制器，该控制器是增量式积分控制器，计算公式为

y(n)＝y(n-1)+Tn*[δe(n)-δe(n-1)]/Ts

其中y(n)是积分控制器的当前时刻的输出值，y(n-1)是积分控制器的上一时刻的输出值，Tn是采样时间，Ts是积分时间，δe(n)是当前时刻的同步偏差，δe(n-1)是上一时刻的同步偏差。本例中Tn＝100ms，Ts＝500ms。

当偏差δe＞S2时，同步偏差控制器的控制量输出CV3＝y(n)；当偏差δe≤S2时，同步偏差控制器的控制量输出CV3保持当前的输出，其中S2是同步闭环的精度系数，本例中S2＝0.3。该数值根据实际液压系统的性能来进行调整，如果将系统中的比例阀换成伺服阀，由于其控制精度高、响应速度快，该数值可以更小。其余三个油缸的同步闭环控制量计算方法与一号油缸相同。

步骤4)计算最终的控制量输出CV＝CV1+CV2+CV3，其中，CV1是比例阀死区补偿量，CV2是单缸闭环控制量，CV3是同步闭环控制量。在本实施例中，上升时，CV1＝6.4；下降时，CV1＝-5.25。比例阀的死区补偿量能够消除比例阀的死区，使油缸的响应更加快速；单缸闭环控制量能够消除单缸误差，保证单缸实际位置与位置设定曲线跟随；同步闭环控制量用于消除四个油缸的同步位置偏差，保证单缸实际位置与同步设定曲线跟随。

实施例二：

图4为本发明所述装置硬件结构图，该图仅表示一个液压缸的专用控制器硬件结构图，其余三个液压缸控制器的硬件结构与该液压缸的相同，为便于说明仅示出与本发明实施例相关的部分，本实施例提供的基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制装置，该装置是一种专用控制器，包括以下单元：

死区补偿单元，用于判断四个油缸对应的比例阀死区，计算比例阀的死区补偿量；

单缸偏差控制单元，根据位置设定值与位置实际值的偏差，计算单缸闭环控制量；

同步偏差平衡单元，根据同步目标值与位置实际值的偏差，计算同步闭环控制量；

控制量修正单元，计算最终的控制量输出给四个比例阀；

信号输入输出单元，用于信号滤波、数模转换和模数转换。

上述各个控制单元对应实现了实施例一中步骤1)～步骤4)，具体的，死区补偿单元根据中间罐车升降油缸的比例阀给定和油缸活塞杆速度的变化计算比例阀的死区补偿量并输出；单缸偏差控制单元根据位置设定值与位置实际值的偏差，通过位置式PI算法计算单缸闭环控制量并输出；同步偏差平衡单元根据同步目标值与位置实际值的偏差，通过增量式积分算法计算同步闭环控制量并输出；控制量修正单元，根据死区补偿量、单缸控制量和同步控制量，计算最终的控制量输出给四个比例阀。中间罐车升降同步控制装置最终控制油缸活塞杆的速度，实现调整升降平台的实际位置。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：判断四个油缸对应的比例阀死区，计算比例阀的死区补偿量并输出；

步骤二：根据位置设定值与位置实际值的偏差，计算单缸闭环控制量并输出；

步骤三：根据同步目标值与位置实际值的偏差，计算同步闭环控制量并输出；

步骤四：计算最终的控制量输出给四个比例阀；

在步骤一中，判断中间罐车升降平台的四个油缸对应的比例阀死区，计算比例阀的死区补偿量并输出，具体步骤包括：

1)当中间罐车平台上升时，给死区补偿量赋上一次计算的初始值CV1(n)，如果是第一次计算就赋初值0；判断油缸实际位置和速度的变化，按下列公式计算上升死区补偿量CV1(n+1)

其中CV1(n+1)是下一个时刻的比例阀死区补偿量，CV1(n)是该时刻的比例阀死区补偿量，Ku是上升补偿调节系数，且Ku＞0，Step是比例阀阀芯增量步长，Vt是中间罐车升降平台单个油缸活塞杆的移动速度，V1是死区补偿最小速度值，V2是死区补偿最大速度值；

