專利名稱：二方向二速定位控制方法
技術領域：
本發明涉及一種二方向二速定位控制方法。
背景技術：
在冶金工廠中廣泛存在有設備的定位控制要求，例如入口鋼巻小車的 鋼巻高度升高至開巻機中心高度的定位控制，側導板的寬度調整定位控 制，矯直機的輥子插入深度的調整定位控制等，上述用來進行定位控制的 執行機構為通/斷式閥門或正反轉不調速的電機，此類設備進行定位控制 時有兩個相反的方向，例如打開和關閉，且控制過程中有兩種固定的速度， 故稱其為二方向二速通斷輸出的控制。這里用來進行定位控制的執行機構 要求在"打開、關閉"二個方向上分別有"高速、低速"二種由機械設備 決定的固定速度輸出，同時還要求配有設備實際位置的檢測裝置。為了在 控制時確定設備的"打開、關閉"移動方向，必須對實際位置的檢測裝置 的極性進行定義，其要求如圖l所示，即當設備在"打開"方向移動時，
檢測到的實際位置值要求變大；在"關閉"方向移動時，檢測到的實際位
置值要求變小。
二方向二速定位控制的原理如圖2所示，其控制過程如下
在圖2中，設備現在處于A點，要求設備定位至0點，即實際位置值
比目標位置值大，位置偏差值為正，故要求設備在關閉方向動作。具體的
控制過程為設備先在關閉方向以高速移動至B點，然后切斷高速命令，改成低速關閉命令，至C點后切斷低速關閉命令，使設備在慣性作用下繼
續移動至D點，最終設備停止移動。最佳的定位控制要求是使D點與0 點重合，這時定位偏差為零。
從圖2中還可知，該定位控制方法的關鍵點是4個判斷速度切斷的距 離參數，即切斷高速打開值OPNhigh、切斷低速打開值OPNlow、切斷高速 關閉值CLShigh和切斷低速關閉值CLSlow。這4個參數的選擇正確與否 決定了定位控制的精度和定位控制完成所需的時間。如果高速切斷值取得 過大，則會使設備處于低速行運的時間變長，從而造成定位時間拉長。但 如果高速切斷值取得過小，則會使設備無低速行運或低速行運時間太短， 從而造成定位超過目標位置。另外如果低速切斷值取得過大或過小，則會 使D點大大偏離0點，造成設備定位控制精度的低下。故定位控制的精度 取決于切斷低速打開值0PNlow和切斷低速關閉值CLSlow這2個控制參數 的正確選擇，定位控制所需的時間取決于切斷高速打開值OPNhigh和切斷 高速關閉值CLShigh這2個控制參數的正確選擇，然而它們卻取決于設備 的機械常數和控制特性，如磨擦阻力，總的慣量等。
在傳統的定位控制系統中，為了獲得與設備機械相關的這些參數，在 現場調試時要由具有豐富工程經驗的技術人員進行調試，通過使用控制參 數嘗試的辦法，經大量試運轉，化費大量的時間后，才能摸索到較正確的 控制參數，其調試效果好壞取決于調試人員的經驗和對被控對象的熟悉程 度。另外，由于沒有自適應控制功能，當設備參數發生變化時，如磨擦阻 力或慣量變化時，也不能跟著調整控制參數，不能使系統一直處于最佳控 制狀態。此外，當機械中存在間隙時，由于不具備消除機械間隙的功能，導致定位控制精度較低。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種二方向二速定位控制方法，它能 通過設備實際運行，自動識別定位控制系統的四個控制參數，提高控制精
度。另外，它還能根據實際設備工作狀態，對這4個參數進行自適應控制，
還能消除機械間隙和防止輸出在快速和慢速之間以及慢速和停止之間頻 繁切換，從而達到最佳位置控制精度和最短定位時間的目的。
為解決上述技術問題，該方法通過以下步驟自動識別4個判斷速度切換 和方向的參數值。為了在參數識別過程中讓設備移動，先人工指定設備能 夠移動的任意一個足夠大的區域范圍，即指定l個打開位置OPNpos和l個關 閉位置CLSpos,在參數識別過程中設備在此2個位置之間移動，另有由工藝 確定的定位精度值DS—0K，具體步驟如下
