本發明涉及智能定位器領域，具體而言，涉及一種智能定位器控制方法以及裝置。

背景技術：

由于定位器閥門相較傳統的機械式定位器而言，具有反應快速、模型簡單、控制精度高等一系列優點，因此，智能定位器取代傳統的機械式閥門已經成為一種趨勢。

請參看圖1，智能定位器的基本理論是在執行控制閥門定位運算中，通過比較控制命令(cmd)與閥位(pos)之間的偏差值△p，判斷△p正差或者負差，然后選擇控制哪個壓電閥做pwm動作。目前，智能定位器的控制方法主要有兩種：一種是基于pid理論，以固定的比例系數、積分系數以及微分系數三個參數進行計算，無限縮小控制命令與閥位之間的偏差值，另一種為采用有固有節奏控制壓電閥高速-中速-低速方式接近目標的控制。若采用目前的控制方式，對于起始開度不同，但開度區間相同(例如從pos20％變化到pos30％與從pos30％變化到pos40％，開度區間均為pos10％)的變化控制，均是代入開度區間pos10％這個值解方程，因此，對于從pos20％變化到pos30％以及對于與從pos30％變化到pos40％，解出的閥門的行程變化速率vx的與變化過程是一樣的，與脈沖調制信號(pwm)脈寬調整高電平時間(won)呈比例線性關系。0

然而，對于智能定位器而言，由于其內部壓強與大氣壓強之間的壓差不斷變化、其內部的彈簧推力f與閥門行程呈非線性關系、氣缸容積變化與閥門行程呈非線性變化以及管道流體、系統摩擦力等對閥桿的影響等綜合因素，導致閥門的行程變化速率vx與pwm的won不存在比例線性關系，因此，若采用傳統的控制方法，經常導致不能快速準確地定位目標值、造成死區過大、控制精度不夠高。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供一種智能定位器控制方法以及裝置，以緩解現有的智能定位器的控制方法存在的不能快速準確地定位目標值、造成死區過大、控制精度不夠高的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種智能定位器控制方法，所述方法包括：控制裝置獲取所述智能定位器的目標閥位；在控制所述智能定位器向所述目標閥位移動的過程中，獲取每一周期的起始時刻所述智能定位器的閥位，基于所述目標閥位以及所述閥位，得到每一周期的閥位偏差；基于所述閥位、所述閥位偏差以及預先保存的數據，獲取每一周期內所述預先保存的數據中與所述閥位以及所述閥位偏差匹配的脈沖調制信號的脈寬調整信息；基于所述脈寬調整信息，調整每一周期內的所述閥位。

第二方面，本發明實施例提供了一種智能定位器控制裝置，所述裝置包括：第一獲取模塊，用于獲取所述智能定位器的目標閥位；第二獲取模塊，用于在控制所述智能定位器向所述目標閥位移動的過程中，獲取每一周期的起始時刻所述智能定位器的閥位，基于所述目標閥位以及所述閥位，得到每一周期的閥位偏差；第三獲取模塊，用于基于所述閥位、所述閥位偏差以及預先保存的數據，獲取每一周期內所述預先保存的數據中與所述閥位以及所述閥位偏差匹配的脈沖調制信號的脈寬調整信息；調整模塊，用于基于所述脈寬調整信息，調整每一周期內的所述閥位。

與現有技術相比，本發明各實施例提出的智能定位器控制方法以及裝置的有益效果是：控制裝置通過獲取智能定位器的每一周期的目標閥位、閥位以及閥位偏差，并基于所述閥位、所述閥位偏差以及預先保存的數據，調整每一周期內的所述閥位，由于每一周期內，都基于所述閥位、所述閥位偏差，將相同閥位偏差對應的不同閥位的壓強、摩擦力等額外因素納入考慮范圍之內，提高了控制精度，避免了在死區來回震蕩，不能準確定位目標的缺陷。

為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為現有技術的智能定位器的控制原理圖；

圖2為本發明實施例提供的控制裝置的結構框圖；

圖3為本發明第一實施例提供的智能定位器控制方法的流程圖；

圖4為本發明第一實施例提供的智能定位器控制方法的一種pwm最佳接近目標閥位的示意圖；

圖5為本發明第一實施例提供的智能定位器控制方法的目標閥位與實際閥位之間的動態追蹤示意圖；

圖6為本發明第二實施例提供的智能定位器控制裝置的結構框圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。同時，在本發明的描述中，術語“第一”、“第二”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

如圖2所示，是所述控制裝置100的方框示意圖。所述控制裝置100可以是個人電腦(personalcomputer，pc)、平板電腦等。所述控制裝置100包括：智能定位器控制裝置、存儲器110、存儲控制器120、處理器130、外設接口140、輸入輸出單元150、音頻單元160、顯示單元170。

