[发明专利]一种智能可编程式轴向柱塞泵控制器和控制方法

说明书

本发明提出了一种智能可编程式轴向柱塞泵控制器和控制方法，属于智能液压元件领域。该控制器包括传感器组、控制板、以及安装在控制板上的ARM芯片、RISC‑V芯片、信号采集模块、滤波模块、电荷放大器、功率放大器、模式选择模块、显示模块和云存储模块；所述的控制板上还设有若干外部接口，可通过ARM芯片控制液压泵变量活塞腔内流量的大小及斜盘摆角大小，达到轴向柱塞泵的压力、流量、功率的自动复合控制，同时可通过检测液压泵的出口压力、斜盘摆角及泵壳体上振动等信号，基于RISC‑V芯片对液压泵的状态进行监测识别，针对液压泵的常见故障进行判断，并将判断结果传输给ARM芯片，实现了液压泵的预测性维护。

技术领域

本发明涉及智能液压元件领域，尤其是针对液压泵开发了一种智能可编程式轴向柱塞泵控制器和控制方法。

背景技术

近些年来随着液压行业的逐渐发展，作为液压动力元件，液压变量泵的需求也逐渐向多样化、高性能化的方向发展。传统的液压泵采取机械变量结构，结构复杂，且存在恒功率控制精度不足等问题。液压泵在发生故障时，通常是渐变过程，故障累积到一定程度才会产生破坏，如果能在液压泵发生损伤时进行停机更换元器件，将会节省成本，提高工程效率。同时随着计算机控制技术和机器学习算法的飞速发展，流体传动领域将从基础元件到整机系统都朝着自动化、智能化和集成化控制方向发展。

发明内容

为了克服传统液压泵机械变量机构结构复杂，响应时间长，精度低等缺陷，本发明基于ARM芯片和RISC-V芯片开发了一种智能可编程式轴向柱塞泵控制器和控制方法，采用双芯片设计的方式，基于ARM芯片实现对液压泵变量机构(泵内斜盘)的高精度控制，基于RISC-V芯片实现对液压泵工作状况监测和故障诊断，实现液压泵流量、压力、功率的复合控制。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的其中一个目的在于提供一种智能可编程式轴向柱塞泵控制器，包括传感器组、控制板、以及安装在控制板上的第一芯片、第二芯片、第一信号采集模块、第二信号采集模块、滤波模块、电荷放大器、功率放大器、模式选择模块、显示模块和云存储模块；所述的控制板上还设有若干外部接口；

所述传感器组输出的角度信号和压力信号经滤波模块处理后送至第一信号采集模块，传感器组输出的振动信号经电荷放大器处理后送至第二信号采集模块；

所述的第一芯片为ARM芯片，所述ARM芯片与第一信号采集模块连接，ARM芯片对采集信号处理后输出控制信号，所述控制信号经功率放大器后作用于控制轴向柱塞泵内斜盘摆角的比例电磁铁；

所述的第二芯片为RISC-V芯片，所述RISC-V芯片连接第一信号采集模块和第二信号采集模块，RISC-V芯片与ARM芯片之间通过内部通讯模块实现通讯；

所述的模式选择模块连接ARM芯片，用于选择柱塞泵控制器的工作方式，包括手动模式或自动模式；所述的显示模块用于显示柱塞泵的工作状态参数；所述的云存储模块与RISC-V芯片和第二信号采集模块连接。

本发明的另一个目的在于提供一种基于上述的智能可编程式轴向柱塞泵控制器的控制方法，包括：

当轴向柱塞泵工作时，通过角度传感器、压力传感器、振动传感器实时获取泵内斜盘角度信号、泵口压力信号、泵壳振动信号；将泵内斜盘角度信号、泵口压力信号进行滤波处理后存储至第一信号采集模块中；将泵壳振动信号进行电荷放大器处理后存储至第二信号采集模块中；