[發(fā)明專利]二方向二速定位控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710040952.6
• 申請日: 2007-05-21
• 公開（公告）號: CN101311865A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王育華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海寶信軟件股份有限公司
• 主分類號: G05D3/20
• 分類號: G05D3/20
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 周赤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二方向二速定位控制方法。

背景技術(shù)

在冶金工廠中廣泛存在有設(shè)備的定位控制要求，例如入口鋼卷小車的鋼卷高度升高至開卷機中心高度的定位控制，側(cè)導(dǎo)板的寬度調(diào)整定位控制，矯直機的輥子插入深度的調(diào)整定位控制等，上述用來進行定位控制的執(zhí)行機構(gòu)為通/斷式閥門或正反轉(zhuǎn)不調(diào)速的電機，此類設(shè)備進行定位控制時有兩個相反的方向，例如打開和關(guān)閉，且控制過程中有兩種固定的速度，故稱其為二方向二速通斷輸出的控制。這里用來進行定位控制的執(zhí)行機構(gòu)要求在“打開、關(guān)閉”二個方向上分別有“高速、低速”二種由機械設(shè)備決定的固定速度輸出，同時還要求配有設(shè)備實際位置的檢測裝置。為了在控制時確定設(shè)備的“打開、關(guān)閉”移動方向，必須對實際位置的檢測裝置的極性進行定義，其要求如圖1所示，即當(dāng)設(shè)備在“打開”方向移動時，檢測到的實際位置值要求變大；在“關(guān)閉”方向移動時，檢測到的實際位置值要求變小。

二方向二速定位控制的原理如圖2所示，其控制過程如下：

在圖2中，設(shè)備現(xiàn)在處于A點，要求設(shè)備定位至O點，即實際位置值比目標(biāo)位置值大，位置偏差值為正，故要求設(shè)備在關(guān)閉方向動作。具體的控制過程為：設(shè)備先在關(guān)閉方向以高速移動至B點，然后切斷高速命令，改成低速關(guān)閉命令，至C點后切斷低速關(guān)閉命令，使設(shè)備在慣性作用下繼續(xù)移動至D點，最終設(shè)備停止移動。最佳的定位控制要求是使D點與O點重合，這時定位偏差為零。

從圖2中還可知，該定位控制方法的關(guān)鍵點是4個判斷速度切斷的距離參數(shù)，即切斷高速打開值OPNhigh、切斷低速打開值OPNlow、切斷高速關(guān)閉值CLShigh和切斷低速關(guān)閉值CLSlow。這4個參數(shù)的選擇正確與否決定了定位控制的精度和定位控制完成所需的時間。如果高速切斷值取得過大，則會使設(shè)備處于低速行運的時間變長，從而造成定位時間拉長。但如果高速切斷值取得過小，則會使設(shè)備無低速行運或低速行運時間太短，從而造成定位超過目標(biāo)位置。另外如果低速切斷值取得過大或過小，則會使D點大大偏離O點，造成設(shè)備定位控制精度的低下。故定位控制的精度取決于切斷低速打開值OPNlow和切斷低速關(guān)閉值CLSlow這2個控制參數(shù)的正確選擇，定位控制所需的時間取決于切斷高速打開值OPNhigh和切斷高速關(guān)閉值CLShigh這2個控制參數(shù)的正確選擇，然而它們卻取決于設(shè)備的機械常數(shù)和控制特性，如磨擦阻力，總的慣量等。

在傳統(tǒng)的定位控制系統(tǒng)中，為了獲得與設(shè)備機械相關(guān)的這些參數(shù)，在現(xiàn)場調(diào)試時要由具有豐富工程經(jīng)驗的技術(shù)人員進行調(diào)試，通過使用控制參數(shù)嘗試的辦法，經(jīng)大量試運轉(zhuǎn)，化費大量的時間后，才能摸索到較正確的控制參數(shù)，其調(diào)試效果好壞取決于調(diào)試人員的經(jīng)驗和對被控對象的熟悉程度。另外，由于沒有自適應(yīng)控制功能，當(dāng)設(shè)備參數(shù)發(fā)生變化時，如磨擦阻力或慣量變化時，也不能跟著調(diào)整控制參數(shù)，不能使系統(tǒng)一直處于最佳控制狀態(tài)。此外，當(dāng)機械中存在間隙時，由于不具備消除機械間隙的功能，導(dǎo)致定位控制精度較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種二方向二速定位控制方法，它能通過設(shè)備實際運行，自動識別定位控制系統(tǒng)的四個控制參數(shù)，提高控制精度。另外，它還能根據(jù)實際設(shè)備工作狀態(tài)，對這4個參數(shù)進行自適應(yīng)控制，還能消除機械間隙和防止輸出在快速和慢速之間以及慢速和停止之間頻繁切換，從而達到最佳位置控制精度和最短定位時間的目的。

為解決上述技術(shù)問題，該方法通過以下步驟自動識別4個判斷速度切換和方向的參數(shù)值。為了在參數(shù)識別過程中讓設(shè)備移動，先人工指定設(shè)備能夠移動的任意一個足夠大的區(qū)域范圍，即指定1個打開位置OPNpos和1個關(guān)閉位置CLSpos，在參數(shù)識別過程中設(shè)備在此2個位置之間移動，另有由工藝確定的定位精度值DS_OK，具體步驟如下：

步驟1：設(shè)備從現(xiàn)在位置移動至參數(shù)測量時指定的打開位置OPNpos，即把設(shè)備移動至參數(shù)測量的初始位置；

步驟2：設(shè)備從現(xiàn)在位置開始關(guān)閉，并只以高速關(guān)閉移向指定的關(guān)閉位置CLSpos，當(dāng)離目標(biāo)位置的剩余距離小于定位精度值DS_OK時，便切斷高速輸出，并且同時開始測量設(shè)備在慣性作用下至停止時的移動距離，此移動距離值的1.2倍即為測量到的高速關(guān)閉切斷值CLShigh供以后控制時使用；

步驟3：設(shè)備從現(xiàn)在位置開始打開，并只以高速打開移向指定的打開位置OPNpos，當(dāng)離目標(biāo)位置的剩余距離小于定位精度值DS_OK時便切斷高速輸出，并且同時開始測量設(shè)備在慣性作用下至停止時的移動距離，此移動距離值的1.2倍即為測量到的高速打開切斷值OPNhigh供以后控制時使用；