步驟l:設備從現在位置移動至參數測量時指定的打開位置OPNpos，即 把設備移動至參數測量的初始位置；
步驟2:設備從現在位置開始關閉，并只以高速關閉移向指定的關閉位 置CLSpos，當離目標位置的剩余距離小于定位精度值DS—0K時，便切斷高速 輸出，并且同時開始測量設備在慣性作用下至停止時的移動距離，此移動 距離值的1.2倍即為測量到的高速關閉切斷值CLShigh供以后控制時使用；
步驟3:設備從現在位置開始打開，并只以高速打開移向指定的打開位 置0PNpos，當離目標位置的剩余距離小于定位精度值DS—OK時便切斷高速輸 出，并且同時開始測量設備在慣性作用下至停止時的移動距離，此移動距 離值的1.2倍即為測量到的高速打開切斷值0PNhigh供以后控制時使用；步驟4:設備從現在位置開始關閉，并先以高速關閉移向指定的關閉位
置CLSpos，當離目標位置的剩余距離小于步驟2中的切斷高速關閉值 CLShigh時便切斷高速輸出，改成低速關閉輸出，當離目標位置的剩余距離 小于定位精度值DS—OK時切斷低速輸出，并且同時開始測量設備在慣性作用 下至停止時的移動距離，此移動距離值即為測量到的低速關閉切斷值 CLSlow供以后控制時使用；
步驟5:設備從現在位置開始打開，并先以高速打開移向指定的打開位 置0PNpos，當離目標位置的剩余距離小于步驟3中的0PNhigh值時切斷高速 輸出，改成低速打開輸出，當離目標位置的剩余距離小于定位精度值DS—OK
時切斷低速輸出，并且同時開始測量設備在慣性作用下至停止時的移動距 離，此移動距離值即為測量到的低速關閉切斷值OPNlow供以后控制時使用。 至此，4個用作判斷速度切斷的參數值全部識別完畢。
該方法還能對這4個判斷速度切斷值在運行過程中進行自適應調整，具 體步驟如下
步驟l:在定位控制時設備要求移向目標位置，這時要根據現在位置
值與目標位置值的差決定移動方向，如果現在位置值大于目標位置值，則 決定輸出高速關閉命令，當離目標位置的剩余距離小于切斷高速關閉值
CLShigh時便切斷高速輸出，改成低速關閉輸出，當離目標位置的剩余距 離小于切斷低速關閉值CLSlow時切斷低速輸出，并同時開始測量設備在 慣性作用下至停止時的移動距離，然后計算前3次和本次在內的4次測量 值的算術平均值，最終的低速關閉切斷值的自適應結果為新的切斷低速 關閉值為0. 4倍的原切斷低速關閉值與0. 6倍的上述4次測量值的算術平均值之和；
步驟2:在完成低速關閉自適應后，對高速關閉值進行自適應。如果切 斷高速關閉值CLShigh大于5倍的切斷低速關閉值(即54CLSlow),則新的 切斷高速關閉值等于5倍的原切斷低速關閉值，g卩CLShigh = 5*CLS10W;如 果切斷高速關閉值CLShigh小于2倍的切斷低速關閉值GP2*CLS10W)，則新 的切斷高速關閉值等于2倍的原切斷低速關閉值，g卩CLShigh = 2*CLSlow;
步驟3:在定位控制時設備要求移向目標位置，根據現在位置值與目 標位置值的差決定移動方向，如果現在位置小于目標位置，則決定輸出高 速打開命令，當離目標位置的剩余距離小于切斷高速打開值OPNhigh時便 切斷高速輸出，改成低速打開輸出，當離后標位置的剩余距離小于切斷低 速打開值0PNlow時切斷低速輸出，并同時開始測量設備在慣性作用下至 停止時的移動距離，然后計算前3次和本次在內的4次測量值的算術平均 值，最終的切斷低速打開值的自適應結果新的切斷低速打開值等于0. 4 倍的原切斷低速打開值與0. 6倍的上述4次測量值的算術平均值之和；
