CN105042158A - 一种比例电磁阀的控制方法 - Google Patents
一种比例电磁阀的控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105042158A CN105042158A CN201510295060.5A CN201510295060A CN105042158A CN 105042158 A CN105042158 A CN 105042158A CN 201510295060 A CN201510295060 A CN 201510295060A CN 105042158 A CN105042158 A CN 105042158A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- equation
- pwm
- subcycle
- electromagnetic valve
- proportional electromagnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000000205 computational method Methods 0.000 claims description 3
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 3
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
- F16K31/0675—Electromagnet aspects, e.g. electric supply therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Abstract
本发明涉及一种比例电磁阀的控制方法，其特征是：比例电磁阀连接双PWM调制模块，双PWM调制模块采用双PWM调制对比例电磁阀控制，控制过程是：所述的双PWM调制模块工作在双PWM调制下，所述的双PWM调制是指在一个PWM周期(T)内，增加了第二个调制。本发明减小了比例电磁的电流纹波，从而对比例电磁阀的冲击更小，不仅能增加其寿命，降低了产品零件的维护和更换成本，而且使非道路机械产品在换挡时无顿挫感，比例电磁阀的控制精准度也更高。
Description
技术领域
本发明涉及一种比例电磁阀的控制方法，属自动控制技术领域。
背景技术
在非道路机械中，比例电磁阀运用的非常普遍，特别是使用在挖掘机、拖拉机动力换档上，常用的控制方式为PWM(脉冲宽度调整)，即在比例电磁阀线圈两端加一个可调的脉冲信号，通过调整脉冲宽度改变线圈电流，达到控制执行元件的目的。专利CN200910224049.4提出了一种通过PWM对比例电磁阀进行控制的方法。这类控制方法是通过单PWM调制，其波形如图1所示。而单PWM调制，由于线圈的纹波电流大，控制精度低。
发明内容
本发明为克服现有技术存在的不足，提供一种采用双PWM调制技术，使线圈纹波电流缩小，具有精确、快速、稳定等有益效果的一种比例电磁阀的控制方法。
本发明一种比例电磁阀的控制方法，其特征是：比例电磁阀连接双PWM调制模块，双PWM调制模块采用双PWM调制对比例电磁阀控制，控制过程是：所述的双PWM调制模块工作在双PWM调制下，所述的双PWM调制是指在一个PWM周期(T)内，增加了第二个调制；
所述的双PWM调制的过程是：PWM周期(T)中，定义一个Ton(＝高电平持续时间)、Toff(＝低电平持续时间)、D(占空比)；
得：等式1：Toff＝T-Ton；
等式2：D＝Ton/T；(2)
把一个PWM周期分为4个相同持续时间的子周期：分别为A，B，C，D(2.5msec×4＝10msec＝T)，在每个子状态结束时，都有一个PWM的电平转换；子周期内也存在PWM调制，并遵循PWM的调制方法；
将Tx、Tx_On、Tx_Off、Dx(x＝A,B,CorD)如下定义：
Tx＝子周期；
Tx_On＝子周期高电平持续时间；
Tx_Off＝子周期低电平持续时间；
Dx＝子周期占空比；
根据以上分析，可列出以下等式：
等式3：TA＝TB＝TC＝TD＝T/4；
等式4：TA_On+TB_On+TC_On+TD_On＝Ton；
等式5：TA_Off+TB_Off+TC_Off+TD_Off＝Toff；
等式6：DA＝TA_On/TA；
等式7：DB＝TB_On/TB；
等式8：DC＝TC_On/TC；
等式9：DD＝TD_On/TD；
适当调整波形：
等式10：TA_On＝TB_On(＝Tf+s)；
等式11：TA_Off＝TB_Off；
等式12：TC_On＝TD_On(＝Tf-s)；
等式13：TC_Off＝TD_Off；
Tf、s分别定义为：
Tf＝第一次PWM调制时间(≈Ton)；
s＝第二次PWM调制时间(调整电流纹波)；
当同时满足如下条件：(Tf+s＜T/4，且Tf≠s，Tf＞0，s＞0)；
根据等式(2)，(4)，(10)，(12)，占空比D可表示为：