2)当中间罐车平台下降时，给死区补偿量赋上一次计算的初始值CV1(n)，如果是第一次计算就赋初值0；判断油缸实际位置和速度的变化，按下列公式计算下降死区补偿量CV1(n+1)

其中CV1(n+1)是下一个时刻的比例阀死区补偿量，CV1(n)是该时刻的比例阀死区补偿量，Kd是下降补偿调节系数，且Kd＞0，Step是比例阀阀芯增量步长，Vt是中间罐车升降平台单个油缸活塞杆的移动速度，V1是死区补偿最小速度值，V2是死区补偿最大速度值；

通过步骤1)和步骤2)在短时间内获得比例阀的死区补偿量；在未投入位置闭环时，持续计算比例阀的死区补偿量；在投入位置闭环时，不进行补偿量的计算，该数值保持上一次的计算值。

2.根据权利要求1所述的一种基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制方法，其特征在于：在步骤二中，根据位置设定值和实际位置值的偏差，计算单缸闭环控制量并输出，具体包括：

1)对位置设定值进行斜坡化处理，防止由于位置设定值的阶跃变化导致的积分饱和；

2)计算位置设定值SP与实际位置值PV的偏差Δe＝SP-PV，送入单缸偏差控制器，该控制器是位置式PI控制器，计算公式为：

其中u(t)是PI控制器的输出，Kp是单缸偏差控制器的比例系数，Δe(t)是单缸实时偏差值，Ti是单缸偏差控制器的积分时间；

3)当偏差Δe＞S1时，单缸偏差控制器的控制量输出CV2＝u(t)；当偏差Δe≤S1时，单缸偏差控制器的控制量输出CV2保持当前的输出，其中S1是单缸闭环的精度系数。

3.根据权利要求2所述的一种基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制方法，其特征在于：在步骤三中，根据同步目标值和实际位置值的偏差，计算同步闭环控制量并输出，具体包括：

1)计算同步目标值SPS，定义SP为位置设定值，MX是中间罐车四个升降液压缸中位移最大液压缸的实际位置值，MN是中间罐车四个升降液压缸中位移最小液压缸的实际位置值，Max是计算最大值的函数，Min是计算最小值的函数；

当中间罐车平台上升时，SPS＝Min(SP,MX)；

当中间罐车平台下降时，SPS＝Max(SP,MN)；

2)计算同步目标值SPS与实际位置值PV的偏差δe＝SPS-PV，送入偏差平衡控制器，该控制器是增量式积分控制器，计算公式为

y(n)＝y(n-1)+Tn*[δe(n)-δe(n-1)]/Ts 公式4

其中y(n)是积分控制器的当前时刻的输出值，y(n-1)是积分控制器的上一时刻的输出值，Tn是采样时间，Ts是积分时间，δe(n)是当前时刻的同步偏差，δe(n-1)是上一时刻的同步偏差；

3)当偏差δe＞S2时，同步偏差控制器的控制量输出CV3＝y(n)；当偏差δe≤S2时，同步偏差控制器的控制量输出CV3保持当前的输出，其中S2是同步闭环的精度系数。

4.根据权利要求3所述的一种基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制方法，其特征在于：在步骤四中，最终的控制量输出CV根据下式计算：

CV＝CV1+CV2+CV3 公式5

其中，CV1是比例阀死区补偿量，CV2是单缸闭环控制量，CV3是同步闭环控制量。

5.一种基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制装置，其特征在于：该装置包括以下单元：死区补偿单元、单缸偏差控制单元，同步偏差平衡单元，控制量修正单元，信号输入输出单元；所述死区补偿单元用于判断四个油缸对应的比例阀死区，计算比例阀的死区补偿量；所述单缸偏差控制单元根据位置设定值与位置实际值的偏差，计算单缸闭环控制量；所述同步偏差平衡单元根据同步目标值与位置实际值的偏差，计算同步闭环控制量；所述控制量修正单元用于计算最终的控制量输出给四个比例阀；所述信号输入输出单元用于信号滤波、数模转换和模数转换；

