面向多种应用的调速离合器的控制装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种面向多种应用的调速离合器的控制装置及其控制方法，装置包括：传感器单元与传感器单元电连接的电子调速控制器；电子调速控制器包括：与传感器单元的输出端电连接的信号采集模块；与多种运行模式连接的模式切换信号采集模块；分别与信号采集模块和模式切换信号采集模块的输出端电连接的ＣＰＵ控制模块；与ＣＰＵ控制模块的输出端电连接的比例伺服阀基点调节电路；与将ＣＰＵ控制模块的输出端和比例伺服阀基点调节电路的输出信号累加后的输出端电连接的Ｖ－Ｉ变换及电流放大电路；Ｖ－Ｉ变换及电流放大电路的输出端驱动比例伺服阀，控制离合器动作。采用ＰＩＤ控制策略，具有能适应不同比例伺服阀死区特性、适用范围广的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
液粘调速离合器作为一个多功能的调速装置，可用于陆用也可用于船用， 动力机可以是电动机或柴油机、工作状态可以有完全脱开、轻载调速、重载调 速、功率分配和完全结合等，工作状态之间可以动态切换，切换过程中若处理 不当，就会影响液粘调速离合器运行的平稳性。液粘调速离合器的调速控制一直以来都是研究的热点。国内一些厂家已经 能够生产液粘调速离合器，但多为手动控制或比较简单的电子控制，采用这样 的控制系统存在很多缺馅，因而调速控制的灵敏度和精度以及输出转速的稳定 性都不是很理想。主要存在以下三点不足1、 控制系统的核心一一电控器的硬件性能不足，控制算法不够先进。2、 与电液比例伺服阔的特性匹配能力不佳。用于控制液粘调速离合器的电子调速控制器的执行机构一般只由比例伺 服阀构成，比例伺服阀都存在死区(见图1)，死区的存在对控制的灵敏度是 不利的，如何克服死区，也是调速控制研究的重点之一。3、 不能很好地满足多种应用场合的调速控制需要。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术存在的上述问题而提供的一种控制策略和算 法先进的、能适应不同比例伺服阀死区特性、适用范围广的面向多种应用的调 速离合器的控制装置及其控制方法。本专利技术采取的技术方案是..面向多种应用的调速离合器的控制装置，其特 点是，包括传感器单元，以及与所述传感器单元电连接的电子调速控制器；所述的传感器单元包括设置在液粘调速离合器的液压回路上的多个传感器；所 述的电子调速控制器包括与所述传感器单元的输出端电连接的信号采集模 块；与多种运行模式连接的模式切换信号采集模块；分别与信号采集模块和模 式切换信号采集模块的输出端电连接的CPU控制模块；与所述CPU控制模块的 输出端电连接的比例伺服阀基点调节电路；与所述CPU控制模块控制端和比例 伺服阀基点调节电路的输出端电连接的信号累加单元；与所述信号累加单元的 输出端电连接的V-I变换及电流放大电路；所述V-I变换及电流放大电路的输 出端驱动执行机构比例伺服阀，控制离合器动作。上述面向多种应用的调速离合器的控制装置，其中，还包括一与CPU控制 模块的输出端电连接的颤振信号发生电路，该颤振信号发生电路的输出端与执 行机构比例伺服阀电连接。上述面向多种应用的调速离合器的控制装置，其中，所述的传感器单元包 括设置在液压回路上的位于液粘调速离合器控制油回路的控制油压传感器、 设置在液压回路上的位于液粘调速离合器冷却油回路的滑油压力传感器和滑 油温度传感器、与液粘调速离合器的输入轴连接的输入轴传感器和与液粘调速 离合器的输出轴连接的输出轴传感器；与控制器面板的各功能按钮连接的开关 量传感器。上述面向多种应用的调速离合器的控制装置，其中，所述的信号采集模块 包括输入轴/输出轴转速脉冲信号整形模块、模拟量信号采集模块、开关量信 号采集模块；所述的输入轴/输出轴转速脉冲信号整形模块的输出端通过CPU 控制模块的事件捕捉通道与CPU控制模块连接；所述的模拟量信号采集模块和开关量信号采集模块的输出端分别通过CPU控制模块的A/D通道与CPU控制模 块电连接；所述的模式切换信号采集模块分别采集各运行模式的信号，经切换 后与CPU控制模块电连接。