CN105156732B - 比例阀控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种比例阀控制方法和装置，属于液压升降领域。所述方法包括：周期性地获取手柄指令信号B；根据当前周期的手柄指令信号B1判断手柄操作速度是否过快；当手柄操作速度过快时，判断手柄指令信号B的大小的变化趋势，所述变化趋势为增大或者减小；当所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为增大时，选择所述当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较小的作为输出信号；当所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为减小时，选择所述当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较大的作为输出信号，|B1‑C|≥V，V大于0。本发明避免了比例阀开启和关闭的速度过快，减小了管路液体对液压系统的冲击，保证了升降平台的安全。

Description

比例阀控制方法和装置

技术领域

本发明涉及液压升降领域，特别涉及一种比例阀控制方法和装置。

背景技术

液压齿轮齿条式升降系统是海洋平台上目前广泛使用的一种升降系统，可用于实现海洋平台的升降控制和检测。

液压齿轮齿条式升降系统通过控制比例阀的开启和关闭，实现液压管路的流量控制。由于流动液体和运动部件惯性的作用，比例阀如果开启和关闭的速度过快，管路液体动力势能变化较大，对液压系统造成较大的冲击，液压冲击的出现可能对液压系统造成较大的损伤、影响液压系统的正常工作，在海洋平台升降系统这类高压、高速及大流量的系统中可能出现更为严重的后果。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种比例阀控制方法和装置。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种比例阀控制方法，所述方法包括：

周期性地获取手柄指令信号B；

根据当前周期的手柄指令信号B1判断手柄操作速度是否过快；

当手柄操作速度过快时，判断所述手柄指令信号B的大小的变化趋势，所述变化趋势为增大或者减小；

当所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为增大时，选择所述当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较小的作为输出信号；当所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为减小时，选择所述当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较大的作为输出信号，|B1-C|≥V，V大于0；

所述周期性地获取手柄指令信号B，包括：

周期性地获取手柄位置信号A；

根据所述手柄位置信号A确定所述手柄指令信号B，具体根据下述公式确定所述手柄指令信号B：

其中，High为手柄最高点的位置信号，Low为手柄最低点的位置信号，Zero为手柄中点的位置信号，L1、L2和L3均大于0，X大于0。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述根据当前周期的手柄指令信号B1判断手柄操作速度是否过快，包括：

获取上一周期的输出信号C0；

根据所述上一周期的输出信号C0计算所述控制信号C；

比较|B1-C|与V的大小；

当所述|B1-C|≥V时，确定所述手柄操作速度过快。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述根据所述上一周期的输出信号C0计算所述控制信号C，包括：

比较所述当前周期的手柄指令信号B1与所述上一周期的输出信号C0的大小；

当所述当前周期的手柄指令信号B1大于或者等于所述上一周期的输出信号C0时，将所述上一周期的输出信号C0加上V得到所述控制信号C；当所述当前周期的手柄指令信号B1小于所述上一周期的输出信号C0时，将所述上一周期的输出信号C0减去V得到所述控制信号C。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述判断手柄指令信号B的大小的变化趋势，包括：

获取上一周期的手柄指令信号B0；

判断所述上一周期的手柄指令信号B0与所述当前周期的手柄指令信号B1的大小；

当所述上一周期的手柄指令信号B0大于所述当前周期的手柄指令信号B1的大小时，判断所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为减小；当所述上一周期的手柄指令信号B0小于所述当前周期的手柄指令信号B1的大小时，判断所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为增大。

另一方面，本发明实施例还提供了一种比例阀控制装置，所述装置包括：

获取模块，用于周期性地获取手柄指令信号B；

判断模块，用于根据当前周期的手柄指令信号B1判断手柄操作速度是否过快；当手柄操作速度过快时，判断所述手柄指令信号B的大小的变化趋势，所述变化趋势为增大或者减小；

输出模块，用于当所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为增大时，选择所述当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较小的作为输出信号；当所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为减小时，选择所述当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较大的作为输出信号，|B1-C|≥V，V大于0；

所述获取模块，包括：

第一获取子模块，用于周期性地获取手柄位置信号A；

确定子模块，用于根据所述手柄位置信号A确定所述手柄指令信号B，具体根据下述公式确定所述手柄指令信号B：

其中，High为手柄最高点的位置信号，Low为手柄最低点的位置信号，Zero为手柄中点的位置信号，L1、L2和L3均大于0，X大于0。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述判断模块，包括：

