一种基于多级液压缸的油箱容积的控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于多级液压缸的油箱容积的控制方法、装置及系统，属于机械控制领域。本发明专利技术实施例提供的基于多级液压缸的油箱容积的控制，通过根据各级液压缸的当前位置信息确定各级液压缸对应的可调节的油箱容积量，根据待调节油箱容积量以及所述各级液压缸对应的可调节的油箱容积量，确定各级液压缸对应的油箱容积调节量，从而确定各级液压缸对应的位移调节量，根据各级液压缸的位移调节量控制多级液压缸的活塞移动以调节油箱容积，以使与多级液压缸连通的油囊浮力获得精确调整；该方法避免了采用流量计的方法估算浮力调节量导致的误差过大的问题，调节精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多级液压缸的油箱容积的控制方法、装置及系统
本专利技术涉及一种用于水下浮力调节装置的油箱的容积控制方法、装置及系统，属于机械控制领域。
技术介绍
海洋动力要素如潮汐、密度的变化会引起航行器浮力的变化，因此必须采用浮力调节装置实现浮力补偿以增强自身的环境适应能力。浮力调节装置通常包括控制器11、电机12、泵13、油囊14和与油囊14连通的油箱1。参见图1，油箱1内设有多级液压缸2，油箱1的两端分别设有第一油孔3和第二油孔4，多级液压缸2包括第一及液压缸5、第二级液压缸6、第三级液压缸7、第四级液压缸8、第五级液压缸9和设置在第五级液压缸9一端的活塞10，当活塞10位于图1所示位置时，各级液压缸中均充满油液，活塞10右侧的油箱空间内也储满油液，通过向左推动活塞10调节多级液压缸的容积，便可调节油箱1的储油容积；油囊通过第一油孔3与活塞10右侧的油箱空间连通，通过第二油孔4与各级液压缸连通，控制器11控制电机12带动泵13转动将油液泵入或抽出油箱给与油囊充、放油，改变油囊的浮力，从而实现对浮力的调整。在进行浮力调整时，根据待调节的浮力大小以及流量计的流量确定需要调节时间，时间与流量的乘积即为调节的油液量。上述调节方法，通过液体流量估算调节的浮力大小，由于流量计本身存在测量误差，导致随时间的累计误差非常大，很难满足航行器浮力调节的精度要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于多级液压缸的油箱容积的控制、装置及系统，以解决现有技术误差大无法满足浮力调节精度的问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于多级液压缸的油箱容积的控制方法，包括：当接收到容积调节指令时，获取各级液压缸的当前位置信息，所述容积调节指令包含待调节油箱容积量；根据所述各级液压缸的当前位置信息，确定各级液压缸对应的可调节的油箱容积量；根据所述待调节油箱容积量以及所述各级液压缸对应的可调节的油箱容积量，确定各级液压缸对应的油箱容积调节量；根据所述各级液压缸对应的油箱容积调节量确定各级液压缸对应的位移调节量；根据所述各级液压缸对应的位移调节量，控制多级液压缸的活塞移动以调节油箱容积。在一可选实施例中，所述获取各级液压缸的当前位置信息，包括：将各级液压缸容积为零的位置作为初始位置，根据各级液压缸对应的最大油箱容积变化量及每次油箱容积调节量确定并存储每次容积调节后各级液压缸的相对位移量；将前一次容积调节后各级液压缸的相对位移量作为各级液压缸的当前位置信息。在一可选实施例中，所述根据所述各级液压缸对应的位移调节量，控制多级液压缸的活塞移动以调节油箱容积之后，还包括：获取所述活塞的位置信息，并根据所述位置信息判断所述活塞是否移动到位；若未移动到位，则根据所述活塞的位置信息继续控制所述活塞移动，直至所述活塞移动到位。