中冶赛迪工程技术股份有限公司;中冶赛迪技术研究中心有限公司刘瀚立获国家专利权
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龙图腾网获悉中冶赛迪工程技术股份有限公司;中冶赛迪技术研究中心有限公司申请的专利一种多缸同步控制系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115877705B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211502244.0,技术领域涉及:G05B11/42;该发明授权一种多缸同步控制系统及方法是由刘瀚立;龙灏;何小莉设计研发完成,并于2022-11-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种多缸同步控制系统及方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种多缸同步控制系统及方法,属于伺服控制领域。首先基于PTP协议实现1μs内时间同步,再基于高度同步的位移及压力给定信号和PID反馈控制实现多缸同步控制。本发明能可靠地实现多液压油缸的高精度同步控制,避免设备因力分布不均而发生结构破坏问题,又或因同步效果差而发生机械设备运动效果差的问题,以实现多液压油缸的高精度同步控制,保证设备的安全可靠性。基于上述油缸同步控制方法,能很好地实现多液压油缸的高精度同步控制,避免因同步精度不高而导致的设备损坏或运动效果差等问题。
本发明授权一种多缸同步控制系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种多缸同步控制系统,其特征在于:该系统包括控制上位机、若干液压油缸、若干油缸控制器和PTP交换机; PTP交换机为支持精确时间协议IEEE1588V2的以太网交换机; 其中,每个液压油缸均由一个单独的油缸控制器进行运动控制; 每个液压油缸还配有位移及压力传感器,负责采集液压油缸的位移及压力实际信号;油缸控制器使用位移及压力实际信号实现高精度的PID闭环反馈控制; 控制上位机、多个油缸控制器均通过网线连接在PTP交换机上,实现以太网互联通信; 所述油缸控制器采用FPGA芯片作为主控芯片; 所述FPGA芯片配有外围电路:恒温晶振模块、位移及压力传感器的信号调理电路、以太网网口及物理层PHY芯片; 其中,恒温晶振模块用于产生恒定频率的时钟信号,FPGA芯片对该时钟进行分频和倍频,用分频和倍频后的高质量时钟作为工作时钟; 所述FPGA芯片由油缸PID算法控制模块和以太网通信模块构成; 所述油缸PID算法控制模块计算位移及压力给定信号;运行PID算法并向液压油缸输出控制信号;最终令由位移及压力传感器采集的,并经信号调理电路调制的位移及压力实际信号严格跟随位移及压力给定信号; 所述以太网通信模块和PHY芯片相连接,收发并处理以太网数据,令油缸控制器具备以太网通信功能; 所述FPGA芯片还包含时钟管理器,为时钟管理器提供输入时钟和分频倍频系数,时钟管理器按照分频倍频系数对输入时钟进行精细的倍频与分频,输出多种频率的高质量工作时钟,给不同模块使用; 其中,油缸PID算法控制模块的工作时钟为50MHz,以太网通信模块的工作时钟为125MHz;计数器模块的工作频率为250MHz,即PTP硬件时间戳的分辨率为4ns;时间同步即令不同油缸控制器的计数器模块的计数值之差对应的时间之差控制在1μs之内。
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