液壓系統(tǒng)壓力在線自動標(biāo)定系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液壓系統(tǒng)壓力在線自動標(biāo)定系統(tǒng)，包括控制器、比例溢流閥、壓力傳感器、參數(shù)配置單元；參數(shù)配置單元設(shè)置在上位機(jī)中，并與控制器通過CAN總線相連；所述參數(shù)配置單元用于預(yù)先設(shè)定系統(tǒng)所需所有壓力值并向控制器發(fā)送壓力值標(biāo)定命令，以及接收壓力反饋值；所述控制器用于采集所述壓力傳感器的信號、將其轉(zhuǎn)化為壓力信號并傳送至參數(shù)配置單元，以及驅(qū)動所述比例溢流閥；所述比例溢流閥用于調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力來控制液壓系統(tǒng)的驅(qū)動力；所述壓力傳感器安裝于控制系統(tǒng)液壓進(jìn)油管路中，用于測量液壓系統(tǒng)壓力。本發(fā)明還提供了一種液壓系統(tǒng)壓力在線自動標(biāo)定方法，解決了不同液壓系統(tǒng)產(chǎn)品的差異性造成的需要單獨進(jìn)行壓力標(biāo)定的問題。
【專利說明】液壓系統(tǒng)壓力在線自動標(biāo)定系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種壓力標(biāo)定系統(tǒng)及方法，尤其涉及液壓系統(tǒng)壓力在線自動標(biāo)定系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代武器系統(tǒng)的發(fā)展，信息化、智能化已經(jīng)成為未來發(fā)射平臺重要的發(fā)展方向，同時也對系統(tǒng)的測試性、操作性和維護(hù)性提出了更高的要求。
[0003]發(fā)射平臺一般由控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等部分組成，所述控制系統(tǒng)通過控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行機(jī)構(gòu)實現(xiàn)發(fā)射平臺的多種動作。在控制過程中，液壓系統(tǒng)壓力閥值的設(shè)定對控制系統(tǒng)至關(guān)重要，壓力值過小則機(jī)構(gòu)無法動作，壓力值設(shè)定過大，則造成設(shè)備發(fā)熱和沖擊較大。目前，我國研制的控制器大都采用PWM波控制方式控制相關(guān)液壓閥件，對于批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，由于液壓閥件的差異性以及液壓馬達(dá)、管路、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等的影響，每臺產(chǎn)品的控制壓力值是不同的，這就需要對每臺產(chǎn)品的壓力值進(jìn)行分別標(biāo)定。然而傳統(tǒng)的標(biāo)定方法都是采用人工標(biāo)定的方式，這種方法不僅需要耗費大量的人力物力，而且標(biāo)定的結(jié)果精確度也不聞。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了解決上述液壓系統(tǒng)壓力標(biāo)定的成本高、耗費人力物力且精度低的問題，本發(fā)明提供了一種一鍵式自動標(biāo)定產(chǎn)品壓力值的液壓系統(tǒng)壓力在線自動標(biāo)定系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明一種液壓系統(tǒng)壓力在線自動標(biāo)定系統(tǒng)，包括控制器、比例溢流閥、壓力傳感器、參數(shù)配置單元。所述參數(shù)配置單元通過CAN總線與所述控制器相連，所述控制器與所述比例溢流閥相連，所述比例溢流閥與所述壓力傳感器通過所述液壓管路相連，所述壓力傳感器的輸出信號端連接至所述控制器。