在一可选实施例中，所述待调节油箱容积量为△V，所述多级液压缸包括n级液压缸，n为大于等于2的整数，各级液压缸的截面积为Si，各级液压缸的当前相对位移量为Xipre，其中i为整数，取值为1至n，且Si＞S(i+1)，油箱的截面积为S，Si'＝S-Si，根据所述待调节油箱容积量以及所述各级液压缸对应的可调节的油箱容积量，确定各级液压缸对应的油箱容积调节量，包括：当△V为油箱容积增加量时，根据确定第i级的液压缸对应的油箱容积调节量为第1到j个液压缸对应的油箱容积调节量分别为Xjpre*Sj'，j∈[1,i-1]。在一可选实施例中，所述根据确定第i级的液压缸对应的油箱容积调节量为第1到j个液压缸对应的油箱容积调节量分别为Xjpre*Sj'，j∈[1,i-1]，包括：判断△V是否大于等于X1pre*S1'；若否，则确定1级液压缸对应的油箱容积调节量为△V，其他各级液压缸对应的油箱容积调节量为零；若是，则判断(△V-X1pre*S1')是否大于等于X2pre*S2'；若(△V-X1pre*S1')小于X2pre*S2'，则确定1级液压缸对应的油箱容积调节量为X1pre*S1'，2级液压缸对应的油箱容积调节量为(△V-X1pre*S1')，其他各级液压缸的对应的油箱容积调节量为零；若(△V-X1pre*S1')大于等于X2pre*S2'，则判断(△V-X1pre*S1'-X2pre*S2')是否大于等于X3pre*S3'。在一可选实施例中，各级液压缸的最大相对位置为Ximax，当△V为油箱容积减少量时：根据确定第i级的液压缸对应的油箱容积调节量为第1到j个液压缸对应的油箱容积调节量分别为(Xjmas-Xjpre)*Sj'，j∈[1,i-1]。在一可选实施例中，所述根据确定第i级的液压缸对应的油箱容积调节量为第1到j个液压缸对应的油箱容积调节量分别为(Xjmas-Xjpre)*Sj'，j∈[1,i-1]，包括：判断△V是否大于等于(X1max-X1pre)*S1'；若否，则确定1级液压缸对应的油箱容积调节量为△V，其他各级液压缸对应的油箱容积调节量为零；若是则判断[△V-(X1max-X1pre)*S1']是否大于等于(X2max-X2pre)*S2'；若[△V-(X1max-X1pre)*S1']小于(X2max-X2pre)*S2'，则确定1级液压缸对应的油箱容积调节量为(X1max-X1pre)*S1'，2级液压缸对应的油箱容积调节量为[△V-(X1max-X1pre)*S1']，其他各级液压缸对应的油箱容积调节量为零；若[△V-(X1max-X1pre)*S1']大于等于(X2max-X2pre)*S2'，则判断[△V-(X1max-X1pre)*S1'-(X2max-X2pre)*S2']是否大于等于(X3max-X3pre)*S3'。一种基于多级液压缸的油箱容积的控制装置，包括：获取模块，用于当接收到容积调节指令时，获取各级液压缸的当前位置信息，所述容积调节指令包含待调节油箱容积量；第一确定模块，用于根据所述各级液压缸的当前位置信息，确定各级液压缸对应的可调节的油箱容积量；第二确定模块，用于根据所述待调节油箱容积量以及所述各级液压缸对应的可调节的油箱容积量，确定各级液压缸对应的油箱容积调节量；第三确定模块，用于根据所述各级液压缸对应的油箱容积调节量确定各级液压缸对应的位移调节量；控制模块，用于根据所述各级液压缸对应的位移调节量，控制多级液压缸的活塞移动以调节油箱容积。在一可选实施例中，所述的多级液压缸容积控制装置，还包括判断模块，用于获取所述活塞的位置信息，并根据所述位置信息判断所述活塞是否移动到位；若未移动到位，则根据所述活塞的位置信息继续控制所述活塞移动，直至所述活塞移动到位。一种基于多级液压缸的油箱容积的控制系统，包括油箱、控制装置及调节装置，所述油箱内设有多级液压缸，所述多级液压缸用于调节所述油箱的容量，所述控制装置用于当接收到容积调节指令时，获取各级液压缸的当前位置信息，所述容积调节指令包含待调节油箱容积量，根据所述各级液压缸的当前位置信息，确定各级液压缸对应的可调节的油箱容积量，根据所述待调节油箱容积量以及所述各级液压缸对应的可调节的油箱容积量，确定各级液压缸对应的油箱容积调节量，根据所述各级液压缸对应的油箱容积调节量确定各级液压缸对应的位移调节量，根据所述各级液压缸对应的位移调节量，