[发明专利]一种用于工程机械合流阀的控制系统及方法

权利要求书

1.一种用于工程机械合流阀的控制系统，其特征在于：包括信号采集模块、控制器模块和执行模块；

信号采集模块，包括两个压力传感器和一个流量传感器，两个压力传感器分别采集合流阀前后的压力，流量传感器采集经过合流阀后的流量；

控制器模块，嵌入AD转换、滤波平均和等比例缩放方法，以及机器学习线性回归算法模型，具有模拟量输入端口供信号采集模块使用，具有模拟量输出端口负责给执行模块输出算法计算后的电流值；

执行模块，指的是被控对象合流阀，通过控制器模块模拟量输出口控制PWM输出相应的电流。

2.使用权利要求1所述的一种用于工程机械合流阀的控制系统的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、信号采集模块采集合流阀的前后压力传感器电压和合流阀后的流量传感器电压；

S2、信号采集模块的模拟电压经过控制器模块的AD转换、滤波平均、等比例缩放得到实际的压力与流量值；

S3、加载目标流量和当前的压力差到训练好的线性回归模型得到理论上的电流值；

S4、将计算得到的理论值输出给执行机构；

S5、采集实际流量与目标流量的差值经过PID算法进行微调，改变电流值；

步骤S3中，线性回归模型的训练及使用方法如下：

T1、根据合流阀的流量Q、压力差P、电流I对应关系参数表，建立训练样本数据集，并对数据进行归一化处理；

T2、以压差P和流量Q组合为线性回归模型的输入x,电流I做线性回归模型的输出y；

T3、利用机器算法库搭建线性回归模型框架；

T4、加载训练集数据来训练模型，根据训练集和测试集的评价分数来判断模型效果是否优秀；

T5、得到训练好的线性回归模型加载部署到控制器模块，需要计算合流阀控制电流时，以输入压差P和流量Q作为模型的输入，通过模型计算得到的电流I就是在压力差为P，合流后流量为Q的情况下需要输出给合流阀的电流。

3.如权利要求2所述的一种用于工程机械合流阀的控制方法，其特征在于：步骤S2中，滤波取平均值算法的公式如下：

其中，mean为滤波取均值的结果，n为信号采集的次数，x_k为第k次采集的数值。

4.如权利要求2所述的一种用于工程机械合流阀的控制方法，其特征在于：步骤S2中，等比例缩放实现信号采集模块电压变量转换为实际压力或流量数值，具体的算法公式如下：

其中，m_pq为转换后压力或流量数值，M_min为传感器测量范围最小的压力或流量值，M_max为传感器测量范围最大的压力或流量值，V_max和V_min分别为传感器的最大电压和最小电压，V_in为采集到的传感器电压值。