步驟4:在完成低速打開自適應后，對高速打開值進行自適應。如果高 速打開切斷值大于5倍的切斷低速打開值，g卩OPNhigh > 5*0PNlow，則新的 切斷高速打開值等于5倍的原切斷低速打開值，即0PNhigh = 5*0PNlow;如 果高速打開切斷值小于2倍的切斷低速打開值，即OPNhigh < 2*0PNlow，則 新的切斷高速打開值等于2倍的原切斷低速打開值，即0PNhigh = 2氺0PNlow 。
至此，4個用作判斷速度切斷值的自適應調整工作完畢。 該方法還具有消除機械間隙的功能，機械間隙值是由機械設備決定的固定值，分以下幾種情況
(1)在定位控制時設備要求移向目標位置，根據現在位置值與目標位 置值的差決定移動方向，如果現在位置值小于目標位置值，則要求輸出打 開方向的速度命令，如果消除機械間隙控制要求設備最終的移動方向同樣 為打開方向，貝U:
如果當離目標位置的剩余移動距離大于2. 4倍的機械間隙值時，則按正 常定位控制，進行打開方向的移動控制，至要求目標位置為止。這種方式
見圖4中的例4， A點至E點的距離大于2.4倍的機械間隙值，控制時設備可直
接打開至目標位置E點；
如果當離目標位置的剩余移動距離小于2. 4倍的機械間隙值，則先在相 反方向移動，即關閉方向移動，使剩余移動距離大于2.4倍的機械間隙值， 再停止關閉移動，然后才可按正常定位控制進行打開方向的移動控制，至 要求目標位置為止。這種方式如圖4中的例5， A點至F點的距離小于2.4倍 的機械間隙值，這時先關閉至K點，使A點與K點的距離大于2.4倍的機械間 隙值，然后再在打開方向移動控制，至要求目標位置F點為止；
(2 )如果現在位置值小于目標位置值，則要求輸出打開方向速度命令， 但如果與消除機械間隙控制要求設備最終移動的方向相反時，即要求為關 閉方向時，則先在打開方向移動，至位置值為目標位置值與2.4倍的機械間 隙值之和為止，其目的是使設備打開過頭，以便最終進行關閉方向移動。 當設備位置到達此位置后便停止打開，然后按正常定位控制，進行關閉方 向移動，至要求的目標位置時為止，這種方式如圖4中的例6，先從A點打 開至G點，G點的設定位置值為目標位置值與2.4倍的機械間隙值之和，當到達G點后，再關閉至最終定位目標H點；
(3) 在定位控制時設備要求移向目標位置，這時要根據現在位置值與
目標位置值的差決定移動方向，如果現在位置值大于目標位置值，則要求 輸出關閉方向的速度命令，如果消除機械間隙控制要求設備最終的方向同
樣也為關閉方向，貝IJ:
如果當剩余移動距離大于2. 4倍的機械間隙值，則按正常定位控制進行 關閉方向移動控制，至要求目標位置為止，這種方式如圖4中的例1， A點至 B點的距離大于2.4倍的機械間隙值，控制時設備可直接關閉至目標位置B 點；
如果當剩余移動距離小于2.4倍的機械間隙值，則先在相反方向，即打 開方向移動，使剩余移動距離大于2.4倍指定的機械間隙值，然后停止打開 移動，再按正常定位控制進行關閉方向上的移動控制，至要求目標位置為 止。這種方式如圖4中的例2， A點至C點的距離小于2.4倍的機械間隙值，這 時先打開至M點，使A點與M點的距離大于2.4倍的機械間隙值，然后再在關 閉方向移動控制，至要求目標位置C為止；
(4) 在定位控制時設備要求移向目標位置，這時要根據現在位置值與 目標位置值的差決定移動方向，如果現在位置值大于目標位置值，則要求 輸出關閉方向的速度命令，但如果消除機械間隙控制要求設備最終的移動 方向為相反，即為打開方向時，則先在關閉方向移動，使設備位置值為目 標位置值與2.4倍的機械間隙值之差為止，其目的是使設備關閉過頭，以便 最終進行打開方向移動。當到達此位置值后，停止關閉移動，然后按正常 定位控制，按要求的目標位置值進行打開方向上的移動控制，至要求目標位置為止。這種方式如圖4中的例3，先從A點關閉至N點，N點的設定位置值 為目標位置值與2.4倍的機械間隙值之差，當到達N點后，再打開至最終定 位目標位置D點。至此，無論目標位置與實際位置相對關系如何，都能確保 設備最終是在消除機械間隙控制要求的方向上結束定位工作，且移動的距 離足夠大，克服了機械的間隙。
