一种电控总线液压阀用控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电控总线液压阀用控制系统及控制方法，包括：供电模块，用于对输入电压进行变换处理，提供控制系统所需的电压；核心处理模块，用于接收阀芯位移传感器的采集信息，输出控制信息；输出控制模块，接收核心处理模块发出的控制信息，输出PWM功率驱动信号，同时产生相应的颤振信号，PWM功率驱动信号和颤振信号叠加在一起用于驱动比例电磁铁动作。优点：通过对作用在比例电磁铁的电流信号进行采样，实现电流闭环控制，必要时还可以实现阀芯位置闭环控制，提高比例电磁铁的控制精度，提升电控液压阀的控制效果。升电控液压阀的控制效果。升电控液压阀的控制效果。

【技术实现步骤摘要】
一种电控总线液压阀用控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及一种电控总线液压阀用控制系统及控制方法，属于工程机械


技术介绍

[0002]在工程机械领域，电控比例液压阀的控制一般采用PWM控制比例电磁铁的输出实现，控制过程中的精度和响应速度是影响比例电磁铁控制效果的关键因素。工程机械行业的比例电磁铁控制方法主要采用开环控制或者核心处理器直接输出的闭环控制，控制精度的好坏还是取决于控制器硬件。另外，针对工程机械操作装置控制的精细化要求，对比例电磁铁控制精度的控制要求越来越高，同时对电液阀快速响应方面的要求也越来越高，采用开环控制或者通常的闭环控制很难满足现实的需求。
[0003]现有系统中对比例电磁铁的控制有的没有电流反馈控制，有的虽然具备电流反馈，但对阀芯的位移反馈控制一般没有，控制精度不高。另外PWM输出也一般由核心处理器直接控制，没有专门的输出控制模块，响应速度较慢。
[0004]利用开环控制或者由核心处理模块直接输出的闭环控制，响应速度无法得到保证，没有阀芯位移的闭环控制，控制精度较低，维护性差。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种电控总线液压阀用控制系统及控制方法，能够提高比例电磁铁的控制精度，提升电控液压阀的控制效果。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种电控总线液压阀用控制系统，包括：供电模块，用于对输入电压进行变换处理，提供控制系统所需的电压；核心处理模块，用于接收阀芯位移传感器的采集信息，输出控制信息；输出控制模块，接收核心处理模块发出的控制信息，输出PWM功率驱动信号，同时产生相应的颤振信号，PWM功率驱动信号和颤振信号叠加在一起用于驱动比例电磁铁动作。
[0007]进一步的，所述核心处理模块集成有串口、CAN总线控制器、A/D转换器、模拟量采集端口以及微控制单元；模拟量采集端口，用于进行电源电压、温度以及阀芯位移传感器信息的采集； A/D转换器，用于对采集的电源电压、温度以及阀芯位移传感器信息进行转换；微控制单元，用于利用CAN总线控制器与外部单元进行交互，以及对A/D转换器转换的数据进行分析处理输出控制信息。
[0008]进一步的，所述核心处理模块集成有还集成有SPI总线接口，用于输出控制信息。
[0009]进一步的，所述核心处理模块还集成有存储单元，用于存储阀芯位移传感器的标定信息和故障信息。
[0010]进一步的，所述输出控制模块包括：电流反馈单元，用于对比例电磁铁的电流信号进行采集；
输出控制器，用于接收控制信号，输出PWM信号给比例电磁铁，以及接收电流反馈单元采集的由接收PWM信号后的比例电磁铁产生的与占空比相适应的电流信号，分析所述电流信号是否和预期输出信号相匹配，如果不匹配调节占空比，直至与所述控制信息匹配；PWM输出控制单元，用于接收输出控制器的占空比信息输出相应的PWM信号。
[0011]进一步的，所述输出控制模块还包括SPI总线接口，用于接收控制信息。
[0012]一种电控总线液压阀用控制方法，包括：从消息队列中循环读取外部单元消息，如果成功读取消息，依据CANopen协议，按Can消息类别进行消息分发，分发的结果包括将外部单元信息存入板卡内存的数据字典中，或者触发板卡主动上报数据字典中的信息给外部单元；在消息处理流程中，MCU接收外部触发的中断信号，中断信号的中断类型包括：CAN消息接收中断，A/D采样中断和系统定时器中断，根据中断类型分别进行如下处理：CAN消息接收中断发生，将CAN消息存入消息队列中A/D采样中断发生，根据采样值更新阀芯位移，板卡温度和电压参数；系统定时器中断发生，扫描软件定时器和CANopen协议中设置定时器，如果软件定时器时间到则执行软件定时器任务，具体包括MCU内存是否发生溢出，板卡温度和电压参数是否达到设定的阈值，如果有异常发生，将异常信息写入EEPROM中，并将异常信息上报给外部单元，如果CANopen协议中定时器时间到则触发板卡将数据字典中信息上报给外部单元；无异常信息和中断，循环执行位移传感器闭环控制。
[0013]进一步的，还包括：在从消息队列中循环读取外部单元消息之前进行初始化，包括：对CAN，SPI，I2C，EEPROM进行驱动初始化；分别对软件定时器初始化及启动，消息队列初始化；对CANopen协议栈进行初始化。
[0014]一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行所述的方法中的任一方法。
