一种节气阀开度自动标定及故障诊断的控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种节气阀开度自动标定及故障诊断的控制系统，包括阀杆、磁体、蝶阀、驱动电机以及电子控制单元，磁体安装于阀杆一侧，阀杆的另一侧插入阀体内且位于蝶阀一侧，阀杆上靠近磁体的一端安装有转角传感模块；蝶阀上设有限位螺钉，限位螺钉控制蝶阀和阀杆的转动角度使其不超过90°；转角传感器模块中安装两路输出的可编程转角传感器芯片；驱动电机依次穿过转角传感器模块和磁体与阀杆固定，驱动电机驱动阀杆转动；电子控制单元中设有节气阀体控制模块，通过接口与发动机连接，并控制发动机以及节气阀的开度。本实用新型专利技术的电子控制单元在发动机工作时同步调整节气阀开度与控制参数(普通节气阀需要在开度变化后由传感器反馈回电子控制单元再调节控制参数)，动态响应特性更好。

【技术实现步骤摘要】
一种节气阀开度自动标定及故障诊断的控制系统
本技术发动机节气阀技术，具体涉及一种节气阀开度自动标定及故障诊断的控制系统。
技术介绍
传统的航空活塞发动机节气阀体控制系统通常结构简单，仅配油门拉线及复位弹簧，通过外部机械带动拉线实现节气阀开度的变化，其开度通过外部机械设备标定获得，难以保证精度；部分电控发动机加装开度传感器以保证精度，但其开度控制仍需外部舵机实现，使用极不方便。
技术实现思路
专利技术目的：本技术的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种节气阀开度自动标定及故障诊断的控制系统。技术方案：本技术一种节气阀开度自动标定及故障诊断的控制系统，包括阀杆、磁体、蝶阀、驱动电机以及电子控制单元，所述磁体安装于阀杆一侧，阀杆的另一侧插入阀体内且位于蝶阀一侧，阀杆上靠近磁体的一端安装有转角传感模块；所述蝶阀上设有限位螺钉，限位螺钉控制蝶阀和阀杆的转动角度使其不超过90°；所述转角传感器模块中安装两路输出的可编程转角传感器芯片；所述驱动电机依次穿过转角传感器模块和磁体与阀杆固定，驱动电机驱动阀杆转动；所述电子控制单元中设有节气阀体控制模块，通过接口与发动机连接，并控制发动机以及节气阀的开度。进一步的，所述磁体为圆柱形的径向极化强磁体，磁体的半径与阀杆的半径一致。进一步的，所述转角传感器模块与阀杆同轴；所述转角传感器芯片的测量角度范围为0～90°，输出电压范围为0.5V～4.5V，转角传感器模块中包括两路相互独立且变化趋势相反的输出信号信号进行双路冗余处理，在节气阀的开度从0到90°时，输出电压分别为0.5V～4.5V和4.5V～0.5V，电子控制单元分别对这两路信息进行监测和控制，能够极大程度的防止出现短路和断路的问题。进一步的，所述驱动电机驱动节气阀开度至最大值和最小值(由限位螺钉限制)，电子控制单元记录相应传感器返回值，记最小值为开度0％，最大值为开度100％，中间部分通过线性插值计算开度，实现开度的自动标定；电子控制单元对转角传感器模块中两路信号独立处理并计算获得两个独立的节气阀开度值。上述转角传感器模块的转角传感器芯片采用MLX90316双路输出芯片(该芯片经过编程处理使输出信号规律满足电控需求)，增加双路冗余处理并增加TVS保护，提高节气阀体的可靠性。进一步的，所述节气阀主体安装完成后，节气阀开度最大和最小时的传感器返回值基本固定，通过电子控制单元记录该值，并在每次上电后进行自动标定；若标定获得的最大值、最小值以及变化规律与记录不符时主动报错；电子控制单元对两组传感器返回的两路节气阀开度值进行实时比较，若相差较大，则主动分析存在的故障，并以无障碍组的开度值作为控制参数；所有的故障信息通过电子控制单元与地面控制台通信传回，及时警告控制人员采用相应的维护措施。有益效果：本专利技术的节气阀体目标应用于航空活塞发动机，现有的航空活塞发动机通常由飞控系统增加外置舵机控制节气阀开度，节气阀开度值部分通过电位计式接触传感器反馈，部分机型直接通过舵机驱动信号预估节气阀开度。本专利技术通过集成化设计，具有以下优点：(1)非接触式双路传感器精度更高，寿命更长，带有冗余保护；(2)通过标定确定了合适节气阀响应速度，防止舵机控制时节气阀迅速变化影响发动机响应特性；(3)采用了反馈控制，可将节气阀开度稳定在预设值附近；(4)发动机超速时，电子控制单元主动介入减小开度保护发动机，无需人员操作；(5)集成度高，并且带有故障诊断模块，可靠性高；(6)电子控制单元同步调整节气阀开度与控制参数(普通节气阀需要在开度变化后由传感器反馈回电子控制单元再调节控制参数)，动态响应特性更好。