本發(fā)明涉及三通道流量調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及三通道流量調(diào)節(jié)控制方法、控制調(diào)節(jié)裝置及伺服控制驅(qū)動系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

流量調(diào)節(jié)伺服機構(gòu)控制驅(qū)動器作為電液伺服機構(gòu)的重要組成部分，直接驅(qū)動控制閥，帶動伺服作動器，實現(xiàn)伺服控制。

發(fā)動機噴管流量調(diào)節(jié)要求三通道伺服機構(gòu)有較高的動態(tài)特性，三通道伺服機構(gòu)在運動過程中需要保持動作的同步性。且其體積比以往設(shè)計的伺服機構(gòu)更小型化，還須承受更加嚴(yán)苛高溫環(huán)境條件，現(xiàn)有的電液伺服機構(gòu)多為對稱式結(jié)構(gòu)，并且對三通道伺服機構(gòu)的運動同步性未進行精度要求，只對其運動的穩(wěn)態(tài)值進行控制。故對該伺服機構(gòu)的控制驅(qū)動系統(tǒng)就有了更高的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是解決現(xiàn)有的三通道伺服機構(gòu)的運動同步性差的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種三通道流量調(diào)節(jié)控制方法，包括步驟S1，判斷接收的控制指令是否為自檢指令，若是則執(zhí)行步驟S2，若否則執(zhí)行步驟S3；S2，將三臺作動器上電并保持作動器處于原位，根據(jù)反饋的位置位置信息判斷三體作動器是否同步，若同步則保持原位，若不同步則自動對中，然后執(zhí)行步驟S6；S3，判斷控制指令是否為動作指令，若是則執(zhí)行S4，若否則執(zhí)行步驟S7；S4，對三臺作動器進行位置閉環(huán)控制，然后執(zhí)行步驟S5；S5，判斷三臺作動器是否同步，如是則執(zhí)行步驟S6，若否則執(zhí)行步驟S7；S6，控制三臺作動器同步運動；S7，伺服作動器不動作，保持原位。

其中，所述步驟S5中判斷三臺作動器是否同步的步驟還包括S51，取三臺作動器的當(dāng)前位置進行差值判斷，若三臺作動器的位置的最大誤差e小于e1時，則三臺作動器的位置滿足工作要求，執(zhí)行步驟S52，若e大于e2，則三臺作動器的位置不滿足工作要求，執(zhí)行步驟S53，若e1<e<e2，則需要對三臺作動器的參數(shù)進行調(diào)整，執(zhí)行步驟S54；S52，保持作動器的原參數(shù)；S53，停機；S54，動態(tài)調(diào)整移動最快和最慢的兩臺作動器的參數(shù)，使三臺作動器的位置的最大誤差值小于e1。

其中，所述步驟S4中的對三臺作動器進行位置閉環(huán)控制的具體步驟還包括S41，接收動作指令；S42，根據(jù)動作指令判斷作動器伸出或縮回，若判斷作動器伸出則執(zhí)行步驟S43，若作動器縮回則執(zhí)行步驟S44；S43，按照伸出參數(shù)對作動器進行控制；S44，按照縮回參數(shù)對作動器進行控制。

本發(fā)明還提供了一種三通道流量控制調(diào)節(jié)裝置，包括指令接收模塊，用于接收控制指令；

第一判斷模塊，用于判斷接收的控制指令是否為自檢指令；

第二判斷模塊，用于當(dāng)?shù)谝慌袛嗄K判斷結(jié)果為否時，判斷該控制指令是否為動作指令；

閉環(huán)控制模塊，用于當(dāng)?shù)诙袛嗄K判斷結(jié)果為是時，對三個作動器的位置信息進行閉環(huán)控制；

同步判斷模塊，用于根據(jù)閉環(huán)控制模塊的計算結(jié)果判斷三個作動器是否同步；

動作控制模塊，用于當(dāng)同步控制模塊判斷結(jié)果為是時或第一判斷模塊的判斷結(jié)果為是時，發(fā)出控制指令，控制三臺作動器同步運動，當(dāng)?shù)诙袛嗄K判斷的結(jié)果為否或同步判斷模塊的判斷結(jié)果為否時，發(fā)出控制指令，控制三臺作動器不動作。

