一种宽幅高压直流供电执行机构控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种宽幅高压直流供电执行机构控制系统，所述系统包括阀位检测模块、控制模块和功率驱动模块，阀位检测模块用于获取阀门位置信号，控制模块用于将所述阀门位置信号和预设位置信号进行比较得到比较结果，并根据比较结果生成所述控制驱动信号；功率驱动模块用于响应所述控制驱动信号生成驱动信号，所述驱动信号用于控制电机转动。本发明专利技术利用控制模块、阀位检测模块和功率驱动模块监测电机实际运转的直流电压，通过调整所述控制驱动信号脉宽调制占空比实现电机转速调节，当实际直流电压在电压阈值范围之外时，控制模块向所述功率驱动模块发送制动信号以使电机停止转动，从而实现了宽幅高压直流的控制。实现了宽幅高压直流的控制。实现了宽幅高压直流的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种宽幅高压直流供电执行机构控制系统


[0001]本专利技术涉及电动执行机构控制
，尤其涉及一种宽幅高压直流供电执行机构控制系统。

技术介绍

[0002]目前国内外的电动执行机构主要适用的直流电压等级通常为24V、48V、60V、110V及220V等标准电压，电压波动小，稳定可靠。但是在船舶、舰艇等相关应用环境中，供电的方式主要为蓄电池。因蓄电池是化学电源，在使用过程中一些蓄电池会提前老化或损坏，从而严重影响整个蓄电池组的供电水平甚至无法供电。蓄电电池组在运行过程中，随着使用时间的增加必然会有个别或部分蓄电池出现老化现象。蓄电池的寿命是有限的，并随着工作环境的变化，其寿命也存在影响，蓄电池需要人工进行定期监测和维护。蓄电池的供电电压会根据使用的时间、负载增加等因素逐步降低，存在供电电压幅值高、范围大及波动幅度大等特点，使用标准的电动执行机构会在电源匹配上有一定的局限性。并且电动执行机构使用大幅波动的电源电压会对设备本身的功率、控制精度及使用寿命等性能参数产生严重的影响，甚至损坏。
[0003]因此，在高压直流电源电压的大幅变化的情况下，如何控制宽幅高压直流电压是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术提供一种宽幅高压直流供电执行机构控制系统。该系统利用功率驱动模块输入并转换直流电源为线性电压反馈给控制模块，利用控制模块监测实际直流电压，通过调整所述控制驱动信号脉宽调制占空比实现电机转速调节，若实际直流电压在直流电压阈值范围外，则控制模块发送电机制动信号，功率驱动模块响应制动信号并使得电机停止运转，让电机的功率、控制精度及使用寿命等性能参数得到稳定，从而解决高压直流电源电压大幅变化的技术问题。
[0005]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术提供的技术方案如下。
[0006]一种宽幅高压直流供电执行机构控制系统，包括：
[0007]阀位检测模块，用于获取阀门位置信号；
[0008]控制模块，用于将所述阀门位置信号和预设位置信号进行比较得到比较结果，并根据比较结果生成所述控制驱动信号；
[0009]功率驱动模块，用于响应所述控制驱动信号生成驱动信号，所述驱动信号用于控制电机转动。
[0010]在本申请的实施例所提供的技术方案中，所述功率驱动模块包括：开关电源子模块，用于将直流电源输出的所述高压直流电压通转换为一个或多个目标直流电压，所述一个或多个目标直流电压为所述功率驱动模块和所述控制模块中的子模块供电。
[0011]在本申请的实施例所提供的技术方案中，所述功率驱动模块包括：电压检测子模
块，用于将所述直流电源输出的电源电压转换为线性电压信号；
[0012]所述控制模块根据所述线性电压信号计算得到所述直流电源输出的实际直流电压，并根据所述实际直流电压和电压阈值范围判断所述直流电源的工作状态，所述工作状态包括正常工作状态和异常工作状态。
[0013]在本申请的实施例所提供的技术方案中，所述工作状态包括：当所述实际直流电压在所述电压阈值范围之外时，所述工作状态为异常；当所述实际直流电压在所述电压阈值范围内时，所述工作状态为正常。
[0014]在本申请的实施例所提供的技术方案中，所述电压检测子模块包括：线性光耦单元，用于将所述高压直流电压进行隔离并得到电压隔离信号；放大单元，用于将所述的电压隔离信号进行放大，得到所述线性电压信号。
[0015]在本申请的实施例所提供的技术方案中，所述控制模块包括：信号接收子模块，用于接收所述线性电压信号；采样子模块，用于对所述线性电压进行采样，得到由多个数字信号构成的数字信号合集；转换子模块，用于将所述数字信号合集通过阈值分割和模板匹配得到电压值转换关系式，并根据所述电压转换关系式计算得到所述实际直流电压；控制子模块，用于比较所述实际直流电压和所述电压阈值范围，当所述实际直流电压在所述电压阈值范围之外时，判断所述直流电源处于异常工作状态，并向所述功率驱动模块发送制动信号以使电机停止转动。