[0015]一种计算设备，包括，一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行所述的方法中的任一方法的指令。
[0016]本专利技术所达到的有益效果：(1)本专利技术在对电液阀的控制中，核心控制器把控制信息通过SPI总线发送给输出控制模块，输出控制模块即可实现对比例电磁铁电流的闭环控制，而不需要核心控制器的参与，这样可以有效提高电液阀的响应速度。同时通过阀芯位置检测传感器可以实现对电液阀位置的检测，并可以经过核心处理器分析处理后实现阀芯位移闭环控制，可以提高系统的控制精度；(2)本专利技术解决了传统的开环控制或者电流闭环控制造成电控液压阀响应速度慢，控制精度低的不足，十分契合工程机械行业比例电磁阀的高精度控制。
附图说明
[0017]图1为控制系统总体框图；图2为电液阀闭环控制系统；图3为控制器软件架构框图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0019]文中出现的缩略语含义为：SPI
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Serial Peripheral Interface 串行外设接口的缩写，是一种高速、全双工、同步通信总线，通常有4根线（四线制），可实现全双工通信，传输速率可达几Mbps水平；PWM
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Pulse Width Modulation 脉冲宽度调制；A/D
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Analog /Digital 模拟/数字转换；MCU
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Micro Control Unit 微控制单元；CAN
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Controller Area Network 控制器局域网；I2C
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是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息；EEPROM
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Electrically Erasable Programmable read only memory 带电可擦可编程只读存储器；CANopen
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是一种架构在控制局域网路（Controller Area Network, CAN）上的高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电控总线液压阀用控制系统，其特征在于，包括：供电模块，用于对输入电压进行变换处理，提供控制系统所需的电压；核心处理模块，用于接收阀芯位移传感器的采集信息，输出控制信息；输出控制模块，接收核心处理模块发出的控制信息，输出PWM功率驱动信号，同时产生相应的颤振信号，PWM功率驱动信号和颤振信号叠加在一起用于驱动比例电磁铁动作。2.根据权利要求1所述的电控总线液压阀用控制系统，其特征在于，所述核心处理模块集成有串口、CAN总线控制器、A/D转换器、模拟量采集端口以及微控制单元；模拟量采集端口，用于进行电源电压、温度以及阀芯位移传感器信息的采集； A/D转换器，用于对采集的电源电压、温度以及阀芯位移传感器信息进行转换；微控制单元，用于利用CAN总线控制器与外部单元进行交互，以及对A/D转换器转换的数据进行分析处理输出控制信息。3.根据权利要求2所述的电控总线液压阀用控制系统，其特征在于，所述核心处理模块集成有还集成有SPI总线接口，用于输出控制信息。4.根据权利要求2所述的电控总线液压阀用控制系统，其特征在于，所述核心处理模块还集成有存储单元，用于存储阀芯位移传感器的标定信息和故障信息。5.根据权利要求1所述的电控总线液压阀用控制系统，其特征在于，所述输出控制模块包括：电流反馈单元，用于对比例电磁铁的电流信号进行采集；输出控制器，用于接收控制信号，输出PWM信号给比例电磁铁，以及接收电流反馈单元采集的由接收PWM信号后的比例电磁铁产生的与占空比相适应的电流信号，分析所述电流信号是否和预期输出信号相匹配，如果不匹配调节占空比，直至与所述控制信息匹配；PWM输出控制单元，用于接收输出控制器的占空比信息输出相应的PWM信号。6.根据权利要求1所述的电控总线液压阀用控制系统，其特征在于，所述输出控制模块还包括SPI总线接口，用于接收控制信息。7.一种电控总线液压阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏彬，孙辉，张震，
申请(专利权)人：江苏汇智高端工程机械创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：