二方向二速定位控制方法技术

本发明专利技术公开了一种二方向二速定位控制方法，开始时设备处于Ａ点，要求设备定位至Ｏ点。一开始设备在关闭方向以高速动作，至Ｂ点，改成低速关闭，至Ｃ点，切断设备关闭的输出，设备在惯性作用下继续移动，至Ｄ点停止移动。在定位控制中４个控制参数的选择将影响定位精度和定位总的所需时间，为了获得４个参数的最佳值。本发明专利技术公开了通过设备实际移动来自动识别的方法；本发明专利技术还公开了对这些参数的自适应方法；本发明专利技术还公开了消除机械间隙的控制功能和防止输出在快速和慢速之间、慢速和停止之间频繁切换的措施。本发明专利技术公开的定位控制方法具有定位精度高，定位时间快速的优点。

Two direction and two speed positioning control method

The invention discloses a two direction and two speed positioning control method. At the beginning, the device is at the A point and requires the equipment to be positioned at the O point. In the beginning, the equipment is in the closing direction and moves at high speed to the B point. It is switched off at low speed to the C point. The output of the device is cut off, and the equipment continues to move under the action of inertia and stops moving at D. In the positioning control, the choice of the 4 control parameters will affect the positioning accuracy and the total positioning time, in order to obtain the best value of the 4 parameters. The invention discloses a method for automatically identifying the actual movement of the equipment; the invention also discloses an adaptive method of the parameters; the invention also discloses a control function of eliminating the mechanical gap and prevent the output between fast and slow, slow and stop frequently switch between measures. The positioning control method of the invention has the advantages of high positioning accuracy and fast positioning time.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
在冶金工厂中广泛存在有设备的定位控制要求，例如入口钢巻小车的 钢巻高度升高至开巻机中心高度的定位控制，侧导板的宽度调整定位控 制，矫直机的辊子插入深度的调整定位控制等，上述用来进行定位控制的 执行机构为通/断式阀门或正反转不调速的电机，此类设备进行定位控制 时有两个相反的方向，例如打开和关闭，且控制过程中有两种固定的速度， 故称其为二方向二速通断输出的控制。这里用来进行定位控制的执行机构 要求在"打开、关闭"二个方向上分别有"高速、低速"二种由机械设备 决定的固定速度输出，同时还要求配有设备实际位置的检测装置。