[0016]在本申请的实施例所提供的技术方案中，所述控制模块包括：方波生成子模块，用于将所述实际直流电压进行调制，得到脉宽方波；调制脉宽子模块，比较当前电机转速和目标电机转速，确定转速差值，根据所述转速差值调制所述脉宽方波，通过调制后的所述脉宽方波改变所述功率驱动模块输出的平均电压，并利用所述平均电压调整所述电机的转速。
[0017]在本申请的实施例所提供的技术方案中，所述调制脉宽子模块包括：占空比获取单元，用于获取所述转速差值，并根据所述转速差值与关系表，得到所述脉宽方波的占空比，其中所述关系表为所述电机速度与占空比的对应关系；转速调制单元，用于将所述占空比进行调整，调制所述当前平均电压以使所述电机转速改变；其中，所述关系表为所述电机速度与占空比的对应关系。
[0018]在本申请的实施例所提供的技术方案中，所述阀位检测模块包含编码器子模块，用于将所述电机的阀位转动角度转换为所述阀门位置信号。
[0019]在本申请的实施例所提供的技术方案中，所述控制系统还包括滤波模块：用于将输入所述直流电源的宽幅初始电压进行滤波，从而得到所述高压直流电压。
[0020]在本专利技术所提供的系统中，控制模块用于将阀门位置信号和预设位置信号进行比较，得到位置差，功率驱动模块根据位置差对电机进行驱动；同时，控制模块检测直流电源并计算出实时占空比调整电机转速，以使直流电源在电压阈值范围内。当电动执行机构使用宽幅高压直流进行供电时，本专利技术实现了对宽幅高压直流的控制，以使电动执行机构的功率、控制精度及使用寿命等性能参数稳定。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例中宽幅高压直流供电执行机构控制系统的框图。
具体实施方式
[0022]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023]专利技术人研究发现，在船舶、舰艇等相关应用环境中，电子设备的供电方式主要为蓄电池但是蓄电池的供电电压是会随着使用的时间、负载的增加等因素，因此存在供电的电压幅值高，范围大及波动幅度大等特点，该特点会使得电子设备的运行参数和寿命受到影响，甚至无法正常工作。
[0024]基于上述出现的技术问题，本专利技术提供了一种宽幅高压直流供电执行机构控制系统，控制模块用于比较阀门位置信号和预设位置信号得到位置差，功率驱动模块根据位置差对电机进行驱动，同时控制模块检测直流电源并通过调制占空比改变电机转速，让直流电源处于电压阈值范围内。
[0025]如图1所示，本专利技术实施例提供一种宽幅高压直流供电执行机构控制系统，其包括：
[0026]阀位检测模块，用于获取阀门位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽幅高压直流供电执行机构控制系统，其特征在于，包括：阀位检测模块，用于获取阀门位置信号；控制模块，用于将所述阀门位置信号和预设位置信号进行比较得到比较结果，并根据比较结果生成所述控制驱动信号；功率驱动模块，用于响应所述控制驱动信号生成驱动信号，所述驱动信号用于控制电机转动。2.根据权利要求1所述的宽幅高压直流供电执行机构控制系统，其特征在于，所述功率驱动模块包括:开关电源子模块，用于将直流电源输出的所述高压直流电压通转换为一个或多个目标直流电压，所述一个或多个目标直流电压为所述功率驱动模块和所述控制模块中的子模块供电。3.根据权利要求1所述的宽幅高压直流供电执行机构控制系统，其特征在于，所述功率驱动模块包括：电压检测子模块，用于将所述直流电源输出的电源电压转换为线性电压信号；所述控制模块根据所述线性电压信号计算得到所述直流电源输出的实际直流电压，并根据所述实际直流电压和电压阈值范围判断所述直流电源的工作状态，所述工作状态包括正常工作状态和异常工作状态。4.根据权利要求3所述的宽幅高压直流供电执行机构控制系统，其特征在于，所述工作状态包括：当所述实际直流电压在所述电压阈值范围之外时，所述工作状态为异常；当所述实际直流电压在所述电压阈值范围内时，所述工作状态为正常。5.根据权利要求3所述的宽幅高压直流供电执行机构控制系统，其特征在于，所述电压检测子模块包括：线性光耦单元，用于将所述高压直流电压进行隔离并得到电压隔离信号；放大单元，用于将所述的电压隔离信号进行放大，得到所述线性电压信号。6.根据权利要求1或3所述的宽幅高压直流供电执行机构控制系统，其特征在于，所述控制模块包括：信号接收子模块，用于接...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨尊平，冯领，罗勇，张欢，蒋华胜，
申请(专利权)人：重庆川仪自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：