控制所述调节装置带动多级液压缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多级液压缸的油箱容积的控制方法，其特征在于，包括：当接收到容积调节指令时，获取各级液压缸的当前位置信息，所述容积调节指令包含待调节油箱容积量；根据所述各级液压缸的当前位置信息，确定各级液压缸对应的可调节的油箱容积量；根据所述待调节油箱容积量以及所述各级液压缸对应的可调节的油箱容积量，确定各级液压缸对应的油箱容积调节量；根据所述各级液压缸对应的油箱容积调节量确定各级液压缸对应的位移调节量；根据所述各级液压缸对应的位移调节量，控制多级液压缸的活塞移动以调节油箱容积。

【技术特征摘要】
1.一种基于多级液压缸的油箱容积的控制方法，其特征在于，包括：当接收到容积调节指令时，获取各级液压缸的当前位置信息，所述容积调节指令包含待调节油箱容积量；根据所述各级液压缸的当前位置信息，确定各级液压缸对应的可调节的油箱容积量；根据所述待调节油箱容积量以及所述各级液压缸对应的可调节的油箱容积量，确定各级液压缸对应的油箱容积调节量；根据所述各级液压缸对应的油箱容积调节量确定各级液压缸对应的位移调节量；根据所述各级液压缸对应的位移调节量，控制多级液压缸的活塞移动以调节油箱容积。2.根据权利要求1所述的基于多级液压缸的油箱容积的控制方法，其特征在于，所述获取各级液压缸的当前位置信息，包括：将各级液压缸容积为零的位置作为初始位置，根据各级液压缸对应的最大油箱容积变化量及每次油箱容积调节量确定并存储每次容积调节后各级液压缸的相对位移量；将前一次容积调节后各级液压缸的相对位移量作为各级液压缸的当前位置信息。3.根据权利要求1所述的基于多级液压缸的油箱容积的控制，其特征在于，所述根据所述各级液压缸对应的位移调节量，控制多级液压缸的活塞移动以调节油箱容积之后，还包括：获取所述活塞的位置信息，并根据所述位置信息判断所述活塞是否移动到位；若未移动到位，则根据所述活塞的位置信息继续控制所述活塞移动，直至所述活塞移动到位。4.根据权利要求2所述的基于多级液压缸的油箱容积的控制，其特征在于，所述待调节油箱容积量为△V，所述多级液压缸包括n级液压缸，n为大于等于2的整数，各级液压缸的截面积为Si，各级液压缸的当前相对位移量为Xipre，其中i为整数，取值为1至n，且Si＞S(i+1)，油箱的截面积为S，Si'＝S-Si，根据所述待调节油箱容积量以及所述各级液压缸对应的可调节的油箱容积量，确定各级液压缸对应的油箱容积调节量，包括：当△V为油箱容积增加量时，根据确定第i级的液压缸对应的油箱容积调节量为第1到j个液压缸对应的油箱容积调节量分别为Xjpre*Sj′，j∈[1,i-1]。5.根据权利要求4所述的基于多级液压缸的油箱容积的控制，其特征在于，所述根据确定第i级的液压缸对应的油箱容积调节量为第1到j个液压缸对应的油箱容积调节量分别为Xjpre*Sj'，j∈[1，i-1]，包括：判断△V是否大于等于X1pre*S1'；若否，则确定1级液压缸对应的油箱容积调节量为△V，其他各级液压缸对应的油箱容积调节量为零；若是，则判断(△V-X1pre*S1')是否大于等于X2pre*S2'；若(△V-X1pre*S1')小于X2pre*S2'，则确定1级液压缸对应的油箱容积调节量为X1pre*S1'，2级液压缸对应的油箱容积调节量为(△V-X1pre*S1')，其他各级液压缸的对应的油箱容积调节量为零；若(△V-X1pre*S1')大于等于X2pre*S2'，则判断(△V-X1pre*S1'-X2pre*S2')是否大于等于X3pre*S3'。6.根据权利要求4或5所述的基于多级液压缸的油箱容积的控制，其特征在于，各级液压缸的最大相对位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：田冠枝，苑利维，姜丽婷，雷鹏，于洋，赵天竹，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11