CN103699147A - 一种压力预估器控制压力开关的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力预估器控制压力开关的方法，在压力闭环控制器中增加压力预估器和延迟定时器，将对被控对象的压力控制转换为开阀剩余时间控制，由于时间控制的精度远远大于循环检测调整压力的精度，因此使用该方法在不改变现有压力自动控制硬件的情况下，解决了采用常规通断阀无法精确控制压力给定的问题。

Description

一种压力预估器控制压力开关的方法

技术领域

本发明涉及压力预测法在压力闭环控制的应用，主要应用于低成本、高可靠、高准确压力给定控制的设计，具体涉及一种压力预估器控制压力开关的方法。

背景技术

随着航天电子产品、军用电子产品及工业应用领域的发展，压力给定控制的被广泛应用，现有的压力闭环控制一般采用常规通断型电磁阀来进行控制，在控制过程中，若检测到压力到达一定阈值则关闭阀路进而实现简单的压力控制。但是，在实际的控制中，承担控制任务的CPU经常需要处理其它任务，导致不能实时监控压力的变化。

现有的控制压力开关的方法中涉及高压气源、电磁阀、电磁阀驱动机构、压力缓冲罐、压力表和控制器，具体步骤是高压气源对压力缓冲罐进行充气，控制器对压力表的检测的压力值进行采集，通过控制器比较将当前采集到的压力值与目标压力值进行比较，如果没有到达目标压力值则继续充气，到达压力值则控制器控制电磁阀驱动机构断开电磁阀。一般的控制器由CPU或DSP来实现，在实际的控制中，承担控制任务的CPU经常需要处理其它任务，导致不能实时监控压力的变化，出现当前压力到达目标压力时未能及时关闭电磁阀的状况，因此采用常规的通断型电磁阀压力控制方法无法达到精确的压力控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种压力预估器控制压力开关的方法，能够将对被控对象的压力控制转换为时间控制，由于时间控制的精度远远大于循环检测调整压力的精度，因此使用该方法在不改变现有压力自动控制硬件的情况下，解决了采用常规通断阀无法精确控制压力给定的问题。

一种压力预估器控制压力开关的方法，应用于包括高压气源、电磁阀、电磁阀驱动机构、压力缓冲罐、压力表和控制器的压力控制***中，控制器中设置压力预估器和延迟定时器，该方法具体包括下列步骤：

步骤一、控制器对压力数据和时间变换曲线进行拟合；

S11、控制器控制电磁驱动机构打开电磁阀，高压气源对压力缓冲罐进行充气；

S12、控制器按预设频率对压力表检测到的压力数据进行采集，并记录采集时间，并将压力数据和采集时间发送给压力预估器，所述压力预估器根据压力数据和采集时间拟合压力随时间的变化曲线；

步骤二、控制器对电磁阀驱动机构进行控制；

S21、压力预估器根据压力缓冲罐的目标压力和变化曲线，获得目标压力对应的目标时间，并根据当前采集时间和目标时间，获得开阀剩余时间；所述开阀剩余时间即充气达到目标压力时断开电磁阀的时间；

S22、压力预估器将获得的开阀剩余时间设定为延迟定时器的定时时间；

S23、当延迟定时器定时中断时，控制器控制电磁阀驱动机构自动断开电磁阀；

S24、在控制器空闲时，控制器将最新采集的压力数据和采集时间发送给压力预估器，压力预估器根据最新压力数据和时间对变换曲线进行动态修正；

S25、压力预估器根据压力缓冲罐的目标压力和步骤五修正的变化曲线，获得目标压力对应的最新目标时间，并根据当前采集时间和最新目标时间，获得新的开阀剩余时间；

S26、压力预估器将最新的开阀剩余时间设定为延迟定时器的定时时间，令定时器重新计时。

有益效果：

（1）本发明在压力闭环控制器中增加压力预估器和延迟定时器，将对被控对象的压力控制转换为时间控制，由于时间控制的精度远远大于循环检测调整压力的精度，因此，提高了压力控制的精度。

（2）本发明利用延迟定时器的中断实现开阀剩余时间的准确控制，控制器不需要实时的监控压力的状态，延迟定时器中断时会自动断开电磁阀，从而避免了控制器经常处理其它任务而造成的时间延迟，从而提高了压力控制的精度。

（3）本发明中，当控制器空闲时，控制器将最新采集的压力数据和采集时间发送给压力预估器，压力预估对压力随时间的变换曲线进行动态修正，进而获得最新的开阀剩余时间，进一步提高了压力控制精度。