該方法還具有防止輸出在快速和慢速之間以及慢速和停止之間頻繁切 換功能，當在快速、慢速和停止之間切換時，設置一個"磁滯區"，這個 "磁滯區"的寬度為O. 05倍的切斷值。它通過進行如下參數設定來實現
高速打開投入的剩余距離值選擇為OPNhigh;
高速打開切斷的剩余距離值選擇為O. 95*0PNhigh;
低速打開投入的剩余距離值選擇為OPNlow;
低速打開切斷的剩余距離值選擇為O. 95*0PNlow;
高速關閉投入的剩余距離值選擇為CLShigh;
高速關閉切斷的剩余距離值選擇為O. 95*CLShigh; 低速關閉投入的剩余距離值選擇為CLSlow; 低速關閉切斷的剩余距離值選擇為O. 95*CLSlow。 和現有技術相比，本發明的二方向二速定位控制方法，具有以下有益 效果
l.通過設備實際高速和低速以及打開方向和關閉方向的運轉，能自動 獲取所需的控制參數，即打幵方向"切斷低速輸出值"、打開方向"切斷 高速輸出值"和關閉方向"切斷低速輸出值"、關閉方向"切斷高速輸出 值"，使定位控制精度不再依賴于調試工作人員自身的經驗，且按定位時間最短來選擇控制參數，節省了定位控制動作的時間。
2. 同時本發明的二方向二速定位控制方法還具有自適應功能，即使首
次控制參數不太正確，但在選擇自適應功能后，隨著設備的運行，能根據 實際設備工作狀態，自動調整這四個控制參數，從而達到最佳位置控制精 度。且在自適應調整時，打開和關閉二個方向的"切斷低速輸出值"和"切 斷高速輸出值"會按設備特性，取不同的值，從而確保無論哪個方向上都 有良好的控制精度。
3. 在機械設備不良或未調整好時，本發明的方法自動消除機械間隙， 從而仍然能獲得較高的控制精度。
4. 由于在高速、低速和停止之間切換設置一個"磁滯區"，當實際位 置與設定位置差值在高速切斷點和低速切斷點附近正負變化時，輸出不會 在高速和低速之間、低速和停止之間頻繁切換。且在需要正反方向切換動 作時，在某個方向的輸出切除后，等待設備位置不再移動后，才允許相反 方向動作命令的輸出，從而避免設備正反方向切換動作時由于慣性引起的 機械沖擊和電機的過流的功能。
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明
圖1是二方向二速定位控制方向定義示意圖2是二方向二速定位控制原理示意圖3是本發明的一個實施例側導板的控制參數確定示意圖4是本發明的方法中消除機械間隙示意圖。
具體實施方式
圖3中給出了本發明的一個實施例l個側導板的參數識別過程，其中 側導板的開閉用馬達的轉動來驅動，位置檢測用編碼器來實現。為了在參 數識別過程中讓設備移動，先人工指定設備能夠移動的任意某個足夠大的
區域范圍，即指定l個打開位置OPNpos和l個關閉位置CLSpos，在參數識別 過程中設備在此2個位置之間移動，分如下5個步驟實現
步驟l:設備從現在位置移動至參數測量時指定的打開位置OPNpos，即
把設備移動至參數測量的初始位置；
步驟2:設備從現在位置開始關閉，并只以高速關閉移向指定的關閉位
置CLSpos，當離目標位置的剩余距離小于定位精度值DS—0K時，便切斷高速 輸出，并且同時開始測量設備在慣性作用下至停止時的移動距離，此移動 距離值的1.2倍即為測量到的高速關閉切斷值CLShigh供以后控制時使用；