所述存儲器110、存儲控制器120、處理器130、外設接口140、輸入輸出單元150、音頻單元160以及顯示單元170各元件相互之間直接或間接地電性連接，以實現數據的傳輸或交互。例如，這些元件相互之間可通過一條或多條通訊總線或信號線實現電性連接。所述智能定位器控制裝置包括至少一個可以軟件或固件(firmware)的形式存儲于所述存儲器110中或固化在客戶端設備的操作系統(operatingsystem，os)中的軟件功能模塊。所述處理器130用于執行存儲器110中存儲的可執行模塊，例如所述智能定位器控制裝置包括的軟件功能模塊或計算機程序。

其中，存儲器110可以是，但不限于，隨機存取存儲器(randomaccessmemory，ram)，只讀存儲器(readonlymemory，rom)，可編程只讀存儲器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只讀存儲器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，電可擦除只讀存儲器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。其中，存儲器110用于存儲程序，所述處理器130在接收到執行指令后，執行所述程序，前述本發明實施例任一實施例揭示的流程定義的服務器200、控制裝置100所執行的方法可以應用于處理器130中，或者由處理器130實現。

處理器130可能是一種集成電路芯片，具有信號的處理能力。上述的處理器130可以是通用處理器，包括中央處理器(centralprocessingunit，簡稱cpu)、網絡處理器(networkprocessor，簡稱np)等；還可以是數字信號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現成可編程門陣列(fpga)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。可以實現或者執行本發明實施例中的公開的各方法、步驟及邏輯框圖。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規的處理器等。

所述外設接口140將各種輸入/輸出裝置耦合至處理器130以及存儲器110。在一些實施例中，外設接口140，處理器130以及存儲控制器120可以在單個芯片中實現。在其他一些實例中，他們可以分別由獨立的芯片實現。

輸入輸出單元150用于提供給用戶輸入數據實現用戶與控制裝置100的交互。所述輸入輸出單元150可以是，但不限于，鼠標和鍵盤等。

音頻單元160向用戶提供音頻接口，其可包括一個或多個麥克風、一個或者多個揚聲器以及音頻電路。

顯示單元170在控制裝置100與用戶之間提供一個交互界面(例如用戶操作界面)或用于顯示圖像數據給用戶參考。在本實施例中，所述顯示單元170可以是液晶顯示器或觸控顯示器。若為觸控顯示器，其可為支持單點和多點觸控操作的電容式觸控屏或電阻式觸控屏等。支持單點和多點觸控操作是指觸控顯示器能感應到來自該觸控顯示器上一個或多個位置處同時產生的觸控操作，并將該感應到的觸控操作交由處理器130進行計算和處理。

第一實施例

請參照圖3，圖3是本發明第一實施例提供的一種智能定位器控制方法的流程圖，所述方法應用于控制裝置。下面將對圖3所示的流程進行詳細闡述，所述方法包括：

步驟s110：控制裝置獲取所述智能定位器的目標閥位。

其中，所述智能定位器包括氣缸、壓電閥、動力頭、位置傳感器、彈簧等，智能定位器通過壓電閥的吸氣以及排氣改變氣缸內的壓強，使得智能定位器的閥位發生改變。

作為一種實施方式，所述控制裝置可以預先獲取數據，并將數據作為預先保存的數據存儲在內存中，建立數據庫，為正式控制提供精準參考。作為另一種實施方式，所述控制裝置也可以在每次需要調整閥位時，獲取一次數據。

其中，所述數據中可以包括所述智能定位器的全部數值的閥位以及與所述閥位相對應的所有閥位偏差相匹配的脈沖調制信號(pwm)的脈寬調整信息，該脈寬調整信息使得智能定位器最快最精準的達到目標閥位，整體思路為：接收到遠離目標閥位區信號，pwm的高電平時間為won全高，運動最快→接收到接近目標閥位區信號(s高)，pwm的高電平時間為won衰減，運動變慢→接收到靠近目標閥位控制死區信號(s中)，pwm的高電平時間為won最低幅度，直至接到運動停止信號(s低)，達到目標閥位。所述智能定位器按照won高-----s高-------won中-----s中-----won低-----s低的順序運動，逐漸衰減高電平的時間，直到達到目標閥位，預先獲取數據為智能定位器提供won高、won中、won低的具體時間以及s高、s中、s低的具體值。