等式15：D＝Ton/T＝TA_On+TB_On+TC_On+TD_On)/T，
所有的Tx_On将由方程式Ⅰ、Ⅱ表示：
等式16：D＝(Tf+s+Tf+s+Tf-s+Tf-s)/T；
等式17：得方程式Ⅰ：D＝4×Tf/T；
(4×Tf)表示为在一个周期(T)内，PWM高电平的总时间；也控制着比例电磁阀的平均电流，因此“s”不影响最终的占空比(D)；
现在分析子周期A和C：
因为A、B是相同的，所以适用于A的也同样适用于B，同理，也适用于子周期C和D；
等式18：DA＝TA_On/TA；
等式19：DC＝TC_On/TC；
从方程(3)，(10)和(12)可知，得：
等式20：DA＝(Tf+s)/(T/4)；
等式21：DC＝(Tf-s)/(T/4)；
或者
等式22：DA(＝DB)＝4×(Tf+s)/T；
等式23：DC(＝DD)＝4×(Tf-s)/T；
将子周期A与子周期C作为各自的工作周期，把子周期A、C之间的平均电流差称为D_in_T，D_in_T越大，在1/T频率的电流纹波也越大；D_in_T越小，电流纹波也越小，通过方程式(20)，(21)，可得D_in_T的计算方法：
等式24：D_in_T＝DA-DC＝(4Tf+4s)/T-((4Tf-4s)/T)；
等式25：D_in_T＝(4Tf+4s-4Tf+4s)/T；
等式26：D_in_T＝8s/T；
由此，我们提取‘s’，得方程式Ⅱ：s＝D_in_T/8T；
“s”不影响最终的PWM占空比，但只有在1/T频率的电流纹波，“s”会影响PWM占空比，同时，在1/T频率的电流纹波不受Tf影响。
本发明相比现有技术所具有的优点：本发明减小了比例电磁的电流纹波，从而对比例电磁阀的冲击更小，不仅能增加其寿命，降低了产品零件的维护和更换成本，而且使非道路机械产品在换挡时无顿挫感，比例电磁阀的控制精准度也更高。
附图说明
图1为现有技术对比例电磁阀的控制波形示意图。
图2为本发明所述比例电磁阀双PWM调制的控制波形示意图。
图3为图1和图2的波形对比示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的系统作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明一种比例电磁阀的控制方法，其特征是：比例电磁阀连接双PWM调制模块，双PWM调制模块采用双PWM调制对比例电磁阀控制，控制过程是：所述的双PWM调制模块工作在双PWM调制下，所述的双PWM调制是指在一个PWM周期(T)内，增加了第二个调制；
所述的双PWM调制的过程是：PWM周期(T)中，定义一个Ton(＝高电平持续时间)、Toff(＝低电平持续时间)、D(占空比)；
得，等式1：Toff＝T-Ton；
等式2：D＝Ton/T；(2)
把一个PWM周期分为4个相同持续时间的子周期：分别为A，B，C，D(2.5msec×4＝10msec＝T)，在每个子状态结束时，都有一个PWM的电平转换；子周期内也存在PWM调制，并遵循PWM的调制方法；
将Tx、Tx_On、Tx_Off、Dx(x＝A,B,CorD)如下定义：
Tx＝子周期；
Tx_On＝子周期高电平持续时间；
Tx_Off＝子周期低电平持续时间；
Dx＝子周期占空比；
根据以上分析，可列出以下等式：
等式3：TA＝TB＝TC＝TD＝T/4；
等式4：TA_On+TB_On+TC_On+TD_On＝Ton；
等式5：TA_Off+TB_Off+TC_Off+TD_Off＝Toff；
等式6：DA＝TA_On/TA；
等式7：DB＝TB_On/TB；
等式8：DC＝TC_On/TC；
等式9：DD＝TD_On/TD；
适当调整波形：
等式10：TA_On＝TB_On(＝Tf+s)；
等式11：TA_Off＝TB_Off；
等式12：TC_On＝TD_On(＝Tf-s)；
等式13：TC_Off＝TD_Off；
Tf、s分别定义为：
Tf＝第一次PWM调制时间(≈Ton)；
s＝第二次PWM调制时间(调整电流纹波)；
当同时满足如下条件：(Tf+s＜T/4，且Tf≠s，Tf＞0，s＞0)；
根据等式(2)，(4)，(10)，(12)，占空比D可表示为：
等式15：D＝Ton/T＝TA_On+TB_On+TC_On+TD_On)/T，
所有的Tx_On将由方程式Ⅰ、Ⅱ表示：
等式16：D＝(Tf+s+Tf+s+Tf-s+Tf-s)/T；
等式17：得方程式Ⅰ：D＝4×Tf/T；
(4×Tf)表示为在一个周期(T)内，PWM高电平的总时间；也控制着比例电磁阀的平均电流，因此“s”不影响最终的占空比(D)；
现在分析子周期A和C：
因为A、B是相同的，所以适用于A的也同样适用于B，同理，也适用于子周期C和D；
等式18：DA＝TA_On/TA；
等式19：DC＝TC_On/TC；
从方程(3)，(10)和(12)可知，得：
等式20：DA＝(Tf+s)/(T/4)；
等式21：DC＝(Tf-s)/(T/4)；
或者
等式22：DA(＝DB)＝4×(Tf+s)/T；
等式23：DC(＝DD)＝4×(Tf-s)/T；
