[发明专利]一种温等静压压力精确控制方法

摘要

本发明公开了一种温等静压压力精确控制方法，压力控制系统的压力控制过程是包括增压分段控制和卸压分段控制的分段控制步骤，具体包括如下步骤：a)增压分段控制：1）第一阶段增压控制，启动第一阶段渐增算法；2)第二阶段增压控制，启动第二阶段PID跟随控制算法；3）第三阶段增压控制，启动第三阶段PI比例积分算法；b)卸压分段控制，启动模糊算法：4）高压段卸压控制，选择高压卸压模糊控制判据表；5）低压段卸压控制，选择低压卸压模糊控制判据表。本发明方法有效解决了温等静压近净成形过程中的压力精确控制难题，压力控制精度可根据用户需求进行细调，适用范围广，为实现多种压力曲线控制打下了坚实的基础。

主权项

一种温等静压压力精确控制方法，通过压力控制系统完成，所述压力控制系统主要包括工业控制计算机（3）、增压控制系统、卸压控制系统、高压容器（5）以及压力传感器（4），所述增压控制系统包括增压控制器（1）、增压比例阀（101）、供油泵（102）、增压泵（103）、以及增压活塞缸（104），所述卸压控制系统包括卸压控制器（2）、卸压比例阀（201）、卸压阀（202），其特征在于所述压力控制系统的压力控制过程是包括增压分段控制和卸压分段控制的分段控制步骤，所述增压分段控制至少包括第一阶段增压控制、第二阶段增压控制和第三阶段增压控制，所述卸压分段控制包括高压段卸压控制和低压段卸压控制，具体包括如下步骤：a).增压分段控制1).第一阶段增压控制：启动第一阶段渐增算法，逐步增大增压控制器（1）的运行速率而非一启动就全功率增压，增强增压系统可靠性，具体的过程为：当系统接到增压启动指令后，如不满足增压条件，则报警复位，如满足增压条件，则进入第一阶段增压控制，首先将增压比例阀（101）的控制值设为其死区的最大值11%，同时启动供油泵（102）和增压泵（103），此时，增压控制器（1）以最小速率缓慢运行，然后程序调用0.1S定时中断，以每秒钟增加0.1％的增压比例阀（101）控制值，通过逐渐增加增压控制器（1）的运行速率来逐渐增大增压比例阀（101）的控制值，当增压比例阀（101）控制值达到设定值90％时，跳出0.1S定时中断，以恒定的增压比例阀（101）控制值进行增压，直到压力达到设定值，完成第一阶段增压控制；2).第二阶段增压控制：启动第二阶段PID跟随控制算法，根据增压控制器（1）流速与增压速率之间的关系，确定PID算法中的比例带、积分常数、微分常数的值，具体的过程为：当满足第二阶段增压条件，系统接到第二阶段增 压启动指令后，继续启动供油泵（102）和增压泵（103），然后程序调用0.1S定时中断，设定第二阶段比例参数P、积分参数I、微分参数D、死区、控制周期等参数，强化响应速度，确保压力按设定曲线跟随设定值，再计算曲线设定当前值，然后与实测值进行比较得出压差值，将压差带入压力PID算法，通过计算增压控制器（1）运行速率来计算当前增压比例阀（101）输出数字量，再将该数字量与输出的上限值和下限值比较，若超出上限，则上限输出，若低于下限，则下限输出，输出的数字量经D/A转换成模拟量，控制增压比例阀（101）动作，当压力达到设定值的90%,即完成第二阶段增压；3).第三阶段增压控制：启动第三阶段PI比例积分算法，实现压力的准确控制，确保压力不超压，具体的过程为：当满足第三阶段增压条件，系统接到第三阶段增压启动指令后，继续启动供油泵（102）增压泵（103），然后程序调用0.1S定时中断，设定第三阶段比例参数P、积分参数I、死区等参数，缩短控制周期，并将微分参数设为0，以加强积分，避免压力出现超调，再计算曲线设定当前值，然后与实测值进行比较得出压差值，将压差带入压力PI算法，通过计算增压控制器（1）运行速率来计算当前增压比例阀输（101）输出数字量，按每秒0.1%的速度，逐步减少增压比例阀（101）输出的上限值，直至70%，限制控制输出信号的最大值，输出的数字量经D/A转换成模拟量，控制增压比例阀（101）动作，当压力达到设定值的100%,即完成第三阶段增压，停止供油泵（102）和增压泵（103），整个增压分段控制结束；b).卸压分段控制：启动模糊算法，分别选择高压卸压模糊控制判据表和低压卸压模糊控制判据表，具体过程为：当满足卸压条件，系统接到卸压启动指令后，然后程序调用0.1S定期中断，计算曲线设定当前值，并与实测值进行比较得出压差值， 再将压差值带入模糊控制算法中，查找对应的模糊判据，当系统压力高于设定值,则进入高压段卸压控制，当系统压力低于该设定值,则进入低压段卸压控制，更具体的过程为：4).高压段卸压控制：首先，选择高压卸压模糊控制判据表，根据压差值，进入模糊控制判据表，查出当前对应的卸压阀（202）输出控制字，最后，将该控制字转化为卸压阀（202）组合的动作顺序表，实现卸压阀（202）组合控制，当达到设定压力，则卸压分段控制结束；5).低压段卸压控制：首先，选择低压卸压模糊控制判据表，其次，根据压差值，进入模糊控制判据表，查出当前对应的卸压阀（202）输出控制字，最后，将该控制字转化为卸压阀（202）组的动作顺序表，实现卸压阀（202）组合控制和卸压比例阀（201）开度控制，当达到设定压力，则卸压分段控制结束。