[0006]所述參數(shù)配置單元用于預(yù)先設(shè)定系統(tǒng)所需所有壓力值并向控制器發(fā)送壓力值標(biāo)定命令，以及接收壓力反饋值。
[0007]所述控制器用于采集所述壓力傳感器的信號、將其轉(zhuǎn)化為壓力信號并傳送至參數(shù)配置單元，以及驅(qū)動所述比例溢流閥。
[0008]所述比例溢流閥用于調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力來控制液壓系統(tǒng)的驅(qū)動力。
[0009]所述壓力傳感器安裝于控制系統(tǒng)液壓進(jìn)油管路中，用于測量液壓系統(tǒng)壓力。
[0010]所述控制器包括采集模塊、處理模塊、輸出模塊和存儲模塊。
[0011 ] 系統(tǒng)運(yùn)行時，所述參數(shù)配置單元預(yù)先設(shè)定系統(tǒng)所需所有壓力值并向控制器發(fā)送壓力值標(biāo)定命令；所述控制器接收到壓力標(biāo)定命令后，按照接收的PWM控制量打開比例溢流閥；液壓系統(tǒng)建壓，壓力傳感器采集當(dāng)前壓力信號并反饋至控制器，所述控制器將信號轉(zhuǎn)換為壓力信號并通過CAN總線反饋至參數(shù)配置單元。所述控制器循環(huán)執(zhí)行此過程直至接收到參數(shù)配置單元發(fā)來的壓力存儲命令，所述控制器存儲壓力值，壓力標(biāo)定過程結(jié)束。
[0012]所述控制器包括控制裝置、CAN模塊和PID控制電路；[0013]所述控制裝置通過CAN模塊與上位機(jī)相連；所述控制裝置通過PID控制電路與比例溢流閥⑶相連。
[0014]優(yōu)選地，所述壓力傳感器采用Huba公司壓力傳感器，型號511.941603742。
[0015]優(yōu)選地，所述控制器采用Rexroth公司控制器，型號RC6-9/20。
[0016]優(yōu)選地，所述比例溢流閥采用Vickers公司比例溢流閥，型號KCG-6-W-250-1-Z-M-U-Hl-1O。
[0017]為了解決液壓系統(tǒng)壓力標(biāo)定需要人工標(biāo)定、根據(jù)經(jīng)驗值標(biāo)定、精度低、無法實時更改的問題，本發(fā)明還提供了一種基于CAN總線的液壓系統(tǒng)壓力在線自動標(biāo)定方法，包括以下步驟:
[0018]步驟:1:操作人員通過所述參數(shù)配置單元預(yù)先設(shè)定系統(tǒng)所需所有壓力值，并發(fā)送壓力標(biāo)定指令；
[0019]步驟2:所述控制器接收壓力標(biāo)定指令并采用默認(rèn)的PWM控制量打開比例溢流閥；
[0020]步驟3:所述壓力傳感器測定當(dāng)前壓力值并發(fā)送給控制器；
[0021]步驟4:所述控制器將接收到的電流信號轉(zhuǎn)化為壓力信號；
[0022]步驟5:所述控制器通過CAN總線將壓力信號傳送至所述參數(shù)配置單元；
[0023]步驟6:所述參數(shù)配置單元根據(jù)壓力傳感器反饋的壓力值；
[0024]步驟7:當(dāng)所述參數(shù)配置單元接收到的壓力值與預(yù)設(shè)定的值兩者差值超出允許范圍時，轉(zhuǎn)步驟8 ;當(dāng)接收到的壓力值與預(yù)設(shè)定的值兩者差值在允許范圍之內(nèi)時，轉(zhuǎn)步驟10 ；
[0025]步驟8:所述參數(shù)配置單元將兩者的差值作為PID控制的輸入，參數(shù)配置單元根據(jù)PID控制方法進(jìn)行調(diào)節(jié)，并計算比例溢流閥的PWM控制量；
[0026]步驟9:所述參數(shù)配置單元通過CAN總線將當(dāng)前的PWM控制量發(fā)送至控制器，轉(zhuǎn)步驟2;
[0027]步驟10:所述參數(shù)配置單元向控制器發(fā)送壓力值存儲指令；