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式下面对本技术技术方案进行详细说明，但是本技术的保护范围不局限于所述实施例。如图1所示，本技术一种节气阀开度自动标定及故障诊断的控制系统，包括阀杆2、磁体4、蝶阀3、驱动电机1以及电子控制单元6，磁体4安装于阀杆2一侧，阀杆2的另一侧插入阀体内且位于蝶阀3一侧，阀杆2上靠近磁体4的一端安装有转角传感模块5；蝶阀3上设有限位螺钉，限位螺钉控制蝶阀3和阀杆2的转动角度使其不超过90°；转角传感器模块5中安装两路输出的可编程转角传感器芯片(例如采用MLX90316芯片)；驱动电机1依次穿过转角传感器模块5和磁体4与阀杆2固定，驱动电机1驱动阀杆2转动；电子控制单元6中设有节气阀体控制模块5，通过接口与发动机连接，并控制发动机以及节气阀的开度上述磁体4为圆柱形的径向极化强磁体4，磁体4的半径与阀杆2的半径一致。转角传感器模块5与阀杆2同轴；所述转角传感器芯片的测量角度范围为0～90°，输出电压范围为0.5V～4.5V，转角传感器模块5中包括两路相互独立且相互的输出信号。实际应用中，安装节气阀时首先将阀杆2与磁体4固定，磁体4极性方向与阀杆2杆体标记方向一致，将所有零件装入节气阀主体后，转动阀杆2改变蝶阀3开度并调整限位螺丝以确定节气阀转动行程，调整转角传感器模块5使其刻度与杆体标记方向一致，完成安装，驱动电机1驱动阀杆2转动时，蝶阀3与磁体4随阀杆2共同旋转以控制进气流量，其转动角度由限位螺钉调节，不超过90°。节气阀开度自动标定功能由电子控制单元6控制完成：驱动电机1驱动节气阀开度至最大值和最小值(由限位螺钉限制)，电子控制单元6记录相应传感器返回值，记最小值为开度0％，最大值为开度100％，中间部分通过线性插值计算开度，实现开度的自动标定；电子控制单元6对转角传感器模块5中两路信号独立处理并计算获得两个独立的节气阀开度值。节气阀体故障诊断功能由电子控制单元6分析完成：节气阀主体安装完成后，节气阀开度最大和最小时的传感器返回值基本固定，通过电子控制单元6记录该值，并在每次上电后进行自动标定，标定获得的最大值最小值与记录值不符时主动报错；电子控制单元6对两组传感器返回的两路节气阀开度值进行实时比较，若相差较大，则主动分析存在的故障，并以另一组开度值作为控制参数；所有的故障信息通过电子控制单元6与地面控制台通信传回，及时警告控制人员采用相应的维护措施。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节气阀开度自动标定及故障诊断的控制系统，其特征在于：包括阀杆、磁体、蝶阀、驱动电机以及电子控制单元，所述磁体安装于阀杆一侧，阀杆的另一侧插入阀体内且位于蝶阀一侧，阀杆上靠近磁体的一端安装有转角传感器模块；所述蝶阀上设有限位螺钉，限位螺钉控制蝶阀和阀杆的转动角度使其不超过90°；所述转角传感器模块中安装两路输出的可编程转角传感器芯片；所述驱动电机依次穿过转角传感器模块和磁体与阀杆固定，驱动电机驱动阀杆转动；所述电子控制单元中设有节气阀体控制模块，通过接口与发动机连接并控制发动机以及节气阀的开度。

【技术特征摘要】
1.一种节气阀开度自动标定及故障诊断的控制系统，其特征在于：包括阀杆、磁体、蝶阀、驱动电机以及电子控制单元，所述磁体安装于阀杆一侧，阀杆的另一侧插入阀体内且位于蝶阀一侧，阀杆上靠近磁体的一端安装有转角传感器模块；所述蝶阀上设有限位螺钉，限位螺钉控制蝶阀和阀杆的转动角度使其不超过90°；所述转角传感器模块中安装两路输出的可编程转角传感器芯片；所述驱动电机依次穿过转角传感器模块和磁体与阀杆固定，驱动电机驱动阀杆转动；所述电子控制单元中设有节气阀体控制模块，通过接口与发动机连接并控制发动机以及节气阀的开度。2.根据权利要求1所述的节气阀开度自动标定及故障诊断的控制系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋全武，季昊成，丁亚萍，徐彦，彭中荣，徐卫平，康宁，翟步云，吴海洁，刘馨，胡又顺，
申请(专利权)人：金城集团有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32