一种比例电磁阀控制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种比例电磁阀控制方法及控制系统，主控MCU根据电流传感器采集的阀芯驱动电流有效值计算颤振参数，并根据颤振参数产生占空比D

【技术实现步骤摘要】
一种比例电磁阀控制方法及控制系统


[0001]本专利技术涉及一种比例电磁阀控制方法及控制系统，属于比例电磁阀电气控制


技术介绍

[0002]电液比例控制技术由于其高效的性能及低廉的价格，广泛的应用于工程机械各类执行机构当中，是现代工程机械的重要组成部分。电液比例控制技术的核心是电液比例电磁阀，在传统液压控制阀基础上，增加电-机械转换装置，将电信号转换为阀芯位移信号，线性成比例的控制液压系统的压力、流量或方向等参数。
[0003]电液比例控制技术的核心在于控制阀芯电流，控制器通过PWM(脉冲宽度调制)技术给阀芯施加具有一定幅值及频率的电压脉冲信号，在阀芯电磁线圈内形成相应的阀芯驱动电流，其幅值正比于阀芯的位移量。电磁线圈的电感效应使得作用于阀芯的驱动电流只能缓慢变化，因而驱动电流幅值较小时，无法克服弹簧的反作用力，使得阀芯存在一定的流量死区，影响了响应的速度性。并且，阀芯由静止改为运动状态时，需克服静摩擦力，存在“滞环”现象，增大了滞后，降低了响应的灵敏性。为此，可在阀芯驱动电流的基础上叠加一定的小幅电流，使阀芯始终处于微震动状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种比例电磁阀控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：比例电磁阀接收到占空比D的本周期的高频PWM信号，在阀芯线圈内形成幅值为I0直流信号，产生颤振信号的幅值为pI0，周期为T1，将周期为T1的颤振信号N等分，记每等分的脉冲宽度为T，即T＝T1/N并与颤振附加电流I
D
一起计算下一周期的颤振信号；步骤2：当下一周期的颤振信号为正弦波颤振波形时，颤振信号第k个脉冲的平均电流幅值为I
k
，占空比为D
k
，对应的脉冲宽度为D
k
T；当下一周期的颤振信号为三角波颤振波形，颤振信号第k个脉冲的平均电流幅值为I
k
′
，占空比为D
k
′
，对应的脉冲宽度为D
k
′
T；步骤3：根据第k个脉冲的平均电流幅值为I
k
，占空比为D
k
，对应的脉冲宽度为D
k
T或第k个脉冲的平均电流幅值为I
k
′
，占空比为D
k
′
，对应的脉冲宽度为D
k
′
T的下一周期的颤振信号经分压及滤波后得到U
q
，与先导电信号U
RP
进行比较，当U
q
＞U
RP
，输出U
P
＝U
q
；当U
q
＜U
RP
，输出U
p
＝U
RP
；步骤4：将输出U
p
经过功率放大模块后发送至比例电磁阀；步骤5：采集比例电磁阀阀芯位置，处理为位置信号，位置信号与目标位置信号比较计算后，获取位移误差e
k
，根据取位移误差e
k
计算颤振附加电流I
D
。2.根据权利要求1所述的一种比例电磁阀控制方法，其特征在于：颤振信号为正弦波颤振波形时，I
D
＝pI0sin[ω((k+D
k
/2)T)]I
k
＝I0+I
D
＝I0+pI0sin[ω((k+D
k
/2)T)]由此，可得到加入颤振后占空比D
k
的计算式为：D
k
＝D+pD/2sin[ω((k+D/2)T)]，k＝0，1，2
…
，N-1；其中p代表正弦波颤振系统，ω代表角速度。3.根据权利要求1所述的一种比例电磁阀控制方法，其特征在于：颤振信号为三角波颤振波形时，当t≤T1/2时，I
k
′
＝I0+I
D
＝I0+ρI0(k+D
k
/2)T/T1，其中ρ代表三角波颤振系统；D
k
′
＝2D(T1+pkT)/(2T
1-pDT)当t＞T1/2时，I
k
′
＝I0+I
D
＝I0+ρI0[1-(k+D
k
/2)T/T1]D
k
′
＝2D[(1+p)T
1-pkT]/(2T1+pDT)。4.一种比例电磁阀控制系统，其特征在于：包括如下模块:主控MCU、先导信号叠加模块，主控MCU根据电流传感器采集的阀芯驱动电流有效值计算颤振参数，并根据颤振参数产生占空比D
k
的PWM颤振信号；PWM颤振信号发送给先导信号叠加模块，输出驱动电压U
P
；驱动电压U
P
经过功率放大模块后发送至比例电磁阀；位移传感器采集比例电磁阀阀芯位置，经检测电路处理为位置信号，位置信号与目标位置信号比较计算后，获取位移误差e
k
发送给主控MCU处理后，获得颤振附加电流I
D
，通过颤振附加电流I
D
对颤振参数的计算进行闭环控制。5.根据权利要求4所述的一种比例电磁阀控制系统，其特征在于：所述主控MCU包括颤振信号叠加算法单元、PID控制单元，所述颤振信号叠加算法单元根据比例电磁阀阀芯线圈内形成幅值为I0直流信号与PID控制单元计算的颤振附加电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟贺，安卡，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：