[0028]步驟11:所述控制器存儲壓力值和對應(yīng)的PWM控制量；
[0029]步驟12:判斷系統(tǒng)中所有壓力值是否標(biāo)定完成，如未標(biāo)定完成，轉(zhuǎn)步驟2，進(jìn)行另一項壓力值標(biāo)定；如標(biāo)定完成，則結(jié)束標(biāo)定。
[0030]優(yōu)選地,上述PWM控制量還通過PID控制電路進(jìn)行計算。
[0031]本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上增加參數(shù)配置單元，并通過CAN總線向控制器發(fā)送壓力自動標(biāo)定命令，同時對PWM控制量采用PID調(diào)節(jié)方法，提高了壓力標(biāo)定的精度并做到實時壓力可調(diào)，將原有的人工標(biāo)定和分步式標(biāo)定用一鍵式壓力標(biāo)定取代，提高了工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0033]圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)控制方法流程圖；
[0034]圖3為本發(fā)明的包含PID控制電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0035]圖4為本發(fā)明的包含PID控制電路的控制方法流程圖。
【具體實施方式】[0036]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0037]參考圖1所示，本實施例包括上位機(jī)1、控制器2、比例溢流閥3、液壓管路4和壓力傳感器5。
[0038]上位機(jī)上設(shè)置有參數(shù)配置單元(圖中未示出)，參數(shù)配置單元通過CAN總線與控制器2相連，控制器2的相應(yīng)管腳引出的控制電路與比例溢流閥3相連，壓力傳感器5設(shè)置在液壓管路4中，壓力傳感器5的輸出信號端連接至控制器I。
[0039]參數(shù)配置單元用于預(yù)先設(shè)定系統(tǒng)所需所有壓力值并向控制器2發(fā)送壓力值標(biāo)定命令，以及接收壓力反饋值；
[0040]控制器2用于采集壓力傳感器5的信號、將其轉(zhuǎn)化為壓力信號并傳送至參數(shù)配置單元，以及驅(qū)動比例溢流閥3 ；
[0041]比例溢流閥3用于調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力來控制液壓系統(tǒng)的驅(qū)動力；
[0042]壓力傳感器5用于在液壓管路4中測量液壓系統(tǒng)壓力。
[0043]系統(tǒng)運(yùn)行時，上位機(jī)I中的參數(shù)配置單元預(yù)先設(shè)定系統(tǒng)所需所有壓力值并向控制器2發(fā)送壓力值標(biāo)定命令；控制器2接收到壓力標(biāo)定命令后，按照接收的PWM控制量打開比例溢流閥3 ;液壓系統(tǒng)建壓，壓力傳感器5采集當(dāng)前壓力信號并反饋至控制器2，控制器2將信號轉(zhuǎn)換為壓力信號并通過CAN總線反饋至參數(shù)配置單元?？刂破?循環(huán)執(zhí)行此過程直至接收到參數(shù)配置單元發(fā)來的壓力存儲命令，控制器存儲壓力值和相應(yīng)的PWM控制量，壓力標(biāo)定過程結(jié)束。
[0044]如圖2所示，本實施例中液壓系統(tǒng)壓力在線標(biāo)定的方法，包括以下步驟:
[0045]步驟:1:操作人員通過上位機(jī)I中的參數(shù)配置單元預(yù)先設(shè)定系統(tǒng)所需所有壓力值，并發(fā)送壓力標(biāo)定指令；
[0046]步驟2:控制器2接收壓力標(biāo)定指令并采用默認(rèn)的PWM控制量打開比例溢流閥3 ；
[0047]步驟3:壓力傳感器5測定當(dāng)前壓力值并發(fā)送給控制器2 ；
