一种被控气动回路的气体压力控制方法、装置及系统和设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种被控气动回路的气体压力控制方法、装置及系统和设备。该方法包括：检测被控气动回路的设定压力是否变化，若是，则将当前时刻的控制阶段设置为第一控制阶段，若否，则保持上一时刻的控制阶段；若为第一控制阶段，则判断被控气动回路的末端压力是否大于第一压力阈值，若是，则将下一时刻的控制阶段设置为第二控制阶段；并将该末端压力作为PID控制的计算用压力；若为第二控制阶段，则判断该始端压力与末端压力之差是否小于第二预设阈值，若是，则将下一时刻的控制阶段设置为第三控制阶段；并将预测压力作为PID控制的计算用压力；若为第三控制阶段，则将该末端压力作为PID控制的计算用压力。实现气体压力快速稳定控制。定控制。定控制。

【技术实现步骤摘要】
一种被控气动回路的气体压力控制方法、装置及系统和设备


[0001]本专利技术涉及一种被控气动回路的气体压力控制方法、装置及系统和设备。

技术介绍

[0002]自动化生产现场有很多使用气体恒定压力控制的环节。在压力控制系统中，置于压力驱动器之后的气路和负载，通常可以称为被控气动回路。在对压力控制系统的被控气动回路进行气体压力控制时，通过压力传感器将被控气动回路的始端或者末端的气体压力反馈至压力控制器，由压力控制器根据上位机的设定压力和压力传感器反馈的气体压力，对压力驱动器进行控制，采用闭环反馈控制方法实现被控气动回路的气体压力的精确测量和精准控制。上述被控气动回路的始端可以是被控气动回路的输入端，即压力驱动器的末端；而上述被控气动回路的末端可以是被控气动回路中靠近负载的位置，既可以是位于负载内部，也可以是位于靠近被控负载的前端或后端的位置。上述被控气动回路的始端的气体压力可以称为被控气动回路的始端压力，上述被控气动回路的末端的气体压力可以称为被控气动回路的末端压力。

