一种自动定位控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于控制技术领域，更具体地，涉及一种自动定位控制方法。
【背景技术】
[0002] 位置控制或者说定位控制在生产过程中被广泛的应用。而快速、准确的位置控制 往往是基于反馈的概念，反馈理论的核心包括四个部分，给定、反馈测量、比较和执行。标准 的控制流程图如图1所示，其控制过程为：根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比 较系统测量值与给定值之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。在反馈控制系统 中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者 组成一个闭合的回路。图中带叉号的圆圈为比较环节，用来将给定值与测量值相减，给出偏 差信号。偏差信号经过调节器进行运算，运算结果由执行器驱动相应的被控元件。被控元 件动作影响被控对象，经过采集被控对象的数据由变送器产生相应的测量信号反馈至系统 完成整个闭环过程。
[0003] 在工业领域，利用三位四通电磁阀作为执行器对使用液压驱动的设备进行定位控 制是一种快速、准确、经济的手段。三位四通电磁阀是一种用于与油缸配合，控制油缸活塞 杆位置的电磁阀。它有四个油口，分别是进油口 P，回油口 T，输出A 口，输出B 口。有三个 工作位状态，分别为正向工作位、锁定位和负向工作位。它有两个电磁阀，当A电磁阀得电， 控制阀为正向工作位，此时P 口与A 口接通，T 口与B 口接通，推动油缸的活塞杆向一个方 向移动；当B电磁阀得电，控制阀为负向工作位，此时P 口与B 口接通，T 口与A 口接通，推 动油缸的活塞杆向相反方向移动；当A、B电磁阀都断电，控制阀为锁定位，四个口都不通， 油缸的活塞杆停止移动。
[0004] 误差开关控制器控制三位四通电磁阀是定位控制的重要手段之一。误差开关控 制器在靠近给定值附近形成一个调节死区，设定一个正偏移值作为死区上限值，负偏移值 作为死区下限值。位置误差在上限和下限值之间时定义为死区内，否则定义为死区外。当 误差大于死区上限值时，输出为+1 ;当误差小于死区下限值时，输出为-1 ;当误差在死区内 时，输出为〇。因输出的状态可由误差来控制，所以称作误差开关控制器。误差开关控制器 的控制框图如图2所示，其数据模型如下
[0005] 式中，输出为E(k)，位置偏差为e(k)，死区上限值eO可调。当E(k) =+1时，A电 磁阀得电，当E (k) = -1时，B电磁阀得电，当E (k) = 0时，A、B电磁阀都断电。
[0006] 比如一个定位设备系统，当前位置S(如图2粗线表示运动曲线）在定位点的下 侦1|，距离定位点为100mm，死区值e。为1mm。规定设备向上方向移动为正向（A电磁阀得电）， 向下方向移动为负向（B电磁阀得电），定位点坐标为0,下侧为负，此时位置S为-100。要 求设备移动到定位点。
[0007] 系统这样工作，位置误差e(k) = 0-(-100) = 100>1，误差控制器输出为+1，A电 磁阀得电，设备向上方向移动，位移传感器实时测量位置值S，当位置误差|e(k) |〈1，A电磁 阀断电，设备停止移动，定位完成。
[0008] 仔细分析上述控制策略，当位置误差|e(k) |〈1，A电磁阀断电，但A 口关断有一定 的延时，设备会有一个惯性停止距离ei (图2粗虚线表示），如^为2. 2_，那么当位置误差 大于-1时，即e(k) = 1-(2.2) =-1. 1〈-1，误差开关控制器输出为-1，B电磁阀得电，设备 向下方向移动，当位置误差|e (k) I〈1，B电磁阀断电，但它也同样存在惯性问题，这样设备 来回移动，造成设备在定位点附近振荡，极容易损坏设备。为了防止这种振荡产生，不得不 人为调大e。到1. 2,让定位系统恢复正常工作。但可以看出，它是通过降低定位精度来实现 的。^往往是通过多次的现场调试获得，但e c与液压系统和机械设备的工况有着很大的关 系，一次检修或者长期的运行会使得液压系统和机械设备的工况发生变化从而原来合适的 e。变得不再可用。此时振荡又不可避免的发生了，只有再降低定位精度。这种振荡在实际 应用中会经常发生，造成定位精度不断降低。
【发明内容】
[0009] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种自动定位控制方法，其 目的在于利用误差开关控制器控制三位四通电磁阀实现设备的定位控制，由此解决定位振 荡和定位精度不高的问题。
[0010] 为了实现上述目的，本发明提供了一种自动定位控制方法，所述方法利用误差开 关控制器控制三位四通电磁阀实现设备的定位控制，控制过程分为两个阶段，其中：
[0011]当位置误差值在门槛外时为第一阶段，该阶段系统按照误差开关控制器动作，即： 电磁阀得电控制设备向目标点移动，所述电磁阀为控制设备向目标点方向移动的电磁阀；
[0012] 当位置误差值在门槛内且在死区外时，系统按照时控控制器动作，即：所述电磁阀 断电第一时间t。后，得电第二时间t i，然后再断电第一时间t。后，再得电第二时间t i，这个 过程周期进行；且在t。时间内实时比较位置误差值与死区门限值，当位置误差值小于死区 门限值时，所述电磁阀断电，设备停止移动。
[0013] 在本发明的一个实施例中，在所述第二阶段使所述三位四通电磁阀在半流量状态 工作。
[0014] 在本发明的一个实施例中，所述第二时间L小于t，所述^为电磁阀开通时从0 流量到最大流量的时间。
[0015] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0016] 1、通过本发明方法，当位置误差值在门槛内且在死区外时，通过间断性对电磁阀 得电与断电的控制，使得设备以步进的方式向目标点靠近；当进入死区后，电磁阀断电，从 而使设备稳定向目标点靠近，避免了现有技术中由于惯性移动距离使得设备在死区内不断 振荡的问题，并且提高了定位精度；
[0017] 2、进一步的，当位置误差值在门槛内且在死区外时，所述三位四通电磁阀在半流 量状态工作，使得设备在移动时的惯性移动距离较小，从而避免了因惯性造成的震荡问题， 并且提尚了定位精度。
【附图说明】
[0018] 图1是反馈控制流程示意图；
[0019] 图2是误差开关控制器的控制示意图；
[0020] 图3所示为本发明定位控制方法示意图；
[0021] 图4所示为本发明方法中第一阶段阀流量V、位置S与时间t的关系；
[0022] 图5所示为本发明方法中第二阶段阀流