其中，所述同步判斷模塊在判斷三個作動器是否同步時，取三臺作動器的當(dāng)前位置進行差值判斷，若三臺作動器的位置的最大誤差e小于e1，則三臺作動器的同步性滿足要求，可按原參數(shù)繼續(xù)運動；若e大于e2，則三臺作動器的位置差不滿足工作要求，控制機器停機；若e1<e<e2，則需要對三臺作動器中移動最快和移動最慢的作動器進行參數(shù)，使其滿足要求。

其中，所述閉環(huán)控制模塊在進行閉環(huán)控制時，還用于接收動作指令，根據(jù)動作指令判斷作動器是伸出還是縮回，若作動器伸出則按照伸出參數(shù)對作動器進行控制，若作動器縮回則按照縮回參數(shù)進行控制。

本發(fā)明還提供了一種三通道流量調(diào)節(jié)伺服控制驅(qū)動系統(tǒng)，包括RS422主線接口電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)采集電路、傳感器組、功率放大電路、三通道伺服閥組、電源轉(zhuǎn)換電路和如上述任一項所述的控制調(diào)節(jié)裝置，

所述傳感器組的數(shù)量為三組，三組傳感器組分別設(shè)于三個作動器上，每組所述傳感器組包括位移傳感器、溫度傳感器和壓差傳感器，分別對作動器的位置、溫度和三通道伺服閥組的壓差進行檢測；

所述數(shù)據(jù)采集電路，用于采集各個傳感器組的信號；

所述A/D轉(zhuǎn)換電路，通過A/D轉(zhuǎn)換芯片采集三路作動器的位置信息、溫度信息和三通道伺服閥組的壓差信息來參與閉環(huán)控制；

所述RSS422主線接口電路，通過422串口芯片接收上位機的總線數(shù)據(jù)作為輸入控制指令傳遞給控制調(diào)節(jié)裝置進行內(nèi)部閉環(huán)控制，同時向上位機反饋三路作動器的位移、壓力和溫度狀態(tài)信息；

所述D/A轉(zhuǎn)換電路，將所述控制調(diào)節(jié)裝置中的閉環(huán)控制運算得出的數(shù)字控制量轉(zhuǎn)換為模擬量；

所述功率放大電路，用于對所述D/A轉(zhuǎn)換電路的模擬量進行功率放大，以驅(qū)動三通道伺服閥組動作；

所述三通道伺服閥組用于控制所述三個作動器動作；

所述位移解調(diào)電路設(shè)于所述位移傳感器和數(shù)據(jù)處理電路之間，且所述位移解調(diào)電路由解碼芯片U1AD698組成，外圍電阻由R1、R2、R3、R4，C1～C9組成，對比常規(guī)的5線制LVDT線位移傳感器解調(diào)電路，對解調(diào)電路進行調(diào)整以適應(yīng)對2線制的電感式LVDT線位移傳感器的解調(diào)，其中線位移傳感器的正負(fù)端勵磁電壓由解調(diào)電路提供，通過解碼芯片后，直接輸出作動器的位置信息；

所述電源轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換輸入的外部電為所述驅(qū)動系統(tǒng)提供電源。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：本發(fā)明提供的三通道流量調(diào)節(jié)控制方法，首先判斷接收的控制指令是否為自檢指令，如果是自檢指令，則將三臺作動器上電并保持作動器處于原位，根據(jù)反饋的位置位置信息判斷三體作動器是否同步，若同步則保持原位，若不同步則自動對中，然后控制三臺作動器同步運動；如果控制指令不是自檢指令，則需進一步判斷控制指令是否為動作指令，如果是動作指令，則對三臺作動器進行位置閉環(huán)控制，判斷三臺作動器是否同步，根據(jù)判斷結(jié)果控制三臺作動器同步運動，如果不是動作指令，則作動器不動作。該控制方法充分考慮三通道流量調(diào)節(jié)的特點，保證了三臺作動器的同步性，實現(xiàn)了對作動器的精確、穩(wěn)定和同步控制。

