[發明專利]一種壓力測試方法和控制系統

在審

• 申請號: 202210283329.8
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114815916A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 吳勇
• 申請（專利權）人: 蘇州華興源創科技股份有限公司
• 主分類號: G05D15/01
• 分類號: G05D15/01;G01N3/12
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張雪梅

1.一種壓力測試方法，其特征在于，該方法包括：

S1、壓力傳感器響應控制器的指令感測被測產品表面的壓力并將感測信號傳輸至多個ADC電壓測量模塊；

S2、所述多個ADC電壓測量模塊對同一感測通道同時采樣轉換為多個采集樣本電壓數據，并傳輸至所述控制器；

S3、所述控制器將所述多個采集樣本電壓數據進行擴位運算、數據轉換以及模糊控制算法處理后，得到所述壓力傳感器的壓力值并將其顯示在壓力表上；

S4、所述控制器計算所述壓力表上的壓力值與目標壓力值之間的差值，若所述差值不滿足預設范圍時，控制電缸模塊繼續下壓被測產品，直到壓力表上的壓力值與目標壓力值之間的差值滿足預設范圍。

2.根據權利要求1所述的壓力測試方法，其特征在于，所述S1包括：

上位機通過串口通信模塊向控制器發送控制命令；

控制器接收上位機的控制命令后，根據控制命令向脈沖控制模塊發送脈沖產生命令；

脈沖控制模塊接收控制器發送的脈沖產生命令產生脈沖；

脈沖驅動電缸驅動器控制模塊控制電缸模塊運動；

壓力傳感器感測電缸模塊壓接被測產品表面的壓力并將感測信號傳輸至多個ADC電壓測量模塊。

3.根據權利要求1所述的壓力測試方法，其特征在于，該方法還包括：校準位置，具體為：

將電缸模塊歸位至機械原點，控制器向脈沖控制模塊發送以第一速度向下移動的脈沖產生命令；ADC電壓測量模塊以壓力傳感器的響應頻率實時采集壓力傳感器的壓力值，經控制器處理后，壓力表上顯示壓力傳感器的壓力值，當壓力表上顯示的壓力值達到目標壓力值時，控制器停止發送脈沖產生命令，并記錄當前位置為校準位置。

4.根據權利要求3所述的壓力測試方法，其特征在于，所述擴位運算為：多個ADC電壓測量模塊采集的多個采集樣本電壓數據取平均值。

5.根據權利要求4所述的壓力測試方法，其特征在于，所述數據轉換步驟為：

所述控制器監控到多個ADC電壓測量模塊采樣完成后，按照本次采樣和上次采樣的差值與最大誤差閾值來進行比較，得到當前壓力傳感器值；

具體比較過程為：

如果(本次采樣值–上次采樣值)±10，控制系統按照卡爾曼濾波動態估計出當前壓力傳感器值；

如果(本次采樣值–上次采樣值)＝±10，控制系統按照當前采樣值作為當前壓力傳感器值。

6.根據權利要求5所述的壓力測試方法，其特征在于，所述卡爾曼濾波動態估計為：

其中，t為本時刻；z為觀測值；K為卡爾曼系數；H為觀測矩陣；表示利用觀測值和預測值的殘差對當前預測值進行調整；表示根據上一輪的最優估計，計算本輪的預測值，但這并非為最佳估計；K_t為權衡預測狀態協方差矩陣P和觀察量協方差矩陣R的大小，來決定相信預測模型多一點還是觀察模型多一點；

其中，K_t＝P_t^-H^T(HP_t^-H^T+R)^-1，其中，P_t^-為計算本輪預測值的系統噪聲協方差矩陣；R為觀測噪聲的協方差矩陣；

其中，P_t^-＝FP_t-1F^T+Q，其中，t-1為上一時刻；F為狀態轉移矩陣表示我們如何從上一狀態推測出當前狀態；P為系統噪聲協方差矩陣，表示每次的預測值和上一次最優估計誤差的協方差矩陣；Q為表示誤差的矩陣；

其中，其中，B為控制矩陣，表示控制量u對當前狀態的影響；u表示控制量；表示它是一個估計值，而不是真實值。