将子周期A与子周期C作为各自的工作周期，把子周期A、C之间的平均电流差称为D_in_T，D_in_T越大，在1/T频率的电流纹波也越大；D_in_T越小，电流纹波也越小，通过方程式(20)，(21)，可得D_in_T的计算方法：
等式24：D_in_T＝DA-DC＝(4Tf+4s)/T-((4Tf-4s)/T)；
等式25：D_in_T＝(4Tf+4s-4Tf+4s)/T；
等式26：D_in_T＝8s/T；
由此，我们提取‘s’，得方程式Ⅱ：s＝D_in_T/8T；
“s”不影响最终的PWM占空比，但只有在1/T频率的电流纹波，“s”会影响PWM占空比，同时，在1/T频率的电流纹波不受Tf影响。
本发明相比现有技术所具有的优点：本发明减小了比例电磁的电流纹波，从而对比例电磁阀的冲击更小，不仅能增加其寿命，降低了产品零件的维护和更换成本，而且使非道路机械产品在换挡时无顿挫感，比例电磁阀的控制精准度也更高。
Claims (2)
1.一种比例电磁阀的控制方法，其特征是：比例电磁阀连接双PWM调制模块，双PWM调制模块采用双PWM调制对比例电磁阀控制，控制过程是：所述的双PWM调制模块工作在双PWM调制下，所述的双PWM调制是指在一个PWM周期(T)内，增加了第二个调制。
2.根据权利要求1所述的一种比例电磁阀的控制方法，其特征是：所述的双PWM调制的过程是：PWM周期(T)中，定义一个Ton(＝高电平持续时间)、Toff(＝低电平持续时间)、D(占空比)；
得：等式1：Toff＝T-Ton；
等式2：D＝Ton/T；(2)
把一个PWM周期分为4个相同持续时间的子周期：分别为A，B，C，D(2.5msec×4＝10msec＝T)，在每个子状态结束时，都有一个PWM的电平转换；子周期内也存在PWM调制，并遵循PWM的调制方法；
将Tx、Tx_On、Tx_Off、Dx(x＝A,B,CorD)如下定义：
Tx＝子周期；
Tx_On＝子周期高电平持续时间；
Tx_Off＝子周期低电平持续时间；
Dx＝子周期占空比；
根据以上分析，可列出以下等式：
等式3：TA＝TB＝TC＝TD＝T/4；
等式4：TA_On+TB_On+TC_On+TD_On＝Ton；
等式5：TA_Off+TB_Off+TC_Off+TD_Off＝Toff；
等式6：DA＝TA_On/TA；
等式7：DB＝TB_On/TB；
等式8：DC＝TC_On/TC；
等式9：DD＝TD_On/TD；
适当调整波形：
等式10：TA_On＝TB_On(＝Tf+s)；
等式11：TA_Off＝TB_Off；
等式12：TC_On＝TD_On(＝Tf-s)；
等式13：TC_Off＝TD_Off；
Tf、s分别定义为：
Tf＝第一次PWM调制时间(≈Ton)；
s＝第二次PWM调制时间(调整电流纹波)；
当同时满足如下条件：(Tf+s＜T/4，且Tf≠s，Tf＞0，s＞0)；
根据等式(2)，(4)，(10)，(12)，占空比D可表示为：
等式15：D＝Ton/T＝TA_On+TB_On+TC_On+TD_On)/T，
所有的Tx_On将由方程式Ⅰ、Ⅱ表示：
等式16：D＝(Tf+s+Tf+s+Tf-s+Tf-s)/T；
等式17：得方程式Ⅰ：D＝4×Tf/T；
所述4×Tf表示为在一个周期(T)内，PWM高电平的总时间；也控制着比例电磁阀的平均电流，因此“s”不影响最终的占空比(D)；
现在分析子周期A和C：
因为A、B是相同的，所以适用于A的也同样适用于B，同理，也适用于子周期C和D；
等式18：DA＝TA_On/TA；
等式19：DC＝TC_On/TC；
从方程(3)，(10)和(12)可知，得：
等式20：DA＝(Tf+s)/(T/4)；
等式21：DC＝(Tf-s)/(T/4)；
或者
等式22：DA(＝DB)＝4×(Tf+s)/T；
等式23：DC(＝DD)＝4×(Tf-s)/T；
将子周期A与子周期C作为各自的工作周期，把子周期A、C之间的平均电流差称为D_in_T，D_in_T越大，在1/T频率的电流纹波也越大；D_in_T越小，电流纹波也越小，通过方程式(20)，(21)，可得D_in_T的计算方法：
等式24：D_in_T＝DA-DC＝(4Tf+4s)/T-((4Tf-4s)/T)；
等式25：D_in_T＝(4Tf+4s-4Tf+4s)/T；
等式26：D_in_T＝8s/T；
由此，我们提取‘s’，得方程式Ⅱ：s＝D_in_T/8T；
“s”不影响最终的PWM占空比，但只有在1/T频率的电流纹波，“s”会影响PWM占空比，同时，在1/T频率的电流纹波不受Tf影响。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510295060.5A CN105042158B (zh) | 2015-06-02 | 2015-06-02 | 一种比例电磁阀的控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510295060.5A CN105042158B (zh) | 2015-06-02 | 2015-06-02 | 一种比例电磁阀的控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105042158A true CN105042158A (zh) | 2015-11-11 |