除了上面所描述的本發(fā)明解決的技術(shù)問題、構(gòu)成的技術(shù)方案的技術(shù)特征以及有這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點之外，本發(fā)明的其他技術(shù)特征及這些技術(shù)特征帶來的優(yōu)點，將結(jié)合附圖作出進一步說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的三通道流量調(diào)節(jié)控制方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的判斷三臺作動器是否同步的流程圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的對三臺作動器進行位置閉環(huán)控制的流程圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供的三通道流量控制調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例提供的一種三通道流量調(diào)節(jié)伺服控制驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明實施例提供的位移解調(diào)電路。

圖中：1：RS422總線接口電路；2：控制芯片；3：A/D轉(zhuǎn)換電路；4：數(shù)據(jù)采集電路；5：D/A轉(zhuǎn)換電路；6：功率放大電路；7：三通道伺服閥組；8：位移解調(diào)電路；9：位移傳感器；10：壓差傳感器；11：溫度傳感器；12：電源轉(zhuǎn)換電路；201：指令接收模塊；202：第一判斷模塊；203：第二判斷模塊；204：閉環(huán)控制模塊；205：同步判斷模塊；206：動作控制模塊。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”、“多根”、“多組”的含義是兩個或兩個以上，“若干個”、“若干根”、“若干組”的含義是一個或一個以上。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的一種三通道流量調(diào)節(jié)控制方法，包括步驟

S1，判斷接收的控制指令是否為自檢指令，若是則執(zhí)行步驟S2，若否則執(zhí)行步驟S3；

S2，將三臺作動器上電并保持作動器處于原位，根據(jù)反饋的位置位置信息判斷三體作動器是否同步，若同步則保持原位，若不同步則自動對中，然后執(zhí)行步驟S6；

S3，判斷控制指令是否為動作指令，若是則執(zhí)行S4，若否則執(zhí)行步驟S7；

S4，對三臺作動器進行位置閉環(huán)控制，然后執(zhí)行步驟S5；S5，判斷三臺作動器是否同步，如是則執(zhí)行步驟S6，若否則執(zhí)行步驟S7；

S6，控制三臺作動器同步運動；

S7，伺服作動器不動作。

該控制方法充分考慮三通道流量調(diào)節(jié)的特點，保證了三臺作動器的同步性，實現(xiàn)了對作動器的精確、穩(wěn)定和同步控制。

進一步地，如圖2所示，步驟S5中判斷三臺作動器是否同步的步驟還包括S51，取三臺作動器的當(dāng)前位置進行差值判斷，若三臺作動器的位置的最大誤差e小于e1時，則三臺作動器的位置滿足工作要求，執(zhí)行步驟S52，若e大于e2，則三臺作動器的位置不滿足工作要求，執(zhí)行步驟S53，若e1<e<e2，則需要對三臺作動器的參數(shù)進行調(diào)整，執(zhí)行步驟S54；S52，保持作動器的原參數(shù)；S53，作動器停機，保持原位不動；S54，以中間速度的作動器為基準(zhǔn)動態(tài)調(diào)整移動最快和最慢的兩臺作動器的參數(shù)，使三臺作動器的位置的最大誤差值小于e1。步驟S5基于三路作動器的位置差值動態(tài)進行動態(tài)調(diào)整，以保證三臺作動器的同步性。

進一步地，如圖3所示，步驟S4中的對三臺作動器進行位置閉環(huán)控制的具體步驟還包括S41，接收動作指令；S42，根據(jù)動作指令判斷作動器伸出或縮回，若判斷作動器伸出則執(zhí)行步驟S43，若作動器縮回則執(zhí)行步驟S44；S43，按照伸出參數(shù)對作動器進行控制；S44，按照縮回參數(shù)對作動器進行控制。步驟S4中針對非對稱缸形式的作動器在伸出或縮回時，由于運動截面積不同，導(dǎo)致伸出或縮回的速度不一致，影響作動器運動的平穩(wěn)性，需要根據(jù)作動器的狀態(tài)采取不同的控制參數(shù)進行作動器的位置的閉環(huán)控制，以保證作動器的平穩(wěn)性。