步驟3:設備從現在位置開始打開，并只以高速打開移向指定的打開位
置0PNpos，當離目標位置的剩余距離小于定位精度值DS—OK時便切斷高速輸 出，并且同時開始測量設備在慣性作用下至停止時的移動距離，此移動距 離值的1.2倍即為測量到的高速打開切斷值0PNhigh供以后控制時使用；
步驟4:設備從現在位置開始關閉，并先以高速關閉移向指定的關閉位 置CLSpos，當離目標位置的剩余距離小于步驟2中的切斷高速關閉值 aShigh時便切斷高速輸出，改成低速關閉輸出，當離目標位置的剩余距離 小于DS—OK值時切斷低速輸出，并且同時開始測量設備在慣性作用下至停止
時的移動距離，此移動距離值即為測量到的低速關閉切斷值asiow供以后
控制時使用；
步驟5:設備從現在位置開始打開，并先以高速打開移向指定的打開位置0PNpos，當離目標位置的剩余距離小于步驟3中的0PNhigh值時切斷高速 輸出，改成低速打開輸出，當離目標位置的剩余距離小于DS—OK值時切斷低 速輸出，并且同時開始測量設備在慣性作用下至停止時的移動距離，此移 動距離值即為測量到的低速關閉切斷值OPNlow供以后控制時使用。
至此，圖2中四個用作判斷速度切斷的參數值(切斷高速打開值 OPNhigh、切斷低速打開值OPNlow、切斷高速關閉值CLShigh、切斷低速關 閉值CLSlow)全部識別完畢。
本發明的定位控制方法還具有自適應控制功能，它能對圖2中四個判斷 速度切斷值在運行過程中進行自適應調整，具體自適應調整過程如下
(1) 在定位控制時設備要求移向目標位置，這時要根據現在位置值 與目標位置值的差決定移動方向，如果現在位置值大于目標位置值，則決 定輸出高速關閉命令，當離目標位置的剩余距離小于切斷高速關閉值 CLShigh時便切斷高速輸出，改成低速關閉輸出，當離目標位置的剩余距 離小于切斷低速關閉值CLSlow時切斷低速輸出，并同時開始測量設備在 慣性作用下至停止時的移動距離，然后計算前3次和本次在內的4次測量 值的算術平均值，最終的低速關閉切斷值的自適應結果為新的切斷低速 關閉值為0. 4倍的原切斷低速關閉值與0. 6倍的上述4次測量值的算術平 均值之和；
(2) 在完成低速關閉自適應后，對高速關閉值進行自適應。如果切斷 高速關閉值CLShigh大于5倍的切斷低速關閉值GP5*CLS1cm)，則新的切 斷高速關閉值等于5倍的原切斷低速關閉值，g卩CLShigh = 5*CLSlow;如果 切斷高速關閉值CLShigh小于2倍的切斷低速關閉值(即2傘CLSlow)，則新的切斷高速關閉值等于2倍的原切斷低速關閉值，g卩CLShigh = 2*CLSlow。
(3) 在定位控制時設備要求移向目標位置，根據現在位置值與目標 位置值的差決定移動方向，如果現在位置小于目標位置，則決定輸出高速 打開命令，當離目標位置的剩余距離小于切斷高速打開值0PNhigh時便切 斷高速輸出，改成低速打開輸出，當離目標位置的剩余距離小于切斷低速 打開值0PNlow時切斷低速輸出，并同時開始測量設備在慣性作用下至停 止時的移動距離，然后計算前3次和本次在內的4次測量值的算術平均值， 最終的切斷低速打開值的自適應結果:新的切斷低速打開值等于0. 4倍的 原切斷低速打開值與0. 6倍的上述4次測量值的算術平均值之和；
(4) 在完成低速打開自適應后，對高速打開值進行自適應。如果高速 打開切斷值大于5倍的切斷低速打開值，S卩OPNhigh 〉 5*0PNlow，則新的切 斷高速打開值等于5倍的原切斷低速打開值，即OPNhigh 二 5*OPN1cm;如果 高速打開切斷值小于2倍的切斷低速打開值，即0PNhigh 〈 2*OPNlow，則新 的切斷高速打開值等于2倍的原切斷低速打開值，g卩OPNhigh 二 2*0PNlow 。