上述面向多种应用的调速离合器的控制装置，其中，所述的CPU控制模块 包括异常状态判断处理单元、模式处理转换单元、不同模式运行控制单元、偏移计算单元、以及定时单元；所述的信号采集模块的输出端与异常状态判断处 理单元的输入端电连接；所述的模式切换信号采集模块的输出端与模式处理转 换单元的输入端电连接；所述的异常状态判断处理单元、模式处理转换单元、6偏移计算单元顺序电连接；所述的模式处理转换单元的输出端与不同模式运行 控制单元的输入端电连接；所述的偏移计算单元的输出端与比例伺服阀基点调节电路的输入端电连接；所述的定时单元的输出端分别与异常状态判断处理单 元、模式处理转换单元、不同模式运行控制单元、偏移计算单元的输入端电连 接；该定时单元输出以lms时间基准的定时分别控制异常状态判断处理单元、 模式处理转换单元、不同模式运行控制单元、偏移计算单元于不同的时间段执 行工作。上述面向多种应用的调速离合器的控制装置，其中，所述的CPU控制模块还包括一参数掉电保存单元和一串口数据处理单元，与偏移计算单元的输出端顺序连接，并与不同模式运行控制单元的输出端电连接。面向多种应用的调速离合器的控制方法，其特点是，包括以下步骤 步骤1、信号采集模块采集控制油压传感器、滑油压力传感器、滑油温度传感器、输入轴传感器、输出轴传感器、以及各功能按钮的开关量传感器的信号，经信号采集模块处理后输出到CPU控制模块；步骤2、 CPU控制模块中的异常状态判断处理单元对各传感器输出的信号 进行状态标志位记录，并对异常状态进行判断和处理；步骤3、 CPU控制模块中的模式处理转换单元接受异常状态判断处理单元 输出的信号，对系统运行过程中各个模式状态之间的转换条件进行判断，并对 相应的标志位进行设置，使各个模式状态之间能够正确的进行转换；步骤4、 CPU控制模块中的不同模式运行控制单元根据模式处理转换单元 输出的模式状态分别采用不同的控制方式驱动比例伺服阀，控制离合器的调速 精度和动态响应速度，实现与柴油机的同步运行。上述面向多种应用的调速离合器的控制方法，其中，还包括步骤5、 CPU 控制模块中的定时单元输出以lms时间基准的定时分别控制所述的异常状态判 断处理单元、模式处理转换单元、不同模式运行控制单元于不同的时间段执行 工作。上述面向多种应用的调速离合器的控制方法，其中，还包括-步骤6、参数掉电保存单元通过对设定参数的掉电保存；实现了对不同电 磁阀的高适应性；禾口/或，步骤7、串口数据处理单元通过对串口接收和发送的数据的处理，达到串 口通讯的目的，实现与上位机的通讯；和/或，步骤8、 CPU控制模块根据处理的不同运行模式输出控制信号到颤振信号发生电路，控制颤振信号发生电路产生颤振信号提供给执行机构比例伺服阀。上述面向多种应用的调速离合器的控制方法，其中，所述的不同模式运行 控制单元根据模式处理转换单元输出的模式状态分别采用不同的控制方式包括轻载调速模式控制和重载调速模式控制，其中所述的轻载调速模式控制的 方法为PID调速方法在螺旋桨转速低于柴油机怠速转速时，釆用PID调速方法 实现无级调速；在柴油机转速高于怠速转速后，采用差值调速法，实现与液粘调 速离合器完全结合，与柴油机实现同步运行；所述的重载调速模式控制的方法 为柴油机转速恒定不变时，液粘调速离合器通过PID调速方法可实现全转速 范围的无级调速。由于本专利技术釆取了以上的技术方案，其产生的技术效果是明显的1、 采用不同模式运行控制单元对轻载调速模式控制和重载调速模式控制 该不同模式运行控制单元以经过优化和改进的抗积分饱和PID算法为核心的， 利用分级步进手段对调速离合器进行控制，既保证了调速控制的灵敏度，又避 免了转速波动和振荡，达到超调量小、调速控制灵敏的目的。2、 不同的比例伺服阀会有不同的I-P特性曲线，其死区大小不同，增益 大小也不同。本专利技术釆用了交互式的控制算法，结合利用比例伺服阀基点调节 电路实时修改相应参数，从而适应不同特性的比例伺服阀。3、本文档来自技高网...

【技术保护点】
面向多种应用的调速离合器的控制装置，其特征在于，包括：　传感器单元，以及与所述传感器单元电连接的电子调速控制器；　所述的传感器单元包括设置在液粘调速离合器的液压回路上的多个传感器；　所述的电子调速控制器包括：　与所述传感器单元的输出端电连接的信号采集模块；　与多种运行模式连接的模式切换信号采集模块；　分别与所述信号采集模块和模式切换信号采集模块的输出端电连接的ＣＰＵ控制模块；　与所述ＣＰＵ控制模块的输出端电连接的比例伺服阀基点调节电路；　与所述ＣＰＵ控制模块控制端和比例伺服阀基点调节电路的输出端电连接的信号累加单元；　与所述信号累加单元的输出端电连接的Ｖ－Ｉ变换及电流放大电路；　所述Ｖ－Ｉ变换及电流放大电路的输出端驱动执行机构比例伺服阀，控制离合器动作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖鹏，王天驰，孙佳，高晓敏，张健，翁建斌，王秋琦，吴凡，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]