为了在 控制时确定设备的"打开、关闭"移动方向，必须对实际位置的检测装置 的极性进行定义，其要求如图l所示，即当设备在"打开"方向移动时，检测到的实际位置值要求变大；在"关闭"方向移动时，检测到的实际位置值要求变小。二方向二速定位控制的原理如图2所示，其控制过程如下在图2中，设备现在处于A点，要求设备定位至0点，即实际位置值比目标位置值大，位置偏差值为正，故要求设备在关闭方向动作。具体的控制过程为设备先在关闭方向以高速移动至B点，然后切断高速命令，改成低速关闭命令，至C点后切断低速关闭命令，使设备在惯性作用下继续移动至D点，最终设备停止移动。最佳的定位控制要求是使D点与0 点重合，这时定位偏差为零。从图2中还可知，该定位控制方法的关键点是4个判断速度切断的距 离参数，即切断高速打开值OPNhigh、切断低速打开值OPNlow、切断高速 关闭值CLShigh和切断低速关闭值CLSlow。这4个参数的选择正确与否 决定了定位控制的精度和定位控制完成所需的时间。如果高速切断值取得 过大，则会使设备处于低速行运的时间变长，从而造成定位时间拉长。但 如果高速切断值取得过小，则会使设备无低速行运或低速行运时间太短， 从而造成定位超过目标位置。另外如果低速切断值取得过大或过小，则会 使D点大大偏离0点，造成设备定位控制精度的低下。故定位控制的精度 取决于切断低速打开值0PNlow和切断低速关闭值CLSlow这2个控制参数 的正确选择，定位控制所需的时间取决于切断高速打开值OPNhigh和切断 高速关闭值CLShigh这2个控制参数的正确选择，然而它们却取决于设备 的机械常数和控制特性，如磨擦阻力，总的惯量等。在传统的定位控制系统中，为了获得与设备机械相关的这些参数，在 现场调试时要由具有丰富工程经验的技术人员进行调试，通过使用控制参 数尝试的办法，经大量试运转，化费大量的时间后，才能摸索到较正确的 控制参数，其调试效果好坏取决于调试人员的经验和对被控对象的熟悉程 度。另外，由于没有自适应控制功能，当设备参数发生变化时，如磨擦阻 力或惯量变化时，也不能跟着调整控制参数，不能使系统一直处于最佳控 制状态。此外，当机械中存在间隙时，由于不具备消除机械间隙的功能，导致定位控制精度较低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种，它能 通过设备实际运行，自动识别定位控制系统的四个控制参数，提高控制精度。另外，它还能根据实际设备工作状态，对这4个参数进行自适应控制，还能消除机械间隙和防止输出在快速和慢速之间以及慢速和停止之间频 繁切换，从而达到最佳位置控制精度和最短定位时间的目的。为解决上述技术问题，该方法通过以下步骤自动识别4个判断速度切换 和方向的参数值。为了在参数识别过程中让设备移动，先人工指定设备能 够移动的任意一个足够大的区域范围，即指定l个打开位置OPNpos和l个关 闭位置CLSpos,在参数识别过程中设备在此2个位置之间移动，另有由工艺 确定的定位精度值DS—0K，具体步骤如下步骤l:设备从现在位置移动至参数测量时指定的打开位置OPNpos，即 把设备移动至参数测量的初始位置；步骤2:设备从现在位置开始关闭，并只以高速关闭移向指定的关闭位 置CLSpos，当离目标位置的剩余距离小于定位精度值DS—0K时，便切断高速 输出，并且同时开始测量设备在惯性作用下至停止时的移动距离，此移动 距离值的1.2倍即为测量到的高速关闭切断值CLShigh供以后控制时使用；步骤3:设备从现在位置开始打开，并只以高速打开移向指定的打开位 置0PNpos，当离目标位置的剩余距离小于定位精度值DS—OK时便切断高速输 出，并且同时开始测量设备在惯性作用下至停止时的移动距离，此移动距 离值的1.2倍即为测量到的高速打开切断值0PNhigh供以后控制时使用；步骤4:设备从现在位置开始关闭，并先以高速关闭移向指定的关闭位置CLSpos，当离目标位置的剩余距离小于步骤2中的切断高速关闭值 CLShigh时便切断高速输出，改成低速关闭输出，当离目标位置的剩余距离 小于定位精度值DS—OK时切断低速输出，并且同时开始测量设备在惯性作用 下至停止时的移动距离，此移动距离值即为测量到的低速关闭切断值 CLSlow供以后控制时使用；步骤5:设备从现在位置开始打开，并先以高速打开移向指定的打开位 置0PNpos，当离目标位置的剩余距离小于步骤3中的0PNhigh值时切断高速 输出，改成低速打开输出，当离目标位置的剩余距离小于定位精度值DS—OK时切断低速输出，并且同时开始测量设备在惯性作用下至停止时的移动距 离，此移动距离值即为测量到的低速关闭切断值OPNlow供以后控制时使用。 