电磁铁自感应闭环控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种电磁铁自感应闭环控制系统及控制方法，该系统包括：系统输入模块，电磁铁主控模块，电磁铁动作模块，自感应检测模块，参考标准模块，逻辑比较输出模块和信号输出模块。本发明专利技术解决了电磁铁控制系统的闭环控制，同时又降低了整个电磁铁控制系统的成本。本发明专利技术的控制方法也提高了电磁铁控制系统的稳定可靠性，同时也方便了电磁铁和电磁铁控制系统的设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种电磁铁的自感应闭环控制系统及控制方法，属于工业控制

技术介绍
: 电磁铁内部带有铁心的、利用通有电流的线圈使其像磁铁一样具有磁性的装置叫做电磁铁。电磁铁在通电时有磁性，断电后就随之消失。电磁铁有许多优点:电磁铁磁性的有无，可以用通、断电流控制。磁性的大小可以用电流的强弱或线圈的匝数来控制。电磁铁在日常生活中有极其广泛的应用。电磁铁是电流磁效应(电生磁)的一个应用。目前电磁铁应用在工业控制领域，作为机械运动系统中，控制机械部件往复运动的一种灵活，方便的控制方法。而且目前所用的电磁铁都是大部分磁保持，或电保持电磁铁。简单的说，磁保持电磁铁根据电磁铁的工作原理，是通过直流短脉冲电信号激励，产生作用力推动电磁铁中的硅钢磁芯产生一定的位移，并且磁芯能够稳定的停留在目标位置。在运动时根据作用力的大小可以带动固定的机械部件运动。这种应用在工业控制领域极其广泛。针对上述电磁铁的控制方法，目前的应用都是开环控制方式，即使是闭环控制方式，也是另外加上传感器，检测电磁铁中的磁芯位移量，来反馈电磁铁的位移量是否达到目标位移量，达到闭环控制的效果，但是增加了系统的复杂度和使得系统成本很高。这是目前工业控制领域常用的两种方法，开环控制和加上传感器的闭环控制。但是这两种控制方法都存在不足之处，比如开环控制，电磁铁的磁芯运动的位移量是否达到目标的位移量，无法判断，如果碰到阻力，或者推力不足，无法达到目标位移量，对整个精密机械控制系统的运行结果造成的损坏是无法估量的。另外一种是加上传感器的闭环控制方法，这种控制虽然能够达到闭环控制的效果， 但是对整个机械控制系统来说，成本大幅增加是不可避免的。这两种控制方式在纺织机械领域，比如电脑横机控制系统，和袜机控制系统电磁铁有着广泛应用的机械系统中表现特别明显，在电脑横机系统中，目前象换色用的电磁铁，控制方法主要是开环控制，如果驱动电磁铁控制换色纱线，电磁铁的磁芯没有达到目标位移量，就会造成换色动作没有完成，造成整片织物废掉，严重影响生产效率。
技术实现思路
: 本专利技术提出的是一种电磁铁自感应闭环控制装置，其目的旨在克服目前电磁铁系统中开环控制系统的不足，同时目前工业控制领域闭环系统的成本问题，降低电磁铁控制系统成本。本专利技术解决了电磁铁控制系统的闭环控制，同时又降低了整个电磁铁控制系统的成本。本专利技术的控制方法也提高了电磁铁控制系统的稳定可靠性，同时也方便了电磁铁和电磁铁控制系统的设计。本专利技术的另一目的是提供上述电磁铁自感应闭环控制方法。本专利技术的技术方案如下: 一种电磁铁自感应闭环控制系统，该系统包括:系统输入模块，电磁铁主控模块，电磁铁动作模块，自感应检测模块，参考标准模块，逻辑比较输出模块和信号输出模块，其中，系统输入模块I的输出端与电磁铁主控模块2输入端相连接，电磁铁主控模块2的信号输出端分别与信号输出模块7的信号输入端和电磁铁动作模块3的信号输入端连接，电磁铁主控模块2的输入端还分别与逻辑比较输出模块6和系统输入模块I的输出端连接；自感应检测模块4的两路输入中一路与电磁铁动作模块3的输出端相连,另一路与参考标准模块5输出端相连接，自感应检测模块4的输出端与逻辑比较输出模块6的输入端相连。所述系统输入模块I为电压采样电路，实时采样电磁铁运动状态的反馈电压作为系统的输入；所述电磁铁主控模块2采用STM32F103VCT6处理器；所述自感应检测模块4采用LM393DT双电压比较器；所述标准参考信号模块5为一个标准的电压采样信号，作为检测电磁铁运动的反馈电压的参考比较标准，这个标准值可以根据不同的特性的电磁铁来设置不同的值；逻辑比较输出模块6采用标准D触发器构成；信号输出模块7采用LCD显示屏 3、根据权利要求2所述电磁铁自感应闭环控制系统，其特征是:所述电磁铁动作模块3设有电磁铁，该电磁铁包括线电磁铁外罩，及罩于电磁铁外罩内的圈A,线圈B和磁芯,磁芯依次穿套线圈A、B，圈A和线圈B的输出端分别接入LM393DT双电压比较器。