進一步地，例如，閥位開度為0，閥位偏差為5％時，在每一個周期內pwm的高電平時間won以及won應該如何變化，何時開始變化，能夠最快最準的達到目標閥位；閥位開度為0，閥位偏差為10％時，在每一個周期內pwm的高電平時間won以及won應該如何變化，何時開始變化等。針對每一個閥位開度數值，均包含所有閥位偏差的脈沖調制信號(pwm)的脈寬調整信息，此處不再枚舉。

所述數據是在智能定位器的所有組件共同作用下產生，包含了所有因數對智能定位器的控制特性。

所述控制裝置響應于用戶的輸入指令，并根據所述輸入指令，可以獲取所述智能定位器的目標閥位。例如，目標閥位的開度百分比可以是pos30％。

步驟s120：在控制所述智能定位器向所述目標閥位移動的過程中，獲取每一周期的起始時刻所述智能定位器的閥位，基于所述目標閥位以及所述閥位，得到每一周期的閥位偏差。

控制裝置可以預設運動周期，例如可以設置周期為20ms。控制裝置在控制所述智能定位器向所述目標閥位移動的過程中，可能在一個周期內達到目標閥位，也可能需要歷經多個周期后達到目標閥位。

控制裝置可以在每一周期的起始時刻獲取所述智能定位器的閥位，并將所述目標閥位與所述閥位兩者之間做差，得到每一周期的閥位偏差△p。

以控制裝置需要控制智能定位器歷經多個周期后達到目標閥位為例，假設在第一周期內，獲取到的閥位為pos5％，那么在第一周期內的閥位偏差△p1為25％，在第二周期內，獲取到的閥位為pos25％，那么在第一周期內的閥位偏差△p2為5％，在第三周期內，獲取到的閥位為pos28％，那么在第三周期內的閥位偏差△p3為2％，依次類推。直至在某一周期閥位偏差△pn達到預設值，該預設值表征智能定位器的閥位達到目標閥位的浮動范圍。

此外，針對同一開度區間的閥位變化，可能存在變化趨勢不一樣的情況，例如開度區間為10％，可能是初始閥位從5％變化到目標閥位15％，也可能是由初始閥位15％變化到目標閥位5％。又由于不同的閥位開度，氣缸內的壓強不一樣，再加上其他額外因素，例如彈簧推力與行程呈非線性關系、管道以及系統摩擦力等的綜合影響，因此，閥位的變化速度也不同，存在諸多不確定性，甚至差距很大。

因此，作為一種實施方式，所述控制裝置獲取每一周期的起始時刻所述智能定位器的閥位，基于所述目標閥位以及所述閥位，可以得到每一周期的所述閥位偏差以及變化趨勢。所述變化趨勢包括從低閥位變更到高閥位以及從高閥位變更到低閥位。

相應地，所述預先保存的數據內包括與所述閥位、變化趨勢以及所述閥位偏差匹配的脈沖調制信號的脈寬調整信息。

步驟s130：基于所述閥位、所述閥位偏差以及預先保存的數據，獲取每一周期內所述預先保存的數據中與所述閥位以及所述閥位偏差匹配的脈沖調制信號的脈寬調整信息。

值得指出的是，在本發明實施例中，區別于現有技術的特征至少包括：在獲取每一周期內pwm的脈寬調整信息時，至少是同時基于每一周內的閥位偏差以及每一周起內的當前閥位。所述區別技術特征避免了傳統技術對于開度區間相同，但起始開度不同(例如從pos20％變化到pos30％與從pos30％變化到pos40％，開度區間均為pos10％)采用的是相同的脈寬調整信息，使得智能定位器不能快速準確地定位目標值，來回震蕩，控制精度不高的問題。

步驟s140：基于所述脈寬調整信息，調整每一周期內的所述閥位。

所述控制裝置基于所述脈寬調整信息，使得所述智能定位器的壓電閥的速度從高速衰減到中速再衰減到低速，直至到達所述目標閥位。

所述脈寬調整信息包括脈沖調制信號的脈寬調整高電平時間(won)以及高電平變化時間s，所述高電平變化時間與所述脈寬調整高電平時間相對應，用于表征所述脈寬調整高電平變為低電平，所述控制裝置基于所述脈寬調整高電平時間調整所述智能定位器的壓電閥的速度，基于所述高電平變化時間，調整所述壓電閥速度的變化速度。

當然，由于閥位的變動是由pwm的脈寬調整高電平時間(won)能量累積的過程，在一個周期內，可能看不出閥位的變化，因此，請參看圖4，在實際中，可能存在圖4所示的情況：即通過所述脈寬調整信息，得到前幾個周期內，脈沖調制信號全是won，經過若干周期后，能量累計到一定值，氣缸的開啟速度最快，閥位以最快速度變化，從某個周期開始，won開始衰減，直至到最接近目標閥位，一個周期內的won達到最低寬度。