第二获取子模块，用于获取上一周期的输出信号C0；

计算子模块，用于根据所述上一周期的输出信号C0计算所述控制信号C；

判断子模块，用于比较|B1-C|与V的大小；当所述|B1-C|≥V时，确定所述手柄操作速度过快。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述计算子模块，具体用于：

比较所述当前周期的手柄指令信号B1与所述上一周期的输出信号C0的大小；

当所述当前周期的手柄指令信号B1大于或者等于所述上一周期的输出信号C0时，将所述上一周期的输出信号C0加上V得到所述控制信号C；当所述当前周期的手柄指令信号B1小于所述上一周期的输出信号C0时，将所述上一周期的输出信号C0减去V得到所述控制信号C。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述判断模块，包括：

第三获取子模块，用于获取上一周期的手柄指令信号B0；

第二判断子模块，用于判断所述上一周期的手柄指令信号B0与所述当前周期的手柄指令信号B1的大小；当所述上一周期的手柄指令信号B0大于所述当前周期的手柄指令信号B1的大小时，判断所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为减小；当所述上一周期的手柄指令信号B0小于所述当前周期的手柄指令信号B1的大小时，判断所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为增大。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过周期性地获取手柄指令信号，然后根据手柄指令信号判断手柄操作速度是否过快，如果手柄操作速度过快即进行调整，具体地：先判断手柄指令信号是增大还是减小，当手柄指令信号增大时，选择当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较小的作为输出信号，保证手柄指令信号增大的速度不至于过快，当手柄指令信号减小时，选择当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较大的作为输出信号，保证手柄指令信号减小的速度不至于过快，从而避免了比例阀开启和关闭的速度过快，减小了管路液体对液压系统的冲击，保证了升降平台的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的应用场景图；

图2是本发明实施例提供的一种比例阀控制方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的手柄位置与手柄指令信号关系图；

图4是本发明实施例提供的一种比例阀控制装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的应用场景图，参见图1，在该应用场景中包括比例阀10、控制比例阀开启和关闭的手柄20和比例阀控装置30。上述比例阀10和手柄20可以是海洋平台升降系统中的比例阀和手柄，比例阀控制装置30用于执行下述比例阀控制方法。

图2是本发明实施例提供的一种比例阀控制方法的流程图，参见图2，该方法包括：

步骤101：周期性地获取手柄指令信号B。

具体地，周期性地获取手柄指令信号B，包括：

周期性地获取手柄位置信号A；根据手柄位置信号A确定手柄指令信号B。

其中，手柄位置信号A可以由手柄自身周期性地获取，比例阀控制装置通过接收手柄传输的手柄位置信号A实现周期性获取。

更具体地，根据手柄位置信号A确定手柄指令信号B，包括：

根据下述公式确定手柄指令信号B：

High为手柄最高点的位置信号，Low为手柄最低点的位置信号，Zero为手柄中点的位置信号，L1、L2和L3均大于0，X大于0。

在本发明实施例中，High和Low的大小是由手柄决定的。L1、L2、和L3可以根据实际需求确定，X根据比例阀开启或关闭时所需电压信号决定，例如X可以为10。

如图3所示，手柄位置信号A与手柄实际位置对应，按照从上到下划分为五个范围：High～High-L1，High-L1～Zero+L3、Zero+L3～Zero-L3、Zero-L3～Low+L2、Low+L2～Low，其中手柄位置信号为High～High-L1时表示手柄处在最高点及最高点误差范围内，手柄位置信号为Zero+L3～Zero-L3时表示手柄处在中点及中点误差范围内，手柄位置信号为Low+L2～Low时表示手柄处在最低点及最低点误差范围内。

步骤102：根据当前周期的手柄指令信号B1判断手柄操作速度是否过快，当手柄操作没有过快时，执行步骤103，当手柄操作速度过快时，执行步骤104。

具体地，根据当前周期的手柄指令信号B1判断手柄操作速度是否过快，包括：

步骤一：获取上一周期的输出信号C0。

步骤二：根据上一周期的输出信号C0计算控制信号C。

其中，根据上一周期的输出信号C0计算控制信号C，包括：

比较当前周期的手柄指令信号B1与上一周期的输出信号C0的大小；

当当前周期的手柄指令信号B1大于或者等于上一周期的输出信号C0时，将上一周期的输出信号C0加上V得到控制信号C；当当前周期的手柄指令信号B1小于上一周期的输出信号C0时，将上一周期的输出信号C0减去V得到控制信号C。V为步长信号(通常为电压信号)，V大于0，具体数值可以根据实际需求设置。