所述死区补偿单元包括：上升死区补偿器和下降死区补偿器；上升死区补偿器用于计算中间罐车上升时的比例阀死区补偿值，计算方法按照以下公式进行计算：

$\left\{\begin{array}{cc}CV1(n+1)=CV1\left(n\right)+Ku*Step& 0\&le;Vt<V1\\ CV1(n+1)=CV1\left(n\right)& V1\&le;Vt<V2\\ CV1(n+1)=CV1\left(n\right)-Ku*Step& V2\&le;Vt\end{array}\right.$

其中CV1(n+1)是下一个时刻的比例阀死区补偿量，CV1(n)是该时刻的比例阀死区补偿量，Ku是上升补偿调节系数，且Ku＞0，Step是比例阀阀芯增量步长，Vt是中间罐车升降平台单个油缸活塞杆的移动速度，V1是死区补偿最小速度值，V2是死区补偿最大速度值；

下降死区补偿器用于计算中间罐车下降时的比例阀死区补偿值，计算方法按照以下公式进行：

$\left\{\begin{array}{cc}CV1(n+1)=CV1\left(n\right)-Kd*Step& V1<Vt\&le;0\\ CV1(n+1)=CV1\left(n\right)& V2<Vt\&le;V1\\ CV1(n+1)=CV1\left(n\right)+Kd*Step& Vt\&le;V2\end{array}\right.$

其中CV1(n+1)是下一个时刻的比例阀死区补偿量，CV1(n)是该时刻的比例阀死区补偿量，Kd是下降补偿调节系数，且Kd＞0，Step是比例阀阀芯增量步长，Vt是中间罐车升降平台单个油缸活塞杆的移动速度，V1是死区补偿最小速度值，V2是死区补偿最大速度值。

6.根据权利要求5所述的一种基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制装置，其特征在于：所述单缸偏差控制单元包括单缸偏差控制器，单缸偏差控制器用于消除位置设定值和实际位置值的偏差，计算单缸闭环控制量并输出，计算公式如下：

$u\left(t\right)=Kp*\&lsqb;\mathrm{\&Delta;}e\left(t\right)+\frac{1}{Ti}\underset{0}{\overset{t}{\&Integral;}}\mathrm{\&Delta;}e\left(t\right)dt\&rsqb;$

其中u(t)是PI控制器的输出，Kp是单缸偏差控制器的比例系数，Δe(t)是单缸实时偏差值，Ti是单缸偏差控制器的积分时间；

当偏差Δe＞S1时，单缸偏差控制器的控制量输出CV2＝u(t)；当偏差Δe≤S1时，单缸偏差控制器的控制量输出CV2保持当前的输出，其中S1是单缸闭环的精度系数。

7.根据权利要求6所述的一种基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制装置，其特征在于：同步偏差平衡单元包括同步偏差平衡器，同步偏差平衡器用于消除同步目标值和实际位置值的偏差，计算同步闭环控制量并输出，计算公式如下：

y(n)＝y(n-1)+Tn*[δe(n)-δe(n-1)]/Ts

其中y(n)是积分控制器的当前时刻的输出值，y(n-1)是积分控制器的上一时刻的输出值，Tn是采样时间，Ts是积分时间，δe(n)是当前时刻的同步偏差，δe(n-1)是上一时刻的同步偏差；

当偏差δe＞S2时，同步偏差控制器的控制量输出CV3＝y(n)；当偏差δe≤S2时，同步偏差控制器的控制量输出CV3保持当前的输出，其中S2是同步闭环的精度系数。

8.根据权利要求7所述的一种基于偏差平衡的中间罐车升降同步控制装置，其特征在于：控制量输出单元包括控制量修正器，控制量修正器用于计算最终控制量的输出，计算公式如下：

CV＝CV1+CV2+CV3，其中，CV1是比例阀死区补偿量，CV2是单缸闭环控制量，CV3是同步闭环控制量。