| CN105042158B CN105042158B (zh) | 2017-12-12 |
Family
ID=54448959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510295060.5A Expired - Fee Related CN105042158B (zh) | 2015-06-02 | 2015-06-02 | 一种比例电磁阀的控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105042158B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105889603A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-24 | 合肥工业大学 | 一种改善高速开关电磁阀比例特性的pwm控制方法 |
| CN110159614A (zh) * | 2018-02-13 | 2019-08-23 | 昆达电脑科技(昆山)有限公司 | 汽缸电磁阀控制系统 |
| CN112196991A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-08 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 电磁铁换挡执行器电流检测方法、设备、存储介质及装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101682273A (zh) * | 2007-03-27 | 2010-03-24 | 丹佛斯传动有限公司 | 用于驱动脉宽调制控制器的方法 |
| CN101718368A (zh) * | 2009-12-01 | 2010-06-02 | 三一重工股份有限公司 | 比例电磁阀控制方法、装置和应用该装置的工程机械 |
| US20130049655A1 (en) * | 2011-08-25 | 2013-02-28 | Kazumasa Takai | Drive signal generating circuit |
| CN103476194A (zh) * | 2013-09-07 | 2013-12-25 | 中山市德源照明电器有限公司 | 一种气体放电灯脉冲宽度调制二次调光法 |
| CN104344055A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-02-11 | 三一重机有限公司 | 基于pwm的比例电磁阀驱动方法及系统 |
-
2015
- 2015-06-02 CN CN201510295060.5A patent/CN105042158B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101682273A (zh) * | 2007-03-27 | 2010-03-24 | 丹佛斯传动有限公司 | 用于驱动脉宽调制控制器的方法 |
| CN101718368A (zh) * | 2009-12-01 | 2010-06-02 | 三一重工股份有限公司 | 比例电磁阀控制方法、装置和应用该装置的工程机械 |
| US20130049655A1 (en) * | 2011-08-25 | 2013-02-28 | Kazumasa Takai | Drive signal generating circuit |
| CN103476194A (zh) * | 2013-09-07 | 2013-12-25 | 中山市德源照明电器有限公司 | 一种气体放电灯脉冲宽度调制二次调光法 |
| CN104344055A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-02-11 | 三一重机有限公司 | 基于pwm的比例电磁阀驱动方法及系统 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105889603A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-24 | 合肥工业大学 | 一种改善高速开关电磁阀比例特性的pwm控制方法 |
| CN105889603B (zh) * | 2016-05-20 | 2018-02-06 | 合肥工业大学 | 一种改善高速开关电磁阀比例特性的pwm控制方法 |
| CN110159614A (zh) * | 2018-02-13 | 2019-08-23 | 昆达电脑科技(昆山)有限公司 | 汽缸电磁阀控制系统 |