上述系统的闭环控制方法，该方法包括以下步骤: O电磁铁主控模块2根据系统输入模块I的控制指令输出控制信号，控制电磁铁动作模块3，执行电磁铁动作，完成系统的操作指令；电磁铁动作模块3把动作执行结果的反馈信号输出给自感应检测模块4; 2)自感应检测模块4接收电磁铁动作模块3的反馈输出信号，同时还有参考标准模块5的输出信号，自感应检测模块4比较电磁铁动作模块3的反馈输出信号和参考标准模块5的输出信号，判断电磁铁的动作执行是否达到目标位移量，并把比较结果输出给逻辑比较输出模块6 ；· 3)由逻辑比较输出模块6把动作执行结果的逻辑反馈信号传递给电磁铁主控模块2； 4)电磁铁主控模块2根据逻辑反馈结果，判断电磁铁运动是否达到目标位移量； 5)电磁铁主控模块2输出动作的逻辑信号给信号输出模块7。所述步骤4)中，如果反馈的输入信号小于标准参考电压，则电磁铁的运动状态处于正常状态，如果反馈的输入信号大于标准参考电压，则电磁铁运动处于异常状态。本专利技术相比现有技术具有如下有益效果: 本专利技术相对于开环控制系统来说，实现了电磁铁运动控制的闭环控制，如果能够实时检测电磁铁的实际运动状态，能够感测到电磁铁的位移是否达到目标位置，系统实现了错误状态报警，从而增强了电磁铁控制系统的可靠性和稳定性。相对目前的电磁铁闭环控制系统来说降低了系统成本。保证了整个电磁铁控制系统的稳定，可靠，同时也保证了工业生产的生产率。本专利技术解决了目前困扰在纺织机械，工业控制领域电磁铁控制系统不稳定的，控制不到位，由于电磁铁控制系统产生的电磁作用力不足以推动磁芯运动无法快速产生系统报警信息，而造成的电磁铁系统不稳定的问题。附图说明图1本专利技术电磁铁控制系统的结构示意图。图2电磁铁主控模块结构图。图3电磁铁结构示意图。图4自感应检测模块系统结构图。图5自感应检测模块电路原理图。图中:1-系统输入模块，2-电磁铁主控模块；3-电磁铁动作模块；4-自感应检测模块；5_参考标准模块；6_逻辑比较输出模块；7-信号输出模块。具体实施方式: 实施例一: 如图1所示，电磁铁自感应控制系统结构包括I是系统输入模块，2是电磁铁主控模块；3是电磁铁动作模块；4是自感应检测模块；5是参考标准模块；6是逻辑比较输出模块；7是信号输出模块。系统输入模块I的输出端与电磁铁主控模块2输入端相连接，电磁铁主控模块2的信号输出端同时分两路分别与信号输出模块7的信号输入端和电磁铁动作模块3的信号输入端相接，同时有一路输入端连接逻辑比较输出模块6的输出端。自感应检测模块4有两路输入其中一路与电磁铁动作模块2的输出端,还有一路与参考标准模块5输出端相连接。本专利技术的工艺步骤如下: O电磁铁电磁铁主控模块2根据系统输入模块I的控制指令输出控制信号，控制电磁铁动作模块3，执行电磁铁动作，完成系统的操作指令。电磁铁动作模块3把动作执行结果的反馈信号输出给自感应检测模块4。2)自感应检测模块4接收电磁铁动作模块3的反馈输出信号，同时还有参考标准模块5的输出信号，自感应检测模块4比较电磁铁动作模块3的反馈输出信号和参考标准模块5的输出信号，判断电磁铁的动作执行是否达到目标位移量，并把比较结果输出给逻辑比较输出模块6。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁铁自感应闭环控制系统，该系统包括：系统输入模块，电磁铁主控模块，电磁铁动作模块，自感应检测模块，参考标准模块，逻辑比较输出模块和信号输出模块；其中，系统输入模块（1）的输出端与电磁铁主控模块（2）输入端相连接，电磁铁主控模块（2）的信号输出端分别与信号输出模块（7）的信号输入端和电磁铁动作模块（3）的信号输入端连接，电磁铁主控模块（2）的输入端还分别与逻辑比较输出模块（6）和系统输入模块（1）的输出端连接；自感应检测模块（4）的两路输入中一路与电磁铁动作模块（3）的输出端相连，另一路与参考标准模块（5）输出端相连接，自感应检测模块（4）的输出端与逻辑比较输出模块（6）的输入端相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋标，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：