步骤三：比较|B1-C|与V的大小。

步骤四：当|B1-C|≥V时，确定手柄操作速度过快。

步骤103：输出当前周期的手柄指令信号B1。

步骤104：判断手柄指令信号B的大小的变化趋势，变化趋势为增大或者减小，当手柄指令信号B的大小的变化趋势为增大时，执行步骤105，当手柄指令信号B的大小的变化趋势为减小时，执行步骤106。

具体地，判断手柄指令信号B的大小的变化趋势，包括：

获取上一周期的手柄指令信号B0；

判断上一周期的手柄指令信号B0与当前周期的手柄指令信号B1的大小；

当上一周期的手柄指令信号B0大于当前周期的手柄指令信号B1的大小时，判断手柄指令信号B的大小的变化趋势为减小；当上一周期的手柄指令信号B0小于当前周期的手柄指令信号B1的大小时，判断手柄指令信号B的大小的变化趋势为增大。

步骤105：选择当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较小的作为输出信号。

步骤106：选择当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较大的作为输出信号。

进一步地，在步骤105和106之前，该方法还可以包括：比较当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C的大小。在本发明实施例中，手柄指令信号B与控制信号C均为电压信号，比较当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C的大小，即比较B1和C的电压大小。另外，前文中手柄指令信号B的大小即为电压大小。

本发明通过周期性地获取手柄指令信号，然后根据手柄指令信号判断手柄操作速度是否过快，如果手柄操作速度过快即进行调整，具体地：先判断手柄指令信号是增大还是减小，当手柄指令信号增大时，选择当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较小的作为输出信号，保证手柄指令信号增大的速度不至于过快，当手柄指令信号减小时，选择当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较大的作为输出信号，保证手柄指令信号减小的速度不至于过快，从而避免了比例阀开启和关闭的速度过快，减小了管路液体对液压系统的冲击，保证了升降平台的安全。

图4是本发明实施例提供的一种比例阀控制装置的结构示意图，参见图4，装置包括：

获取模块201，用于周期性地获取手柄指令信号B；

判断模块202，用于根据当前周期的手柄指令信号B1判断手柄操作速度是否过快；当手柄操作速度过快时，判断手柄指令信号B的大小的变化趋势，变化趋势为增大或者减小；

输出模块203，用于当手柄指令信号B的大小的变化趋势为增大时，选择当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较小的作为输出信号；当手柄指令信号B的大小的变化趋势为减小时，选择当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较大的作为输出信号，|B1-C|≥V，V大于0。

具体地，获取模块201，包括：

第一获取子模块2011，用于周期性地获取手柄位置信号A；

确定子模块2012，用于根据手柄位置信号A确定手柄指令信号B。

其中，确定子模块2012，具体用于：

根据下述公式确定手柄指令信号B：

其中，High为手柄最高点的位置信号，Low为手柄最低点的位置信号，Zero为手柄中点的位置信号，L1、L2和L3均大于0，X大于0。

具体地，判断模块202，包括：

第二获取子模块2021，用于获取上一周期的输出信号C0；

计算子模块2022，用于根据上一周期的输出信号C0计算控制信号C；

第一判断子模块2023，用于比较|B1-C|与V的大小；当|B1-C|≥V时，确定手柄操作速度过快。

其中，计算子模块2023，具体用于：

比较当前周期的手柄指令信号B1与上一周期的输出信号C0的大小；

当当前周期的手柄指令信号B1大于或者等于上一周期的输出信号C0时，将上一周期的输出信号C0加上V得到控制信号C；当当前周期的手柄指令信号B1小于上一周期的输出信号C0时，将上一周期的输出信号C0减去V得到控制信号C。

进一步地，判断模块202还包括：

第三获取子模块2024，用于获取上一周期的手柄指令信号B0；

第二判断子模块2025，用于判断上一周期的手柄指令信号B0与当前周期的手柄指令信号B1的大小；当上一周期的手柄指令信号B0大于当前周期的手柄指令信号B1的大小时，判断手柄指令信号B的大小的变化趋势为减小；当上一周期的手柄指令信号B0小于当前周期的手柄指令信号B1的大小时，判断手柄指令信号B的大小的变化趋势为增大。

本发明通过周期性地获取手柄指令信号，然后根据手柄指令信号判断手柄操作速度是否过快，如果手柄操作速度过快即进行调整，具体地：先判断手柄指令信号是增大还是减小，当手柄指令信号增大时，选择当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较小的作为输出信号，保证手柄指令信号增大的速度不至于过快，当手柄指令信号减小时，选择当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较大的作为输出信号，保证手柄指令信号减小的速度不至于过快，从而避免了比例阀开启和关闭的速度过快，减小了管路液体对液压系统的冲击，保证了升降平台的安全。