此外，所述目標閥位除了是固定值外，還可以是變化值。當目標閥位是變化值時，本發明實施例所提供的方案同樣適用。請參看圖5，圖5示出了目標閥位(cmd)與實際閥位之間的動態追蹤示意圖，追蹤過程中，最理想的效果是兩者之間的閥位偏差△p每時每刻都達到最小值。經過計算，采用本方法，兩者之間的閥位偏差△p精度最高可以達到0.1％，提高了精度。

本發明第一實施例提供的一種智能定位器控制方法的有益效果是：控制裝置通過獲取智能定位器的每一周期的目標閥位、閥位以及閥位偏差，并基于所述閥位、所述閥位偏差以及預先保存的數據，在所述預先保存的數據中匹配出與所述閥位、所述閥位偏差的具體值最佳的運動模式調整每一周期內的所述閥位，由于每一周期內，都基于所述閥位、所述閥位偏差，將相同閥位偏差對應的不同閥位的壓強、摩擦力等額外因素納入考慮范圍之內，提高了控制精度，避免了在死區來回震蕩，不能準確定位目標的缺陷。

第二實施例

請參照圖6，圖6是本發明第二實施例提供的一種智能定位器控制裝置400的結構框圖。下面將對圖6所示的結構框圖進行闡述，所示裝置包括：第一獲取模塊410、第二獲取模塊420、第三獲取模塊430以及調整模塊440。

第一獲取模塊410，用于獲取所述智能定位器的目標閥位。

第二獲取模塊420，用于在控制所述智能定位器向所述目標閥位移動的過程中，獲取每一周期的起始時刻所述智能定位器的閥位，基于所述目標閥位以及所述閥位，得到每一周期的閥位偏差。

第三獲取模塊430，用于基于所述閥位、所述閥位偏差以及預先保存的數據，獲取每一周期內所述預先保存的數據中與所述閥位以及所述閥位偏差匹配的脈沖調制信號的脈寬調整信息。

所述預先保存的數據內包括與所述閥位、變化趨勢以及所述閥位偏差匹配的脈沖調制信號的脈寬調整信息，所述變化趨勢包括從低閥位變更到高閥位以及從高閥位變更到低閥位。所述第三獲取模塊430，具體用于獲取每一周期的起始時刻所述智能定位器的閥位，基于所述目標閥位以及所述閥位，得到每一周期的所述閥位偏差以及所述變化趨勢。

調整模塊440，用于基于所述脈寬調整信息，調整每一周期內的所述閥位。

具體地，所述調整模塊440，用于基于所述脈寬調整信息，使得所述智能定位器的壓電閥的速度從高速衰減到中速再衰減到低速，直至到達所述目標閥位。

所述脈寬調整信息包括脈沖調制信號的脈寬調整高電平時間以及高電平變化時間，所述高電平變化時間與所述脈寬調整高電平時間相對應，用于表征所述脈寬調整高電平變為低電平。所述調整模塊440可以基于所述脈寬調整高電平時間調整所述智能定位器的壓電閥的速度，基于所述高電平變化時間，調整所述壓電閥速度的變化速度。

本實施例對智能定位器控制的裝置400的各功能模塊實現各自功能的過程，請參見上述圖2至圖5所示實施例中描述的內容，此處不再贅述。

綜上所述，本發明實施例提出的智能定位器控制方法以及裝置，通過本發明第一實施例提供的一種智能定位器控制方法的有益效果是：控制裝置通過獲取智能定位器的每一周期的目標閥位、閥位以及閥位偏差，并基于所述閥位、所述閥位偏差以及預先保存的數據，在所述預先保存的數據中匹配出與所述閥位、所述閥位偏差的具體值最佳的運動模式調整每一周期內的所述閥位，提高了控制精度，避免了在死區來回震蕩，不能準確定位目標的缺陷。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的裝置和方法，也可以通過其它的方式實現。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，附圖中的流程圖和框圖顯示了根據本發明的多個實施例的裝置、方法和計算機程序產品的可能實現的體系架構、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或多個用于實現規定的邏輯功能的可執行指令。也應當注意，在有些作為替換的實現方式中，方框中所標注的功能也可以以不同于附圖中所標注的順序發生。例如，兩個連續的方框實際上可以基本并行地執行，它們有時也可以按相反的順序執行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執行規定的功能或動作的專用的基于硬件的系統來實現，或者可以用專用硬件與計算機指令的組合來實現。

另外，在本發明各個實施例中的各功能模塊可以集成在一起形成一個獨立的部分，也可以是各個模塊單獨存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成形成一個獨立的部分。

所述功能如果以軟件功能模塊的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。