至此，圖2中四個用作判斷速度切斷值的自適應調整工作完畢。 本發明的定位控制方法還具有消除機械間隙的功能，圖4給出了一個側 導板移動的示意圖，馬達轉動時帶動螺桿轉動，也同時帶動編碼器轉動， 螺桿轉動帶動螺母移動，從而帶動了與螺母固定在一起的側導板的開閉。 由于螺母與螺桿間存在間隙，當從正向轉動改成反向轉動時， 一開始隨著 馬達的反向轉動，它立即帶動螺桿反向轉動，螺桿又立即帶動編碼器一起 反向轉動，從而實際位置立刻檢測到了反向的移動。然而此時由于螺母與 螺桿間存在間隙，螺桿轉動卻不會立刻使螺母移動，從而造成側導板實際位置未移動。這種位置編碼器檢測到位置變化而實際被控設備位置未發生 變化的現象，是由設備機械間隙造成的。對于側導板裝置，例如可在關閉 方向時對編碼器的位置值進行校準并確定位置值的零位，從而在關閉方向 動作時的位置值是消除了間隙的位置值。為了以后定位控制中能消除側導 板機械間隙造成的位置控制誤差，可要求在定位控制時，讓側導板最終的 動作方向與位置值進行校準時的方向一致，如都為關閉的方向。機械間隙值BACK一dis是由機械設備決定的固定值，具體包括如下步驟(1) 在定位控制時設備要求移向目標位置，根據現在位置值與目標位 置值的差決定移動方向，如果現在位置值小于目標位置值，則要求輸出打 開方向的速度命令，如果消除機械間隙控制要求設備最終的移動方向同樣 為打開方向，貝u:如果當離目標位置的剩余移動距離大于2. 4倍的機械間隙值時，則按正常定位控制，進行打開方向的移動控制，至要求目標位置為止。這種方式 見圖4中的例4， A點至E點的距離大于2.4倍的機械間隙值，控制時設備可直 接打開至目標位置E點；如果當離目標位置的剩余移動距離小于2. 4倍的機械間隙值，則先在相 反方向移動，即關閉方向移動，使剩余移動距離大于2.4倍的機械間隙值， 再停止關閉移動，然后才可按正常定位控制進行打開方向的移動控制，至 要求目標位置為止。這種方式如圖4中的例5， A點至F點的距離小于2.4倍 的機械間隙值，這時先關閉至K點，使A點與K點的距離大于2.4倍的機械間 隙值，然后再在打開方向移動控制，至要求目標位置F點為止。(2) 如果現在位置值小于目標位置值，則要求輸出打開方向速度命令，但如果與消除機械間隙控制要求設備最終移動的方向相反時，即要求為關閉方向時，則先在打開方向移動，至位置值為目標位置值與2.4倍的機械間 隙值之和為止，其目的是使設備打開過頭，以便最終進行關閉方向移動。 當設備位置到達此位置后便停止打開，然后按正常定位控制，進行關閉方 向移動，至要求的目標位置時為止，這種方式如圖4中的例6，先從A點打 開至G點，G點的設定位置值為目標位置值與2.4倍的機械間隙值之和，當到 達G點后，再關閉至最終定位目標H點。(3) 在定位控制時設備要求移向目標位置，這時要根據現在位置值與 目標位置值的差決定移動方向，如果現在位置值大于目標位置值，則要求 輸出關閉方向的速度命令，如果消除機械間隙控制要求設備最終的方向同 樣也為關閉方向，貝IJ:如果當剩余移動距離大于2. 4倍的機械間隙值，則按正常定位控制進行 關閉方向移動控制，至要求目標位置為止，這種方式如圖4中的例1， A點至 B點的距離大于2.4倍的機械間隙值，控制時設備可直接關閉至目標位置B 點；如果當剩余移動距離小于2.4倍的機械間隙值，則先在相反方向，即打 開方向移動，使剩余移動距離大于2.4倍指定的機械間隙值，然后停止打開 移動，再按正常定位控制進行關閉方向上的移動控制，至要求目標位置為 止。