一種自動(dòng)定位控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種自動(dòng)定位控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 位置控制或者說定位控制在生產(chǎn)過程中被廣泛的應(yīng)用。而快速、準(zhǔn)確的位置控制 往往是基于反饋的概念，反饋理論的核心包括四個(gè)部分，給定、反饋測量、比較和執(zhí)行。標(biāo)準(zhǔn) 的控制流程圖如圖1所示，其控制過程為：根據(jù)系統(tǒng)輸出變化的信息來進(jìn)行控制，即通過比 較系統(tǒng)測量值與給定值之間的偏差，并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能。在反饋控制系統(tǒng) 中，既存在由輸入到輸出的信號(hào)前向通路，也包含從輸出端到輸入端的信號(hào)反饋通路，兩者 組成一個(gè)閉合的回路。圖中帶叉號(hào)的圓圈為比較環(huán)節(jié)，用來將給定值與測量值相減，給出偏 差信號(hào)。偏差信號(hào)經(jīng)過調(diào)節(jié)器進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果由執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的被控元件。被控元 件動(dòng)作影響被控對象，經(jīng)過采集被控對象的數(shù)據(jù)由變送器產(chǎn)生相應(yīng)的測量信號(hào)反饋至系統(tǒng) 完成整個(gè)閉環(huán)過程。
[0003] 在工業(yè)領(lǐng)域，利用三位四通電磁閥作為執(zhí)行器對使用液壓驅(qū)動(dòng)的設(shè)備進(jìn)行定位控 制是一種快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)的手段。三位四通電磁閥是一種用于與油缸配合，控制油缸活塞 桿位置的電磁閥。它有四個(gè)油口，分別是進(jìn)油口 P，回油口 T，輸出A 口，輸出B 口。有三個(gè) 工作位狀態(tài)，分別為正向工作位、鎖定位和負(fù)向工作位。它有兩個(gè)電磁閥，當(dāng)A電磁閥得電， 控制閥為正向工作位，此時(shí)P 口與A 口接通，T 口與B 口接通，推動(dòng)油缸的活塞桿向一個(gè)方 向移動(dòng)；當(dāng)B電磁閥得電，控制閥為負(fù)向工作位，此時(shí)P 口與B 口接通，T 口與A 口接通，推 動(dòng)油缸的活塞桿向相反方向移動(dòng)；當(dāng)A、B電磁閥都斷電，控制閥為鎖定位，四個(gè)口都不通， 油缸的活塞桿停止移動(dòng)。
[0004] 誤差開關(guān)控制器控制三位四通電磁閥是定位控制的重要手段之一。誤差開關(guān)控 制器在靠近給定值附近形成一個(gè)調(diào)節(jié)死區(qū)，設(shè)定一個(gè)正偏移值作為死區(qū)上限值，負(fù)偏移值 作為死區(qū)下限值。位置誤差在上限和下限值之間時(shí)定義為死區(qū)內(nèi)，否則定義為死區(qū)外。當(dāng) 誤差大于死區(qū)上限值時(shí)，輸出為+1 ;當(dāng)誤差小于死區(qū)下限值時(shí)，輸出為-1 ;當(dāng)誤差在死區(qū)內(nèi) 時(shí)，輸出為〇。因輸出的狀態(tài)可由誤差來控制，所以稱作誤差開關(guān)控制器。誤差開關(guān)控制器 的控制框圖如圖2所示，其數(shù)據(jù)模型如下
[0005] 式中，輸出為E(k)，位置偏差為e(k)，死區(qū)上限值eO可調(diào)。當(dāng)E(k) =+1時(shí)，A電 磁閥得電，當(dāng)E (k) = -1時(shí)，B電磁閥得電，當(dāng)E (k) = 0時(shí)，A、B電磁閥都斷電。
[0006] 比如一個(gè)定位設(shè)備系統(tǒng)，當(dāng)前位置S(如圖2粗線表示運(yùn)動(dòng)曲線）在定位點(diǎn)的下 偵1|，距離定位點(diǎn)為100mm，死區(qū)值e。為1mm。規(guī)定設(shè)備向上方向移動(dòng)為正向（A電磁閥得電）， 向下方向移動(dòng)為負(fù)向（B電磁閥得電），定位點(diǎn)坐標(biāo)為0,下側(cè)為負(fù)，此時(shí)位置S為-100。要 求設(shè)備移動(dòng)到定位點(diǎn)。
[0007] 系統(tǒng)這樣工作，位置誤差e(k) = 0-(-100) = 100>1，誤差控制器輸出為+1，A電 磁閥得電，設(shè)備向上方向移動(dòng)，位移傳感器實(shí)時(shí)測量位置值S，當(dāng)位置誤差|e(k) |〈1，A電磁 閥斷電，設(shè)備停止移動(dòng)，定位完成。