如圖4所示，本發(fā)明實施例還提供了一種三通道流量控制調(diào)節(jié)裝置，包括指令接收模塊201，用于接收控制指令；

第一判斷模塊202，用于判斷接收的控制指令是否為自檢指令；

第二判斷模塊203，用于當(dāng)?shù)谝慌袛嗄K202判斷結(jié)果為否時，判斷該控制指令是否為動作指令；

閉環(huán)控制模塊204，用于當(dāng)?shù)诙袛嗄K203判斷結(jié)果為是時，對三個作動器的位置信息進行閉環(huán)控制；

同步判斷模塊205，用于根據(jù)閉環(huán)控制模塊204的計算結(jié)果判斷三個作動器是否同步；

動作控制模塊206，用于當(dāng)同步控制模塊205判斷結(jié)果為是時或第一判斷模塊202的判斷結(jié)果為是時，發(fā)出控制指令，控制三臺作動器同步運動，當(dāng)?shù)诙袛嗄K203判斷的結(jié)果為否或同步判斷模塊205的判斷結(jié)果為否時，發(fā)出控制指令，控制三臺作動器不動作。

進一步地，同步判斷模塊205在判斷三個作動器是否同步時，取三臺作動器的當(dāng)前位置進行差值判斷，若三臺作動器的位置的最大誤差e小于e1，則三臺作動器的同步性滿足要求，認(rèn)為三路作動器的同步性較好，可按原參數(shù)繼續(xù)運動；若e大于e2，則三臺作動器的位置差不滿足工作要求，伺服作動器停機，保持原位置不動；若e1<e<e2，識別三路作動器中最快和最慢的兩路作動器，以中間速度的作動器為基準(zhǔn)，對三臺作動器中移動最快和移動最慢的作動器進行參數(shù)，使其滿足要求。

進一步地，閉環(huán)控制模塊204在進行閉環(huán)控制時，還用于接收動作指令，根據(jù)動作指令判斷作動器是伸出還是縮回，若作動器伸出則按照伸出參數(shù)對作動器進行控制，若作動器縮回則按照縮回參數(shù)進行控制。針對非對稱缸形式的作動器在伸出或縮回時，由于運動截面積不同，導(dǎo)致伸出或縮回的速度不一致，影響作動器運動的平穩(wěn)性，需要根據(jù)作動器的狀態(tài)采取不同的控制參數(shù)進行作動器的位置的閉環(huán)控制，以保證作動器的平穩(wěn)性。

如圖6所示，本發(fā)明實施例還提供了一種三通道流量調(diào)節(jié)控制驅(qū)動系統(tǒng)，包括RS422主線接口電路1、A/D轉(zhuǎn)換電路3、D/A轉(zhuǎn)換電路5、數(shù)據(jù)采集電路4、傳感器組、功率放大電路6、三通道伺服閥組7、電源轉(zhuǎn)換電路12和上述的控制調(diào)節(jié)裝置，本實施例中的控制調(diào)節(jié)裝置為控制芯片2，上述模塊均集成在控制芯片2上。

傳感器組的數(shù)量為三組，三組傳感器組分別設(shè)于三個作動器上，每組傳感器組包括位移傳感器9、溫度傳感器11和壓差傳感器10，分別對作動器的位置、溫度和三通道伺服閥組7的壓差進行檢測；本實施例中的位移傳感器9采用電感式浸油位移傳感器。

數(shù)據(jù)采集電路4，用于采集各個傳感器組的信號；

A/D轉(zhuǎn)換電路3，通過A/D轉(zhuǎn)換芯片采集三路作動器的位置信息、溫度信息和三通道伺服閥組7的壓差信息來參與控制芯片2內(nèi)的閉環(huán)控制；