[0048]步驟4:控制器2將接收到的電流信號轉(zhuǎn)化為壓力信號；
[0049]步驟5:控制器2通過CAN總線將壓力信號傳送至參數(shù)配置單元；
[0050]步驟6:參數(shù)配置單元接收壓力傳感器反饋的壓力值信號；
[0051]步驟7:當(dāng)參數(shù)配置單元接收到的壓力值與預(yù)設(shè)定的值兩者差值超出允許范圍時，轉(zhuǎn)步驟8 ;當(dāng)接收到的壓力值與預(yù)設(shè)定的值兩者差值在允許范圍之內(nèi)時，轉(zhuǎn)步驟10 ；
[0052]步驟8:參數(shù)配置單元將兩者的差值作為PID控制的輸入，參數(shù)配置單元根據(jù)PID控制方法進(jìn)行調(diào)節(jié)，并計算比例溢流閥的PWM控制量；
[0053]步驟9:參數(shù)配置單元通過CAN總線將當(dāng)前的PWM控制量發(fā)送至控制器2，轉(zhuǎn)步驟2 ；
[0054]步驟10:參數(shù)配置單元向控制器2發(fā)送壓力值存儲指令；
[0055]步驟11:控制器2存儲壓力值和對應(yīng)的PWM控制量；
[0056]步驟12:判斷系統(tǒng)中所有壓力值是否標(biāo)定完成，如未標(biāo)定完成，轉(zhuǎn)步驟2，進(jìn)行另一項壓力值標(biāo)定；如標(biāo)定完成，則結(jié)束標(biāo)定。
[0057]如圖3所示，不改變上述實施例其他特征的基礎(chǔ)上，控制器包括控制裝置、CAN模塊和PID控制電路；控制裝置通過CAN模塊與上位機(jī)相連；所述控制裝置通過PID控制電路與比例溢流閥3相連。[0058]如圖4所示，根據(jù)圖3所示的系統(tǒng)框架的液壓系統(tǒng)壓力在線標(biāo)定的方法，系統(tǒng)控制所需的PWM控制量由PID控制電路計算和輸出。
[0059]實際應(yīng)用過程中，本發(fā)明的壓力傳感器采用Huba公司壓力傳感器，型號511.941603742?？刂破鞑捎肦exroth公司控制器，型號RC6-9/20 ;比例溢流閥采用Vickers公司比例溢流閥，型號KCG-6-W-250-1-Z-M-U-H1-10。
[0060]以上的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓系統(tǒng)壓力在線自動標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于，包括上位機(jī)(I)、控制器(2)、比例溢流閥(3)、壓力傳感器(5)、參數(shù)配置單元； 所述參數(shù)配置單元通過CAN總線與所述控制器(2)相連，所述控制器(2)與所述比例溢流閥(3)相連，所述比例溢流閥(3)設(shè)置在所述液壓管路(4)中，所述壓力傳感器(5)的輸出信號端連接至所述控制器(2); 所述參數(shù)配置單元用于預(yù)先設(shè)定系統(tǒng)所需所有壓力值并向控制器(2)發(fā)送壓力值標(biāo)定命令，以及接收壓力反饋值； 所述控制器(2)用于采集所述壓力傳感器(5)的信號、將其轉(zhuǎn)化為壓力信號并傳送至參數(shù)配置單元，以及驅(qū)動所述比例溢流閥(3)； 所述比例溢流閥(3)用于調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力來控制液壓系統(tǒng)的驅(qū)動力； 所述壓力傳感器(5)安裝于控制系統(tǒng)液壓進(jìn)油管路中，用于測量液壓系統(tǒng)壓力。 所述控制器(2)包括采集模塊、處理模塊、輸出模塊和存儲模塊； 系統(tǒng)運(yùn)行時，所述參數(shù)配置單元預(yù)先設(shè)定系統(tǒng)所需所有壓力值并向控制器(2)發(fā)送壓力值標(biāo)定命令；所述 控制器(2)接收到壓力標(biāo)定命令后，按照接收的PWM控制量打開比例溢流閥(3);液壓系統(tǒng)建壓，壓力傳感器(5)采集當(dāng)前壓力信號并反饋至控制器(2)，所述控制器(2)將信號轉(zhuǎn)換為壓力信號并通過CAN總線反饋至參數(shù)配置單元。