[0008] 仔細(xì)分析上述控制策略，當(dāng)位置誤差|e(k) |〈1，A電磁閥斷電，但A 口關(guān)斷有一定 的延時(shí)，設(shè)備會(huì)有一個(gè)慣性停止距離ei (圖2粗虛線表示），如^為2. 2_，那么當(dāng)位置誤差 大于-1時(shí)，即e(k) = 1-(2.2) =-1. 1〈-1，誤差開關(guān)控制器輸出為-1，B電磁閥得電，設(shè)備 向下方向移動(dòng)，當(dāng)位置誤差|e (k) I〈1，B電磁閥斷電，但它也同樣存在慣性問題，這樣設(shè)備 來回移動(dòng)，造成設(shè)備在定位點(diǎn)附近振蕩，極容易損壞設(shè)備。為了防止這種振蕩產(chǎn)生，不得不 人為調(diào)大e。到1. 2,讓定位系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。但可以看出，它是通過降低定位精度來實(shí)現(xiàn) 的。^往往是通過多次的現(xiàn)場調(diào)試獲得，但e c與液壓系統(tǒng)和機(jī)械設(shè)備的工況有著很大的關(guān) 系，一次檢修或者長期的運(yùn)行會(huì)使得液壓系統(tǒng)和機(jī)械設(shè)備的工況發(fā)生變化從而原來合適的 e。變得不再可用。此時(shí)振蕩又不可避免的發(fā)生了，只有再降低定位精度。這種振蕩在實(shí)際 應(yīng)用中會(huì)經(jīng)常發(fā)生，造成定位精度不斷降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)定位控制方法，其 目的在于利用誤差開關(guān)控制器控制三位四通電磁閥實(shí)現(xiàn)設(shè)備的定位控制，由此解決定位振 蕩和定位精度不高的問題。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)定位控制方法，所述方法利用誤差開 關(guān)控制器控制三位四通電磁閥實(shí)現(xiàn)設(shè)備的定位控制，控制過程分為兩個(gè)階段，其中：
[0011]當(dāng)位置誤差值在門檻外時(shí)為第一階段，該階段系統(tǒng)按照誤差開關(guān)控制器動(dòng)作，即： 電磁閥得電控制設(shè)備向目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)，所述電磁閥為控制設(shè)備向目標(biāo)點(diǎn)方向移動(dòng)的電磁閥；
[0012] 當(dāng)位置誤差值在門檻內(nèi)且在死區(qū)外時(shí)，系統(tǒng)按照時(shí)控控制器動(dòng)作，即：所述電磁閥 斷電第一時(shí)間t。后，得電第二時(shí)間t i，然后再斷電第一時(shí)間t。后，再得電第二時(shí)間t i，這個(gè) 過程周期進(jìn)行；且在t。時(shí)間內(nèi)實(shí)時(shí)比較位置誤差值與死區(qū)門限值，當(dāng)位置誤差值小于死區(qū) 門限值時(shí)，所述電磁閥斷電，設(shè)備停止移動(dòng)。
[0013] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述第二階段使所述三位四通電磁閥在半流量狀態(tài) 工作。
[0014] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第二時(shí)間L小于t，所述^為電磁閥開通時(shí)從0 流量到最大流量的時(shí)間。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0016] 1、通過本發(fā)明方法，當(dāng)位置誤差值在門檻內(nèi)且在死區(qū)外時(shí)，通過間斷性對電磁閥 得電與斷電的控制，使得設(shè)備以步進(jìn)的方式向目標(biāo)點(diǎn)靠近；當(dāng)進(jìn)入死區(qū)后，電磁閥斷電，從 而使設(shè)備穩(wěn)定向目標(biāo)點(diǎn)靠近，避免了現(xiàn)有技術(shù)中由于慣性移動(dòng)距離使得設(shè)備在死區(qū)內(nèi)不斷 振蕩的問題，并且提高了定位精度；
[0017] 2、進(jìn)一步的，當(dāng)位置誤差值在門檻內(nèi)且在死區(qū)外時(shí)，所述三位四通電磁閥在半流 量狀態(tài)工作，使得設(shè)備在移動(dòng)時(shí)的慣性移動(dòng)距離較小，從而避免了因慣性造成的震蕩問題， 并且提尚了定位精度。
【附圖說明】
[0018] 圖1是反饋控制流程示意圖；
[0019] 圖2是誤差開關(guān)控制器的控制示意圖；
[0020] 圖3所示為本發(fā)明定位控制方法示意圖；
[0021] 圖4所示為本發(fā)明方法中第一階段閥流量V、位置S與時(shí)間t的關(guān)系；
[0022] 圖5所示為本發(fā)明方法中第二階段閥流