| CN112196991A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-08 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 电磁铁换挡执行器电流检测方法、设备、存储介质及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105042158B (zh) | 2017-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105042158A (zh) | 一种比例电磁阀的控制方法 | |
| US9433053B2 (en) | Method and system for controlling solid state lighting via dithering | |
| CN105321478B (zh) | 背光驱动电路、液晶显示器和背光调节方法 | |
| CN102708804B (zh) | 背光的调光方法及背光驱动电路 | |
| CN102359644B (zh) | 一种控制电磁阀的控制系统与控制方法 | |
| CN101227147B (zh) | 一种直流开关电源控制电路 | |
| CN102246592B (zh) | 通过可变频率调制进行的发光二极管亮度控制 | |
| CN104837237A (zh) | 车辆用灯具及其驱动装置、控制方法 | |
| CN102395230A (zh) | 控制光源调光的控制器和方法及光源驱动电路 | |
| CN102378446A (zh) | 用于扩展led驱动器的pwm调光范围的方法和系统 | |
| CN201773565U (zh) | 一种带mos管驱动电路的特种背光源驱动电路 | |
| WO2011110933A3 (en) | Switching power supply circuit and control method therefor | |
| CN102739146B (zh) | 伺服控制系统 | |
| WO2008064193A3 (en) | Method and circuit for controlling operation of a light-emitting diode | |
| CN104965411A (zh) | 一种调平撑腿落地检测阀值的自适应调节方法 | |
| CN204628738U (zh) | 高开关频率的数字化比例阀控制器 | |
| CN100505973C (zh) | 用于高压放电灯的运行装置和运行方法 | |
| CN109003581B (zh) | 背光驱动控制方法及系统 | |
| EP2688140A3 (en) | Antenna drive apparatus | |
| CN201821536U (zh) | 一种降低pwm调光电路emi的装置 | |
| CN101572416A (zh) | 计算机控制柴油发电机组并机方法 | |
| CN102865401B (zh) | 双电压、双维持、双续流驱动电路 | |
| CN101908313B (zh) | 多路脉宽调制数字显示系统功率动态均衡的方法及装置 | |
| CN211475045U (zh) | 一种集成控制器寿命的监测系统 | |
| CN103004072A (zh) | 升压转换器及其运行方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Control method for proportional electromagnetic valve Effective date of registration: 20190717 Granted publication date: 20171212 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Jiaxing branch Pledgor: ZHEJIANG LIANFLY SMART TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: 2019330000199 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220705 Granted publication date: 20171212 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Jiaxing branch Pledgor: ZHEJIANG LIANFLY SMART TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: 2019330000199 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171212 |