至此，4个用作判断速度切断的参数值全部识别完毕。该方法还能对这4个判断速度切断值在运行过程中进行自适应调整，具 体步骤如下步骤l:在定位控制时设备要求移向目标位置，这时要根据现在位置值与目标位置值的差决定移动方向，如果现在位置值大于目标位置值，则 决定输出高速关闭命令，当离目标位置的剩余距离小于切断高速关闭值CLShigh时便切断高速输出，改成低速关闭输出，当离目标位置的剩余距 离小于切断低速关闭值CLSlow时切断低速输出，并同时开始测量设备在 惯性作用下至停止时的移动距离，然后计算前3次和本次在内的4次测量 值的算术平均值，最终的低速关闭切断值的自适应结果为新的切断低速 关闭值为0. 4倍的原切断低速关闭值与0. 6倍的上述4次测量值的算术平均值之和；步骤2:在完成低速关闭自适应后，对高速关闭值进行自适应。如果切 断高速关闭值CLShigh大于5倍的切断低速关闭值(即54CLSlow),则新的 切断高速关闭值等于5倍的原切断低速关闭值，g卩CLShigh = 5*CLS10W;如 果切断高速关闭值CLShigh小于2倍的切断低速关闭值GP2*CLS10W)，则新 的切断高速关闭值等于2倍的原切断低速关闭值，g卩CLShigh = 2*CLSlow;步骤3:在定位控制时设备要求移向目标位置，根据现在位置值与目 标位置值的差决定移动方向，如果现在位置小于目标位置，则决定输出高 速打开命令，当离目标位置的剩余距离小于切断高速打开值OPNhigh时便 切断高速输出，改成低速打开输出，当离后标位置的剩余距离小于切断低 速打开值0PNlow时切断低速输出，并同时开始测量设备在惯性作用下至 停止时的移动距离，然后计算前3次和本次在内的4次测量值的算术平均 值，最终的切断低速打开值的自适应结果新的切断低速打开值等于0. 4 倍的原切断低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二方向二速定位控制方法，该二方向二速定位控制系统包括有在“打开、关闭”二个方向上分别有“高速、低速”二种固定速度输出的定位控制执行机构和检测设备实际位置的装置，其特征在于，该方法通过以下步骤自动识别定位控制过程中的四个判断速度切换和方向的参数值：切断高速打开值ＯＰＮｈｉｇｈ、切断低速打开值ＯＰＮｌｏｗ、切断高速关闭值ＣＬＳｈｉｇｈ、切断低速关闭值ＣＬＳｌｏｗ，步骤如下：步骤１：设备从现在位置移动至参数测量时的打开位置ＯＰＮｐｏｓ，即把设备移动至参数识别的初始位置；步骤２：设备从现在位置开始关闭，并只以高速关闭移向关闭位置ＣＬＳｐｏｓ，当离目标位置的剩余距离小于定位精度值时，便切断高速输出，并且同时开始测量设备在惯性作用下至停止时的移动距离，此值的１．２倍即为测量到的高速关闭切断值ＣＬＳｈｉｇｈ；步骤３：设备从现在位置开始打开，并只以高速打开移向打开位置ＯＰＮｐｏｓ，当离目标位置的剩余距离小于定位精度值时，便切断高速输出，并且同时开始测量设备在惯性作用下至停止时的移动距离，此值的１．２倍即为测量到的高速打开切断值ＯＰＮｈｉｇｈ；步骤４：设备从现在位置开始关闭，并先以高速关闭移向关闭位置ＣＬＳｐｏｓ，当离目标位置的剩余距离小于步骤２中获得的切断高速关闭值时便切断高速输出，改成低速关闭输出，当离目标位置的剩余距离小于定位精度值时切断低速输出，并且同时开始测量设备在惯性作用下至停止时的移动距离，此值即为测量到的低速关闭切断值ＣＬＳｌｏｗ；步骤５：设备从现在位置开始打开，并先以高速打开移向打开位置ＯＰＮｐｏｓ，当离目标位置的剩余距离小于步骤３中获得的切断高速打开值时切断高速输出，改成低速打开输出，当离目标位置的剩余距离小于定位精度值时切断低速输出，并且同时开始测量设备在惯性作用下至停止时的移动距离，此值即为测量到的低速关闭切断值ＯＰＮｌｏｗ。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王育华，
申请(专利权)人：上海宝信软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]