[发明专利]一种比例方向阀控制死区的自动识别及补偿方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种船用比例方向阀控制技术领域，更具体的说涉及一种比例方向阀控制死区的自动识别及补偿方法和系统。

背景技术

调距桨可通过调整螺距调整推力大小和方向，因此在船舶推进系统领域得到广泛应用；配置调距桨的船舶推进系统，往往配置液压泵站以驱动桨叶变距。现有调距桨的变距液压回路中执行元件通常采用比例方向阀，调距桨的螺距调节一般采用闭环控制方法通过控制信号控制比例方向阀阀口开度、进而控制液压油流量，从而实现调距桨的螺距调节。

但是，在实际应用中发现，比例方向阀在控制信号零点附近一般都有一定的死区，当控制信号落在死区内时，比例方向阀开口极小甚至不开口，导致调距桨无法实现变距动作。在调距桨控制系统中，这将导致螺距偏离设定值一定范围内无法得到及时的调整，只有当螺距设定值与螺距实际值的偏差达到一定程度、使比例方向阀控制指令大于死区值时，螺距偏差才能得以修正；因此，比例方向阀死区的存在影响了螺距的控制精度，必须采用一定措施获知比例方向阀的死区范围并予以补偿。

在调距桨液压回路中，对比例方向阀死区的测量一般在系统调试阶段，现有一般通过手动改变比例方向阀控制指令来观察调距桨螺距是否变化，通过多次尝试，逐步确定死区值。但是，通过手动改变比例方向阀控制指令的方法存在以下问题：（1）通过多次手动改变比例方向阀控制指令逐渐逼近死区值的方法需要较长的时间，操作繁琐；（2）每个比例方向阀需重复相同的工作以确定其死区值，工作效率低下。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的通过手动改变比例方向阀控制指令确定死区值操作繁琐、工作效率低下等问题，提供一种比例方向阀控制死区的自动识别及补偿方法和系统。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种比例方向阀控制死区的自动识别及补偿方法，包括以下步骤：获取螺距反馈值f；设置螺距设定值C；

接受螺距反馈值f和螺距设定值C，标定螺距设定值C和螺距反馈值f，计算螺距设定值C和螺距反馈值f的差值，设置比例方向阀指令递增值为d、比例方向阀指令递增周期为T、比例方向阀指令递增周期数为n、常数值a，激活比例方向阀控制死区自动识别功能，产生比例方向阀自动识别控制指令u1，确定比例方向阀正向死区值为Eah和比例方向阀反向死区值为Eas，关闭比例方向阀控制死区的自动识别功能开启比例方向阀控制死区自动补偿功能，确定比例方向阀自动补偿控制指令u2；获取比例方向阀自动补偿控制指令u2并输出模拟量控制指令；采用所述模拟量控制指令控制调距桨实现变距动作。

所述标定螺距设定值C和螺距反馈值f，包括：将螺距设置值C标定为-100～100，对应螺距反向最大值到螺距正向最大值，0对应零螺距；将螺距反馈值f标定为-100～100，对应螺距反向最大值到螺距正向最大值，0对应零螺距。

所述激活比例方向阀控制死区自动识别功能、产生比例方向阀自动识别控制指令u1、确定比例方向阀正向死区值为Eah和比例方向阀反向死区值为Eas，包括：激活比例方向阀控制死区自动识别功能，此时屏蔽由闭环控制算法产生的比例方向阀控制指令；比例方向阀自动识别控制指令u1按照u1=n*d的规律递增，即第1个时间周期内比例方向阀控制指令为d，第2个时间周期内为2d，依次类推，在每个时间周期结束之前检测螺距反馈值f在本周期内的变化是否大于a，若大于a，则将当前u1值赋给正向死区值Eah，此时比例方向阀正向死区完成了自动识别；比例方向阀自动识别控制指令u1归零；比例方向阀自动识别控制指令u1按照u1=n*d的规律递减，即第1个时间周期内比例方向阀控制指令为-d，第2个时间周期内为-2d，依次类推，在每个时间周期结束之前检测螺距反馈值f在本周期内的变化是否大于a，若大于a，则将当前u值赋给反向死区值Eas，此时完成了比例方向阀反向死区识别。

所述确定比例方向阀自动补偿控制指令u2，包括：比例方向阀自动补偿控制指令u2按式u=g(C-f)+Eah计算；比例方向阀自动补偿控制指令u2按式u=g(C-f)+Eas计算。