RSS422主線接口電路1，通過422串口芯片接收上位機的總線數(shù)據(jù)作為輸入控制指令傳遞給控制芯片2進行內(nèi)部閉環(huán)控制，同時向上位機反饋三路作動器的位移、壓力和溫度狀態(tài)信息；

D/A轉(zhuǎn)換電路5，用于將控制調(diào)節(jié)裝置中的閉環(huán)控制運算得出的數(shù)字控制量轉(zhuǎn)換為模擬量；

功率放大電路6，功率放大電路6由運算放大器、兩路三極管、電路、電容等組成，用于對D/A轉(zhuǎn)換電路5的模擬量進行功率放大，以驅(qū)動三通道伺服閥組7動作；

三通道伺服閥組7用于控制三個作動器動作；

位移解調(diào)電路8設(shè)于位移傳感器9和數(shù)據(jù)處理電路4之間，用于輸出作動器的位置信息；本實施例的位移解調(diào)電路8主要由解碼芯片U1AD698組成，外圍電阻由R1、R2、R3、R4，C1～C9組成，對比常規(guī)的5線制LVDT線位移傳感器解調(diào)電路，對解調(diào)電路進行調(diào)整以適應(yīng)對2線制的電感式LVDT線位移傳感器的解調(diào)，其中線位移傳感器的正負(fù)端勵磁電壓由解調(diào)電路提供，通過解碼芯片后，直接輸出作動器的位置信息。

電源轉(zhuǎn)換電路12，主要接受外部輸入的28V供電，轉(zhuǎn)換為控制驅(qū)動系統(tǒng)硬件電路所需要的5V、±15V，以供其它電路使用。

使用時，由RS422總線接口電路接收上位機控制指令，與A/D轉(zhuǎn)換電路采集的電感式位移傳感器的位置信號相比較，產(chǎn)生誤差信號，經(jīng)過內(nèi)部閉環(huán)控制算法得出控制量，經(jīng)功率放大后驅(qū)動伺服閥塊動作，伺服作動器運動到指定位置，進行位置閉環(huán)控制。

本驅(qū)動系統(tǒng)具有以下特點：

(1)可實現(xiàn)電液伺服控制驅(qū)動器的系統(tǒng)三通道同步調(diào)節(jié)能力，液壓伺服機構(gòu)的同步性顯著提高?，F(xiàn)有的設(shè)計多無同步性控制。

(2)通過對非對稱缸伺服作動器的動靜態(tài)控制，確保三路作動的同步性，完成同步控制。

(3)通過對上電初始時刻三路作動器位置的自動對中控制，提高伺服機構(gòu)的可靠性。

(4)通過對電感式浸油位移傳感器的調(diào)制解調(diào)控制，實現(xiàn)在高溫度高壓力下的位移采集變換，大大提高了系統(tǒng)的工作適應(yīng)性和可靠性。

(5)通過對三路作動器工作溫度的實時采集，實時反饋伺服機構(gòu)工作環(huán)境溫度，溫度采集范圍廣，能更好地檢測系統(tǒng)性能。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的三通道流量調(diào)節(jié)控制驅(qū)動系統(tǒng)，當(dāng)接收到控制指令時，三通道伺服機構(gòu)控制驅(qū)動器同時處理指令信號。三個通道之間除共用指令信號外完全獨立，每個通道均對相應(yīng)的反饋位置信號進行多數(shù)表決，與相同的指令信號比較，實現(xiàn)控制閉環(huán)控制。同時對三通道的位置反饋進行比較，找出三通道中速度最快、最慢的通道，并對其參數(shù)進行調(diào)整。針對不對稱缸的結(jié)構(gòu)特點，在伺服作動器的伸出與縮回狀態(tài)，進行不對稱的非線性控制，調(diào)整其相應(yīng)的控制參數(shù)。通過對控制策略的調(diào)整，有效地保證了伺服系統(tǒng)在非對稱缸的電液伺服機構(gòu)結(jié)構(gòu)狀態(tài)下仍能可靠工作，并達(dá)到系統(tǒng)性能要求。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。