需要说明的是：上述实施例提供的比例阀控制装置在进行比例阀控制时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的比例阀控制装置与比例阀控制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种比例阀控制方法，其特征在于，所述方法包括：

周期性地获取手柄指令信号B；

根据当前周期的手柄指令信号B1判断手柄操作速度是否过快；

当手柄操作速度过快时，判断所述手柄指令信号B的大小的变化趋势，所述变化趋势为增大或者减小；

当所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为增大时，选择所述当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较小的作为输出信号；当所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为减小时，选择所述当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较大的作为输出信号，|B1-C|≥V，V大于0；

所述周期性地获取手柄指令信号B，包括：

周期性地获取手柄位置信号A；

根据所述手柄位置信号A确定所述手柄指令信号B，具体根据下述公式确定所述手柄指令信号B：

其中，High为手柄最高点的位置信号，Low为手柄最低点的位置信号，Zero为手柄中点的位置信号，L1、L2和L3均大于0，X大于0。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前周期的手柄指令信号B1判断手柄操作速度是否过快，包括：

获取上一周期的输出信号C0；

根据所述上一周期的输出信号C0计算所述控制信号C；

比较|B1-C|与V的大小；

当所述|B1-C|≥V时，确定所述手柄操作速度过快。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述上一周期的输出信号C0计算所述控制信号C，包括：

比较所述当前周期的手柄指令信号B1与所述上一周期的输出信号C0的大小；

当所述当前周期的手柄指令信号B1大于或者等于所述上一周期的输出信号C0时，将所述上一周期的输出信号C0加上V得到所述控制信号C；当所述当前周期的手柄指令信号B1小于所述上一周期的输出信号C0时，将所述上一周期的输出信号C0减去V得到所述控制信号C。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断手柄指令信号B的大小的变化趋势，包括：

获取上一周期的手柄指令信号B0；

判断所述上一周期的手柄指令信号B0与所述当前周期的手柄指令信号B1的大小；

当所述上一周期的手柄指令信号B0大于所述当前周期的手柄指令信号B1的大小时，判断所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为减小；当所述上一周期的手柄指令信号B0小于所述当前周期的手柄指令信号B1的大小时，判断所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为增大。

5.一种比例阀控制装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于周期性地获取手柄指令信号B；

判断模块，用于根据当前周期的手柄指令信号B1判断手柄操作速度是否过快；当手柄操作速度过快时，判断所述手柄指令信号B的大小的变化趋势，所述变化趋势为增大或者减小；

输出模块，用于当所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为增大时，选择所述当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较小的作为输出信号；当所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为减小时，选择所述当前周期的手柄指令信号B1与控制信号C中较大的作为输出信号，|B1-C|≥V，V大于0；

所述获取模块，包括：

第一获取子模块，用于周期性地获取手柄位置信号A；

确定子模块，用于根据所述手柄位置信号A确定所述手柄指令信号B，具体根据下述公式确定所述手柄指令信号B：

其中，High为手柄最高点的位置信号，Low为手柄最低点的位置信号，Zero为手柄中点的位置信号，L1、L2和L3均大于0，X大于0。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述判断模块，包括：

第二获取子模块，用于获取上一周期的输出信号C0；

计算子模块，用于根据所述上一周期的输出信号C0计算所述控制信号C；

第一判断子模块，用于比较|B1-C|与V的大小；当所述|B1-C|≥V时，确定所述手柄操作速度过快。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算子模块，具体用于：

比较所述当前周期的手柄指令信号B1与所述上一周期的输出信号C0的大小；

当所述当前周期的手柄指令信号B1大于或者等于所述上一周期的输出信号C0时，将所述上一周期的输出信号C0加上V得到所述控制信号C；当所述当前周期的手柄指令信号B1小于所述上一周期的输出信号C0时，将所述上一周期的输出信号C0减去V得到所述控制信号C。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述判断模块，包括：

第三获取子模块，用于获取上一周期的手柄指令信号B0；

第二判断子模块，用于判断所述上一周期的手柄指令信号B0与所述当前周期的手柄指令信号B1的大小；当所述上一周期的手柄指令信号B0大于所述当前周期的手柄指令信号B1的大小时，判断所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为减小；当所述上一周期的手柄指令信号B0小于所述当前周期的手柄指令信号B1的大小时，判断所述手柄指令信号B的大小的变化趋势为增大。