[发明专利]一种拖缆机液压马达遥控控制系统及其信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种拖缆机的液压马达控制系统，尤其涉及一种拖缆机液压马达遥控控制系统及其信号处理方法。

背景技术

液压马达作为一种可靠的传动装置在工业领域中得到了广泛的应用。液压马达的控制方法有两种，即本地控制与遥控控制。

本地控制：通过安装于马达上的操纵杆来控制，该操纵杆可分别进行顺时针及逆时针操作使得马达进行正反转，同时改变马达流量，且马达流量与该操纵杆偏离中心角度有关。

遥控控制：由遥控单元和电磁压力比例阀组成，遥控系统发出控制指令给电磁压力比例阀，使得电磁压力比例阀输出油压控制信号给液压马达，从而改变液压马达流量。

在一般场合下，往往只需要在本地操作液压马达便可使得马达具有不同的输出特性。但是，随着设备自动化程度越来越高以及在一些不易本地控制的场合出现，遥控控制被越来越广泛的应用到工业控制领域中。

对液压马达进行遥控控制往往需要一套遥控单元和一套电磁压力比例阀。但在实际应用中，电磁压力比例阀往往会出现死区、滞环以及非线性等情况，如果遥控信号不经过任何处理直接发送给电磁压力比例阀，就会出现遥控信号严重失真、液压马达输出压力不稳定等现象。因此，需要一种合适的遥控方法，以避免由于电磁压力比例阀的固有缺陷所带来的影响，从而保证马达在遥控操作时能够获得与本地控制相同的操作特性。目前，常用的方法是PID控制，该控制方法通过在马达操纵杆处安装位置传感器，并将其位置信号反馈给遥控单元，然后运用PID算法，使得在遥控时能够获得与使用马达操纵相同的操作特性。

中国专利授权公告号为CN2447816Y，授权公告日为2001年9月12日的实用新型专利公开了一种控制手柄，该控制手柄由机械部件与信号处理电路两部分组成，机械部件包括操作杆、球轴承、转轴、角位移传感器，信号处理电路包括信号缓冲及放大电路、定值比较及方向判定电路、电平转换电路、选择放大电路。虽然该种控制手柄能够获得很好的控制性能，控制精确，但其控制方法过于复杂、成本高、调试繁琐。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的遥控信号严重失真、液压马达输出压力不稳定、控制方法复杂、成本高以及调试繁琐的缺陷与问题，提供一种遥控信号不失真、液压马达输出压力较稳定、控制方法简单、成本低以及调试方便的拖缆机液压马达遥控控制系统及其信号处理方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种拖缆机液压马达遥控控制系统，包括依次连接的遥控手柄、电磁压力比例阀与液压马达，所述遥控手柄与电磁压力比例阀之间依次连接有PLC信号处理单元、比例阀控制器；所述电磁压力比例阀包括互相并联的收缆电磁压力比例阀、放缆电磁压力比例阀。

所述遥控手柄的输出信号为0-5V的电压信号，该电压信号包括0-2.5V的拖缆机收缆电压控制信号、2.5V的拖缆机中位电压控制信号、2.5-5V的拖缆机放缆电压控制信号。

所述PLC信号处理单元的输出信号为0-5V的电压信号。

所述比例阀控制器的输出信号为一路有效电压为0-5V的PWM信号。

所选电磁压力比例阀的控制电流为140-400mA。

一种上述拖缆机液压马达遥控控制系统的信号处理方法，该信号处理方法依次包括以下步骤：

第一步：先建立信号处理方法的基本模型，即建立X-Y轴坐标系，其中X为手柄输出电压控制信号，Y为PLC输出电压控制信号，X的范围为0-5V，Y的范围为0-5V；

第二步：进行现场试验和检测，记录试验数据，并在上述X-Y轴坐标系上绘制X-Y曲线，然后对X-Y曲线进行分段，分段的段数为n，n≥0；

第三步：对分段后的每段曲线进行线性化处理，即先建立X与Y之间的基本数学关系，即Y＝kX+b，其中k＝(Y_n-Y_n-1)/(X_n-X_n-1)，其中b为修正值，k为斜率，然后根据上述记录的试验数据计算出每个分段上的k值与b值，从而确定Y＝kX+b在每个分段上所对应的具体数学式；

第四步：后续使用时，先通过X值选定具体分段，再根据该分段所对应的具体数学式计算出Y值，然后通过PLC信息处理单元发出该Y值所对应的输出电压控制信号。

所述X的范围为2.5-5V，Y的范围为0-5V，n＝5。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：