技术实现思路

[0003]专利技术人发现，由于压力驱动器与被控气动回路的负载不在同一位置，若压力驱动器与负载距离远、被控气动回路的气路较为复杂或者负载的腔室过大，则压力控制过程中压力驱动器与负载之间存在压差，负载处存在响应滞后的现象。若压力传感器安装在被控气动回路的始端，由于压力驱动器与负载之间压差的存在，压力驱动器达到设定压力时，负载尚未到达设定压力，之后负载处会缓慢到达设定压力，造成气体压力稳定所需时间较长。而若压力传感器安装在被控气动回路的末端，则由于负载处的响应滞后现象，在气体压力接近设定压力时，负载处压力容易出现波动现象，也会造成气体压力稳定所需时间变长。为了至少部分地解决现有技术存在的被控气动回路的气体压力稳定所需时间过长的技术问题，专利技术人做出本专利技术，通过具体实施方式，提供的技术方案如下：
[0004]作为本专利技术实施例的第一个方面，本专利技术提出了一种被控气动回路的气体压力控制方法，包括：
[0005]检测被控气动回路的设定压力是否变化，若是，则将当前时刻的控制阶段设置为第一控制阶段，若否，则保持上一时刻的控制阶段；
[0006]若当前时刻的控制阶段为第一控制阶段，则判断所述被控气动回路的末端压力是否大于第一压力阈值，若是，则将下一时刻的控制阶段设置为第二控制阶段；并将被控气动回路的末端压力作为PID控制的计算用压力；
[0007]若当前时刻的控制阶段为第二控制阶段，则判断所述被控气动回路的始端压力与所述被控气动回路的末端压力之差是否小于第二预设阈值，若是，则将下一时刻的控制阶段设置为第三控制阶段；并将被控气动回路的预测压力作为PID控制的计算用压力；
[0008]若当前时刻的控制阶段为第三控制阶段，则将所述被控气动回路的末端压力作为
PID控制的计算用压力。
[0009]在一个或一些可选的实施例中，所述预测压力是通过下述方式更新得到：
[0010]按照预设的采样周期获取所述始端压力和所述末端压力；
[0011]根据所述始端压力和所述末端压力，确定第一压力预测变量；
[0012]基于预设数组中各数据位的在先确定的预测压力，采用最小二乘法确定第二压力预测变量；
[0013]根据所述第一压力预测变量和所述第二压力预测变量，确定更新后的所述预测压力。
[0014]在一个或一些可选的实施例中，所述根据所述第一压力预测变量和所述第二压力预测变量，确定更新后的所述预测压力，包括：
[0015]基于所述第一压力预测变量和所述第二压力预测变量，确定第三压力预测变量；
[0016]判断所述第三压力预测变量是否大于所述始端压力和所述末端压力；
[0017]若是，则基于所述始端压力和末端压力，确定更新后的所述预测压力；
[0018]若否，则基于所述第三压力预测变量，确定更新后的所述预测压力。
[0019]在一个或一些可选的实施例中，所述预设数组包括预设数量的多个数据位，每个数据位装入一个在先确定的预测压力；
[0020]所述预设数组中各数据位的在先确定的预测压力通过下述方式得到：
[0021]将更新后的所述预测压力装入所述预设数组中的首个数据位，并将所述预设数组中的在前的数据位的预测压力依次更新到在后的数据位中；
[0022]或，将更新后的所述预测压力装入所述预设数组中的最后一个数据位，并将所述预设数组中的在后的数据位的预测压力依次更新到在前的数据位中。
[0023]在一个或一些可选的实施例中，所述检测被控气动回路的设定压力是否变化，包括：
[0024]基于在先接收到的多个设定压力的压力信号值，确定所述被控气动回路的设定压力是否变化。
[0025]在一个或一些可选的实施例中，所述的被控气动回路的气体压力控制方法，还包括：
[0026]若确定被控气动回路的设定压力变化，则根据变化后的所述设定压力确定所述第一压力阈值。
[0027]在一个或一些可选的实施例中，所述的被控气动回路的气体压力控制方法，还包括根据下述方式判断当前时刻的控制阶段：
[0028]判断当前时刻的控制阶段是否为第一控制阶段，若否，则判断当前时刻的控制阶段是否为第二控制阶段，若均否，则确定当前时刻的控制阶段为第三控制阶段。
[0029]在一个或一些可选的实施例中，所述的被控气动回路的气体压力控制方法，还包括：
[0030]若当前时刻的控制阶段为第一控制阶段，且所述被控气动回路的末端压力不大于所述第一压力阈值，则下一时刻的控制阶段保持第一控制阶段；
[0031]若当前时刻的控制阶段为第二控制阶段，且所述被控气动回路的始端压力与被控气动回路的末端压力之差不小于第二预设阈值，则下一时刻的控制阶段保持第二控制阶
段。
[0032]在一个或一些可选的实施例中，所述的被控气动回路的气体压力控制方法，还包括：
[0033]在上电初始状态，将初始时刻的控制阶段设置为第三控制阶段。
[0034]在一个或一些可选的实施例中，所述的被控气动回路的气体压力控制方法，还包括：根据所述PID控制的计算用压力，通过下述公式进行计算，得到当前时刻的控制量输出信号：
[0035][0036]式中，error(k)＝A
‑
B；
[0037]其中，U(k)表示当前时刻的控制量输出信号；error(k)表示当前时刻的预测误差；k表示当前时刻；P为比例参数；I为积分参数；D为微分参数；A为设定压力，B为计算用压力，且所述计算用压力为所述末端压力、所述预测压力或所述始端压力。
[0038]在一个或一些可选的实施例中，所述的被控气动回路的气体压力控制方法，还包括：判断所述当前时刻的控制量输出信号的值是否处于第一预设输出阈值与第二预设输出阈值之间；所述第一预设输出阈值小于所述第二预设输出阈值；
[0039]若是，则输出所述当前时刻的控制量输出信号；
[0040]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种被控气动回路的气体压力控制方法，其特征在于，包括：检测被控气动回路的设定压力是否变化，若是，则将当前时刻的控制阶段设置为第一控制阶段，若否，则保持上一时刻的控制阶段；若当前时刻的控制阶段为第一控制阶段，则判断所述被控气动回路的末端压力是否大于第一压力阈值，若是，则将下一时刻的控制阶段设置为第二控制阶段；并将被控气动回路的末端压力作为PID控制的计算用压力；若当前时刻的控制阶段为第二控制阶段，则判断所述被控气动回路的始端压力与所述被控气动回路的末端压力之差是否小于第二预设阈值，若是，则将下一时刻的控制阶段设置为第三控制阶段；并将被控气动回路的预测压力作为PID控制的计算用压力；若当前时刻的控制阶段为第三控制阶段，则将所述被控气动回路的末端压力作为PID控制的计算用压力。2.根据权利要求1所述的被控气动回路的气体压力控制方法，其特征在于，所述预测压力是通过下述方式更新得到：按照预设的采样周期获取所述始端压力和所述末端压力；根据所述始端压力和所述末端压力，确定第一压力预测变量；基于预设数组中各数据位的在先确定的预测压力，采用最小二乘法确定第二压力预测变量；根据所述第一压力预测变量和所述第二压力预测变量，确定更新后的所述预测压力。3.根据权利要求2所述的被控气动回路的气体压力控制方法，其特征在于，所述根据所述第一压力预测变量和所述第二压力预测变量，确定更新后的所述预测压力，包括：基于所述第一压力预测变量和所述第二压力预测变量，确定第三压力预测变量；判断所述第三压力预测变量是否大于所述始端压力和所述末端压力；若是，则基于所述始端压力和末端压力，确定更新后的所述预测压力；若否，则基于所述第三压力预测变量，确定更新后的所述预测压力。4.根据权利要求3所述的被控气动回路的气体压力控制方法，其特征在于，所述预设数组包括预设数量的多个数据位，每个数据位装入一个在先确定的预测压力；所述预设数组中各数据位的在先确定的预测压力通过下述方式得到：将更新后的所述预测压力装入所述预设数组中的首个数据位，并将所述预设数组中的在前的数据位的预测压力依次更新到在后的数据位中；或，将更新后的所述预测压力装入所述预设数组中的最后一个数据位，并将所述预设数组中的在后的数据位的预测压力依次更新到在前的数据位中。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的被控气动回路的气体压力控制方法，其特征在于，所述检测被控气动回路的设定压力是否变化，包括：基于在先接收到的多个设定压力的压力信号值，确定所述被控气动回路的设定压力是否变化。6.根据权利要求5所述的被控气动回路的气体压力控制方法，其特征在于，还包括：若确定被控气动回路的设定压力变化，则根据变化后的所述设定压力确定所述第一压力阈值。7.根据权利要求1
‑
4任一项所述的被控气动回路的气体压力控制方法，其特征在于，还<...

【专利技术属性】
技术研发人员：马清海，杨亚飞，吴丹，郑利英，崔旭，
申请(专利权)人：SMC北京制造有限公司SMC天津制造有限公司SMC株式会社，
类型：发明
国别省市：