脉宽调制信号的生成方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种脉宽调制信号的生成方法及装置。其中，该方法包括：加载预先设置的阶跃基值信号，其中，阶跃基值信号包括：控制器在进行阶跃响应之前获取的基准值；根据基准值和外部输入的目标脉宽调制值，确定调节值；使用调节值对阶跃基值信号进行调节，得到目标脉宽调制信号，其中，目标脉宽调制信号用于驱动外部驱动模块。本发明专利技术解决了由于传统的Motion模块对于输出电流都是由零开始进行累加，导致的对与控制指令的响应时间长的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动控制领域，具体而言，涉及一种脉宽调制信号的生成方法及装置。
技术介绍
目前，在自动控制领域当中，电磁阀的响应速度往往直接决定了对于控制系统的控制性能。电磁阀的响应速度越快，控制系统的反应也就越快，从而使得响应动作越来越及时、精准。以工程机械中的汽车起重机为例，如图1所示，当扳动卷扬手柄时，将控制指令传达至控制器。控制器输出与控制指令相应的控制信号至电磁阀，使电磁阀开启，液压油路接通。卷扬马达在被充分供油后开始转动，从而带动卷扬机构起升或下降。控制系统的响应时间与很多因素相关，在上述控制流程中，每个控制环节都有各自的响应时间，而将每个控制环节的响应时间累加后，即控制系统的总响应延时时间。假定机械和液压环节的响应时间都在合理的范围内，只对从扳动卷扬手柄开始，至使电磁阀开启这个过程中的响应时间进行分析。从实际测量中得知，如图2所示，现有控制系统的总响应时间平均为0.9秒，而从扳动卷扬手柄开始，至使电磁阀开启过程中的响应时间为0.5s左右，占控制系统总响应时间的二分之一以上。其中，响应时间是指:电磁阀输出电流从O增至最小开启电流的时间。使电磁阀开启这个过程中的响应时间包括:控制器输出的脉冲调制PWM信号在电磁阀线圈内产生电流磁通的时间，电流磁通感应生成电磁力的时间，以及电磁力达到足够大后推动衔铁运动的时间。其中，通过实验、仿真和计算证明可知，电磁阀根据控制器输入的PffM信号产生推动衔铁运动的电磁力所需要的响应时间很短，响应时间通常只有几毫秒至十几毫秒。所以，总响应时间过长并不是硬件原因导致的。进一步的，通过分析和实验检测可知，通常EPEC控制器输出的PffM信号是通过通用软件中的Mot1n模块生成的。其中，传统的Mot1n模块是现有的EPEC控制器厂家的编程环境codesys工业控制编程语言中经典的PffM控制模块，它内嵌PID控制模块，通过采集反馈电流进行输出校正。其中，由于传统的Mot1n模块在编制好后会将用于计算步长、频率、PID等参数的算法进行封装，无法对其内部的实现算法进行修改。而上述算法对于输出的电流的调节往往都是从零开始累加的，在传统的Mot1n模块中电流从零上升至最小工作电流需要一段较长的时间。因此，传统的Mot1n模块对任何输入的响应都有0.5s左右的响应时间的延迟。此外，传统的Mot1n模块的控制精度不是很高，稳态误差达到10%左右。几百毫安的电流输出，都有几十晕安的偏差。在其它厂家的控制器中，常规的电流驱动模块的响应时间虽然各有不同，但是，其中的算法都是相似的，因此，从零上升至最小工作电流都需要一段较长时间。一个优良的控制系统，应当快速并精准地根据控制指令做出响应动作，即在扳动卷扬手柄扳动后，卷扬机构立刻响应控制指令做出响应动作。而现有的控制系统中，往往因电磁阀相应不及时，使扳动卷扬手柄发出控制指令与卷扬机构做出响应动作之间，会出现I秒或几秒的延迟，从而使控制系统的操作难度加大、操作精度降低。在操作动作较复杂，操作精度要求较高的情况下，传统的控制系统难以实现。比如:双钩同步控制(主副卷扬同步控制)，极载控制(与发动机功率匹配控制)，负载投入控制(重载时卷扬下放的失速控制)等。针对上述由于传统的Mot1n模块对于输出电流都是由零开始进行累加，导致的对与控制指令的响应时间长的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种脉宽调制信号的生成方法及装置，以至少解决由于传统的Mot1n模块对于输出电流都是由零开始进行累加，导致的对与控制指令的响应时间长的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种脉宽调制信号的生成方法，包括:加载预先设置的阶跃基值信号，其中，阶跃基值信号包括:控制器在进行阶跃响应之前获取的基准值；根据基准值和外部输入的目标脉宽调制值，确定调节值；使用调节值对阶跃基值信号进行调节，得到目标脉宽调制信号，其中，目标脉宽调制信号用于驱动外部驱动模块。