這種方式如圖4中的例2， A點至C點的距離小于2.4倍的機械間隙值，這 時先打開至M點，使A點與M點的距離大于2.4倍的機械間隙值，然后再在關 閉方向移動控制，至要求目標位置C為止。(4) 在定位控制時設備要求移向目標位置，這時要根據現在位置值與目標位置值的差決定移動方向，如果現在位置值大于目標位置值，則要求 輸出關閉方向的速度命令，但如果消除機械間隙控制要求設備最終的移動 方向為相反，即為打開方向時，則先在關閉方向移動，使設備位置值為目標位置值與2.4倍的機械間隙值之差為止，其目的是使設備關閉過頭，以便 最終進行打開方向移動。當到達此位置值后，停止關閉移動，然后按正常 定位控制，按要求的目標位置值進行打開方向上的移動控制，至要求目標 位置為止。這種方式如圖4中的例3，先從A點關閉至N點，N點的設定位置值 為目標位置值與2.4倍的機械間隙值之差，當到達N點后，再打開至最終定 位目標位置D點。至此，無論目標位置與實際位置相對關系如何，都能確保設備最終是 在消除機械間隙控制要求的方向上結束定位工作，且移動的距離足夠大， 克服了機械的間隙。本發明的二方向二速定位控制方法，進一步具有防止輸出在快速和慢 速之間以及慢速和停止之間頻繁切換功能，當在快速、慢速和停止之間切 換時，設置一個"磁滯區"，這個"磁滯區"的寬度為0.05倍的切斷值。 它通過進行如下參數設定來實現高速打開投入的剩余距離值選擇為OPNhigh;高速打開切斷的剩余距離值選擇為O. 95*0PNhigh;低速打開投入的剩余距離值選擇為OPNlow;低速打開切斷的剩余距離值選擇為O. 95*0PNlow;高速關閉投入的剩余距離值選擇為CLShigh;高速關閉切斷的剩余距離值選擇為0. 95*CLShigh;低速關閉投入的剩余距離值選擇為CLSlow; 低速關閉切斷的剩余距離值選擇為O. 95*CLSlow。
權利要求
1、 一種二方向二速定位控制方法，該二方向二速定位控制系統包括有 在"打開、關閉"二個方向上分別有"高速、低速"二種固定速度輸出的 定位控制執行機構和檢測設備實際位置的裝置，其特征在于，該方法通過 以下步驟自動識別定位控制過程中的四個判斷速度切換和方向的參數值切斷高速打開值OPNhigh、切斷低速打開值OPNlow、切斷高速關閉值 CLShigh、切斷低速關閉值CLSlow，步驟如下步驟l:設備從現在位置移動至參數測量時的打開位置OPNpos，即把設 備移動至參數識別的初始位置；步驟2:設備從現在位置開始關閉，并只以高速關閉移向關閉位置 CLSpos，當離目標位置的剩余距離小于定位精度值時，便切斷高速輸出， 并且同時開始測量設備在慣性作用下至停止時的移動距離，此值的1.2 倍即為測量到的高速關閉切斷值CLShigh;步驟3:設備從現在位置開始打開，并只以高速打開移向打開位置0PNpos，當離目標位置的剩余距離小于定位精度值時，便切斷高速輸出， 并且同時開始測量設備在慣性作用下至停止時的移動距離，此值的l. 2倍即為測量到的高速打開切斷值OPNhi gh;步驟4:設備從現在位置開始關閉，并先以高速關閉移向關閉位置CLSpos，當離目標位置的剩余距離小于步驟2中獲得的切斷高速關閉值時便切斷高速輸出，改成低速關閉輸出，當離目標位置的剩余距離小于定位精 度值時切斷低速輸出，并且同時開始測量設備在慣性作用下至停止時的移動距離，此值即為測量到的低速關閉切斷值CLSlow;步驟5:設備從現在位置開始打開，并先以高速打開移向打開位置0PNpos，當離目標位置的剩余距離小于步驟3中獲得的切斷高速打開值時切 斷高速輸出，改成低速打開輸出，當離目標位置的剩余距離小于定位精度 值時切斷低速輸出，并且同時開始測量設備在慣性作用下至停止時的移動 距離，此值即為測量到的低速關閉切斷值OPNlow。
