[發明專利]一種比例方向閥控制死區的自動識別及補償方法和系統

有效

• 申請號: 201410303531.8
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104088842A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 陳利鵬;趙麗雄;馬志剛;池飛飛;李霞林
• 申請（專利權）人: 武漢船用機械有限責任公司
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司 42215
• 代理人: 王健;王春嬌

技術領域

本發明涉及一種船用比例方向閥控制技術領域，更具體的說涉及一種比例方向閥控制死區的自動識別及補償方法和系統。

背景技術

調距槳可通過調整螺距調整推力大小和方向，因此在船舶推進系統領域得到廣泛應用；配置調距槳的船舶推進系統，往往配置液壓泵站以驅動槳葉變距。現有調距槳的變距液壓回路中執行元件通常采用比例方向閥，調距槳的螺距調節一般采用閉環控制方法通過控制信號控制比例方向閥閥口開度、進而控制液壓油流量，從而實現調距槳的螺距調節。

但是，在實際應用中發現，比例方向閥在控制信號零點附近一般都有一定的死區，當控制信號落在死區內時，比例方向閥開口極小甚至不開口，導致調距槳無法實現變距動作。在調距槳控制系統中，這將導致螺距偏離設定值一定范圍內無法得到及時的調整，只有當螺距設定值與螺距實際值的偏差達到一定程度、使比例方向閥控制指令大于死區值時，螺距偏差才能得以修正；因此，比例方向閥死區的存在影響了螺距的控制精度，必須采用一定措施獲知比例方向閥的死區范圍并予以補償。

在調距槳液壓回路中，對比例方向閥死區的測量一般在系統調試階段，現有一般通過手動改變比例方向閥控制指令來觀察調距槳螺距是否變化，通過多次嘗試，逐步確定死區值。但是，通過手動改變比例方向閥控制指令的方法存在以下問題：（1）通過多次手動改變比例方向閥控制指令逐漸逼近死區值的方法需要較長的時間，操作繁瑣；（2）每個比例方向閥需重復相同的工作以確定其死區值，工作效率低下。

發明內容

本發明的目的在于針對現有的通過手動改變比例方向閥控制指令確定死區值操作繁瑣、工作效率低下等問題，提供一種比例方向閥控制死區的自動識別及補償方法和系統。

為實現上述目的，本發明的技術解決方案是：一種比例方向閥控制死區的自動識別及補償方法，包括以下步驟：獲取螺距反饋值f；設置螺距設定值C；

接受螺距反饋值f和螺距設定值C，標定螺距設定值C和螺距反饋值f，計算螺距設定值C和螺距反饋值f的差值，設置比例方向閥指令遞增值為d、比例方向閥指令遞增周期為T、比例方向閥指令遞增周期數為n、常數值a，激活比例方向閥控制死區自動識別功能，產生比例方向閥自動識別控制指令u1，確定比例方向閥正向死區值為Eah和比例方向閥反向死區值為Eas，關閉比例方向閥控制死區的自動識別功能開啟比例方向閥控制死區自動補償功能，確定比例方向閥自動補償控制指令u2；獲取比例方向閥自動補償控制指令u2并輸出模擬量控制指令；采用所述模擬量控制指令控制調距槳實現變距動作。

所述標定螺距設定值C和螺距反饋值f，包括：將螺距設置值C標定為-100～100，對應螺距反向最大值到螺距正向最大值，0對應零螺距；將螺距反饋值f標定為-100～100，對應螺距反向最大值到螺距正向最大值，0對應零螺距。

所述激活比例方向閥控制死區自動識別功能、產生比例方向閥自動識別控制指令u1、確定比例方向閥正向死區值為Eah和比例方向閥反向死區值為Eas，包括：激活比例方向閥控制死區自動識別功能，此時屏蔽由閉環控制算法產生的比例方向閥控制指令；比例方向閥自動識別控制指令u1按照u1=n*d的規律遞增，即第1個時間周期內比例方向閥控制指令為d，第2個時間周期內為2d，依次類推，在每個時間周期結束之前檢測螺距反饋值f在本周期內的變化是否大于a，若大于a，則將當前u1值賦給正向死區值Eah，此時比例方向閥正向死區完成了自動識別；比例方向閥自動識別控制指令u1歸零；比例方向閥自動識別控制指令u1按照u1=n*d的規律遞減，即第1個時間周期內比例方向閥控制指令為-d，第2個時間周期內為-2d，依次類推，在每個時間周期結束之前檢測螺距反饋值f在本周期內的變化是否大于a，若大于a，則將當前u值賦給反向死區值Eas，此時完成了比例方向閥反向死區識別。

所述確定比例方向閥自動補償控制指令u2，包括：比例方向閥自動補償控制指令u2按式u=g(C-f)+Eah計算；比例方向閥自動補償控制指令u2按式u=g(C-f)+Eas計算。