附图说明

图1为本发明应用于压力控制***的示意图；

图2为本发明的压力预估器的算法原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进行详细描述。

一种压力预估器控制压力开关的方法，应用于包括高压气源、电磁阀、电磁阀驱动机构、压力缓冲罐、压力表和控制器的压力控制***中，控制器中设置压力预估器和延迟定时器，如图1所示，该方法具体包括下列步骤：

步骤一、控制器对压力数据和时间变换曲线进行拟合。

S11、控制器控制电磁驱动机构打开电磁阀，高压气源对压力缓冲罐进行充气。

S12、控制器按预设频率对压力表检测到的压力数据pt进行采集，并记录采集时间t，并将压力数据pt和采集时间t发送给压力预估器，所述压力预估器根据压力数据pt和采集时间t拟合压力随时间的变化曲线。

步骤二、控制器对电磁阀驱动机构进行控制。

S21、压力预估器根据压力缓冲罐的目标压力p和变化曲线，获得目标压力对应的目标时间，并根据当前采集时间和目标时间，获得开阀剩余时间time；所述开阀剩余时间time即充气达到目标压力时断开电磁阀的时间。

S22、压力预估器将获得的开阀剩余时间time设定为延迟定时器的定时时间。

S23、当延迟定时器定时中断时，控制器控制电磁阀驱动机构自动断开电磁阀。

本发明在压力闭环控制器中增加压力预估器和延迟定时器，将对被控对象的压力控制转换为时间控制，由于时间控制的精度远远大于循环检测调整压力的精度，因此，提高了压力控制的精度。同时，利用延迟定时器的中断实现开阀剩余时间的准确控制，控制器不需要实时的监控压力的状态，延迟定时器中断时会自动断开电磁阀，从而避免了控制器经常处理其它任务而造成的时间延迟，从而提高了压力控制的精度。

S24、在控制器空闲时，控制器将最新采集的压力数据和采集时间发送给压力预估器，压力预估器根据最新压力数据和时间对变换曲线进行动态修正；

S25、压力预估器根据压力缓冲罐的目标压力和步骤五修正的变化曲线，获得目标压力对应的最新目标时间，并根据当前采集时间和最新目标时间，获得新的开阀剩余时间。

本发明中，当控制器空闲时，控制器将最新采集的压力数据和采集时间发送给压力预估器，压力预估器对压力随时间的变换曲线进行动态修正，进而获得最新的开阀剩余时间，进一步提高了压力控制精度。

S26、压力预估器将最新的开阀剩余时间设定为延迟定时器的定时时间，令定时器重新计时。

本发明的压力预估器由纯软件实现，现代控制工业计算机或嵌入式***CPU或DSP一般均能够提供该预估器的算法消耗时间的支持。因此使用该方法在不改变现有压力自动控制硬件的情况下，解决了采用常规通断阀无法精确控制压力给定的问题。本发明消耗了一个定时器资源，该定时器可以用原有定时功能复用实现，因此该方法不会增加硬件成本。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种压力预估器控制压力开关的方法，应用于包括高压气源、电磁阀、电磁阀驱动机构、压力缓冲罐、压力表和控制器的压力控制***中，其特征在于，控制器中设置压力预估器和延迟定时器，该方法具体包括下列步骤：

步骤一、控制器对压力数据和时间变换曲线进行拟合；

S11、控制器控制电磁驱动机构打开电磁阀，高压气源对压力缓冲罐进行充气；

S12、控制器按预设频率对压力表检测到的压力数据进行采集，并记录采集时间，并将压力数据和采集时间发送给压力预估器，所述压力预估器根据压力数据和采集时间拟合压力随时间的变化曲线；

步骤二、控制器对电磁阀驱动机构进行控制；

S21、压力预估器根据压力缓冲罐的目标压力和变化曲线，获得目标压力对应的目标时间，并根据当前采集时间和目标时间，获得开阀剩余时间；所述开阀剩余时间即充气达到目标压力时断开电磁阀的时间；

S22、压力预估器将获得的开阀剩余时间设定为延迟定时器的定时时间；

S23、当延迟定时器定时中断时，控制器控制电磁阀驱动机构自动断开电磁阀；

S24、在控制器空闲时，控制器将最新采集的压力数据和采集时间发送给压力预估器，压力预估器根据最新压力数据和时间对变换曲线进行动态修正；

S25、压力预估器根据压力缓冲罐的目标压力和步骤五修正的变化曲线，获得目标压力对应的最新目标时间，并根据当前采集时间和最新目标时间，获得新的开阀剩余时间；

S26、压力预估器将最新的开阀剩余时间设定为延迟定时器的定时时间，令定时器重新计时。

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