所述控制器(2)循環(huán)執(zhí)行此過程直至接收到參數(shù)配置單元發(fā)來的壓力存儲命令，所述控制器(2)存儲壓力值，壓力標(biāo)定過程結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓系統(tǒng)壓力在線自動標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制器包括控制裝置、CAN模塊和PID控制電路； 所述控制裝置通過CAN模塊與上位機(jī)相連；所述控制裝置通過PID控制電路與比例溢流閥⑶相連。
3.一種液壓系統(tǒng)壓力在線自動標(biāo)定方法，其特征在于，包括以下步驟: 操作人員通過所述參數(shù)配置單元預(yù)先設(shè)定系統(tǒng)所需所有壓力值，并發(fā)送壓力標(biāo)定指令； 所述控制器⑵采用默認(rèn)的PWM控制量打開比例溢流閥(3); 所述壓力傳感器(5)采集當(dāng)前壓力值并發(fā)送給控制器(2)，所述控制器(2)將接收到的電流信號轉(zhuǎn)化為壓力信號； 所述控制器(2)將壓力信號傳送至所述參數(shù)配置單元； 所述參數(shù)配置單元根據(jù)壓力傳感器(5)反饋的壓力值，將接收到的壓力值與預(yù)設(shè)定的值進(jìn)行比較，將兩者的差值作為PID控制的輸入； 所述參數(shù)配置單元根據(jù)PID控制方法計算所述比例溢流閥(3)的PWM控制量； 所述參數(shù)配置單元通過所述CAN總線將當(dāng)前的PWM控制量發(fā)送至控制器(2); 所述控制器(2)通過接收到的PWM控制量，進(jìn)行新一輪壓力標(biāo)定，直至參數(shù)配置單元采集到的新的壓力測定值與設(shè)定值之間的差值在允許范圍之內(nèi)； 參數(shù)配置單元發(fā)送壓力存儲指令，控制器(2)將當(dāng)前的壓力值和對應(yīng)的PWM控制量存入鐵電存儲器中； 下一個壓力值標(biāo)定開始，直至所有壓力值標(biāo)定完畢。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種液壓系統(tǒng)壓力在線自動標(biāo)定方法，其特征在于，操作人員通過所述參數(shù)配置單元預(yù)先設(shè)定系統(tǒng)所需所有壓力值，并發(fā)送壓力標(biāo)定指令； 所述控制裝置采用默認(rèn)的PWM控制量打開比例溢流閥； 所述壓力傳感器(5)采集當(dāng)前壓力值并發(fā)送給控制裝置，所述控制裝置將接收到的電流信號轉(zhuǎn)化為壓力信號； 所述控制裝置將壓力信號傳送至所述參數(shù)配置單元； 所述參數(shù)配置單元根據(jù)壓力傳感器(5)反饋的壓力值，將接收到的壓力值與預(yù)設(shè)定的值進(jìn)行比較，將兩者的差值作為PID控制電路的輸入； 所述PID控制電路的輸出用于控制所述比例溢流閥(3)； 所述參數(shù)配置單元通過所述CAN總線將當(dāng)前的PID控制電路的輸出PWM控制量發(fā)送至控制器⑵； 所述控制器(2)通過接收到的PWM控制量，進(jìn)行新一輪壓力標(biāo)定，直至參數(shù)配置單元采集到的新的壓力測定值與設(shè)定值之間的差值在允許范圍之內(nèi)； 參數(shù)配置單元發(fā)送壓力存儲指令，控制器(2)將當(dāng)前的壓力值和對應(yīng)的PWM控制量存入鐵電 存儲器中。
【文檔編號】F15B19/00GK103994128SQ201410177815
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】張士軍, 陸晶, 張健, 劉海陽, 劉佑民 申請人:北京航天發(fā)射技術(shù)研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院