2、按照權利要求l所述的二方向二速定位控制方法，其特征在于該 方法還包括在定位控制過程中對上述四個判斷速度切換和方向的參數值進行自適應調整過程，具體過程為(1) 在定位控制時設備要求移向目標位置，這時要根據現在位置值 與目標位置值的差決定移動方向，如果現在位置值大于目標位置值，則決 定輸出高速關閉命令，當離目標位置的剩余距離小于切斷高速關閉值時便 切斷高速輸出，改成低速關閉輸出，當離目標位置的剩余距離小于切斷低 速關閉值時切斷低速輸出，并同時開始測量設備在慣性作用下至停止時的移動距離，然后計算前3次和本次在內的4次測量值的算術平均值，最終的低速關閉切斷值的自適應結果為:新的切斷低速關閉值為0. 4倍的原切 斷低速關閉值與0. 6倍的上述4次測量值的算術平均值之和；(2) 在完成切斷低速關閉值自適應調整后，進行切斷高速關閉值自適應調整如果切斷高速關閉值大于5倍的切斷低速關閉值，則新的切斷高速 關閉值等于5倍的原切斷低速關閉值；如果切斷高速關閉值小于2倍的切斷 低速關閉值,則新的切斷高速關閉值等于2倍的原切斷低速關閉值；(3) 如果現在位置小于目標位置，則決定輸出高速打開命令，當離目標位置的剩余距離小于切斷高速打開值時便切斷高速輸出，改成低速打開輸出，當離目標位置的剩余距離小于切斷低速打開值時切斷低速輸出，并同時開始測量設備在慣性作用下至停止時的移動距離，然后計算前3 次和本次在內的4次測量值的算術平均值，最終的切斷低速打開值的自適 應結果:新的切斷低速打開值等于0. 4倍的原切斷低速打開值與0. 6倍的 上述4次測量值的算術平均值之和；(4)在完成切斷低速打開值自適應調整后，進行切斷高速打開值自適應調整如果高速打開切斷值大于5倍的切斷低速打開值，則新的切斷高速 打開值等于5倍的原切斷低速打開值；如果高速打開切斷值小于2倍的切斷低速打開值,則新的切斷高速打開值等于2倍的原切斷低速打開值。
3、 按照權利要求1或2所述的二方向二速定位控制方法，其特征在于該方法進一步包括消除機械間隙過程，通過使設備最后工作方向與檢測設 備位置的裝置的校準方向 一致來實現。
4、 按照權利要求1或2所述的二方向二速定位控制方法，其特征在于該方法進一步包括如下措施以防止輸出在高速和低速之間以及低速和停止之間頻繁切換將高速打開投入的剩余距離值設置為切斷高速打開值； 將高速打開切斷的剩余距離值設置為O. 95倍的切斷高速打開值； 將低速打開投入的剩余距離值設置為切斷低速打開值； 將低速打開切斷的剩余距離值設置為O. 95倍的切斷低速打開值； 將高速關閉投入的剩余距離值設置為切斷高速關閉值； .將高速關閉切斷的剩余距離值設置為O. 95倍的切斷高速關閉值； 將低速關閉投入的剩余距離值設置為切斷低速關閉值；將低速關閉切斷的剩余距離值設置為O. 95倍的切斷低速關閉值。
全文摘要
本發明公開了一種二方向二速定位控制方法，開始時設備處于A點，要求設備定位至O點。一開始設備在關閉方向以高速動作，至B點，改成低速關閉，至C點，切斷設備關閉的輸出，設備在慣性作用下繼續移動，至D點停止移動。在定位控制中4個控制參數的選擇將影響定位精度和定位總的所需時間，為了獲得4個參數的最佳值。本發明公開了通過設備實際移動來自動識別的方法；本發明還公開了對這些參數的自適應方法；本發明還公開了消除機械間隙的控制功能和防止輸出在快速和慢速之間、慢速和停止之間頻繁切換的措施。本發明公開的定位控制方法具有定位精度高，定位時間快速的優點。
文檔編號G05D3/20GK101311865SQ20071004095
公開日2008年11月26日 申請日期2007年5月21日 優先權日2007年5月21日
發明者王育華 申請人:上海寶信軟件股份有限公司