进一步地，加载预先设置的阶跃基值信号，包括:获取外部控制器发送的控制指令；根据控制指令确定对应的阶跃基值信号。进一步地，根据控制指令确定对应的阶跃基值信号，包括:获取预先设置的计算值；获取与控制指令对应的目标脉宽调制信号的目标脉宽调制值；根据目标脉宽调制值和计算值，确定与控制指令对应的阶跃基值信号。进一步地，当外部驱动模块为电磁阀时，控制指令至少包括:开启指令或关闭指令。进一步地，阶跃基值信号包括:与开启指令对应的第一阶跃基值信号、与关闭指令对应的第二阶跃基值信号，其中，根据控制指令确定对应的阶跃基值信号，包括:当控制指令为开启指令时，获取与开启指令对应的第一阶跃基值信号，其中，第一阶跃基值信号的第一电流值小于用于驱动电磁阀开启的第二电流值；当控制指令为关闭指令时，获取与关闭指令对应的第二阶跃基值信号，其中，第二阶跃基值信号的第三电流值小于用于驱动电磁阀关闭的第四电流值。进一步地，在根据控制指令确定对应的阶跃基值信号之后，包括:根据外部驱动模块，控制加载阶跃基值信号的加载时间。进一步地，当外部驱动模块为电磁阀时，加载时间为90至100毫秒。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种脉宽调制信号的生成装置，包括:加载模块，用于加载预先设置的阶跃基值信号，其中，阶跃基值信号包括:控制器在进行阶跃响应之前获取的基准值；确定模块，用于根据基准值和外部输入的目标脉宽调制值，确定调节值；处理模块，用于使用调节值对阶跃基值信号进行调节，得到目标脉宽调制信号，其中，目标脉宽调制信号用于驱动外部驱动模块。进一步地，加载模块包括:第一子获取模块，用于获取外部控制器发送的控制指令；第一子确定模块，用于根据控制指令确定对应的阶跃基值信号。进一步地，第一子确定模块包括:第二获取模块，用于获取预先设置的计算值；第三获取模块，用于获取与控制指令对应的目标脉宽调制信号的目标脉宽调制值；第二子确定模块，用于根据目标脉宽调制值和计算值，确定与控制指令对应的阶跃基值信号。进一步地，当外部驱动模块为电磁阀时，控制指令至少包括:开启指令或关闭指令，与开启指令对应的第一阶跃基值信号、与关闭指令对应的第二阶跃基值信号，其中，第一子确定模块包括:第四获取模块，用于当控制指令为开启指令时，获取与开启指令对应的第一阶跃基值信号，其中，第一阶跃基值信号的第一电流值小于用于驱动电磁阀开启的第二电流值；第五获取模块，用于当控制指令为关闭指令时，获取与关闭指令对应的第二阶跃基值信号，其中，第二阶跃基值信号的第三电流值小于用于驱动电磁阀关闭的第四电流值。进一步地，加载模块还包括:子控制模块，用于根据外部驱动模块，控制加载阶跃基值信号的加载时间，其中，当外部驱动模块为电磁阀时，加载时间为90至100毫秒。在本专利技术实施例中，采用加载预先设置的阶跃基值信号，其中，阶跃基值信号包括:控制器在进行阶跃响应之前获取的基准值；根据基准值和外部输入的目标脉宽调制值，确定调节值；使用调节值对阶跃基值信号进行调节，得到目标脉宽调制信号，其中，目标脉宽调制信号用于驱动外部驱动模块的方式，通过加载模块，用于加载预先设置的阶跃基值信号，其中，阶跃基值信号包括:控制器在进行阶跃响应之前获取的基准值；确定模块，用于根据基准值和外部输入的目标脉宽调制值，确定调节值；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉宽调制信号的生成方法，其特征在于，包括：加载预先设置的阶跃基值信号，其中，所述阶跃基值信号包括：控制器在进行阶跃响应之前获取的基准值；根据所述基准值和外部输入的目标脉宽调制值，确定调节值；使用所述调节值对所述阶跃基值信号进行调节，得到目标脉宽调制信号，其中，所述目标脉宽调制信号用于驱动外部驱动模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田炯明，郭纪梅，毛艳，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43