CN106788126B - 微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀控制系统及其控制方法，其特征是包括控制信号输入模块、处理模块、功率驱动模块、电流采样模块、模拟信号调理模块和模拟信号输入模块；处理模块通过对控制数字信号、电流数字信号进行计算，得到脉宽调制信号并传递给所述功率驱动模块，用于控制微电机的正转、反转和停止，实现集成式直动开关型滑阀的开关控制。本发明能实现对微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的精确开关控制，提高集成式直动开关型滑阀的控制精度和响应时间。

Description

微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的控制系统及其控制 方法

技术领域

本发明涉及流体控制开关型滑阀领域，特别涉及一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀控制系统及其控制方法。

背景技术

在现代机电液一体化控制系统中，开关型滑阀是应用最为广泛的一类流体控制器件，主要利用其开关功能实现对流体通道的通/断控制、对流体流动方向的控制、对继动元件的先导控制和其它执行元件的逻辑控制等，其中电磁驱动的开关型滑阀(电磁开关型滑阀)又是各类开关阀中使用最多的一类自动化控制基础元件。电磁开关型滑阀又可分为电磁先导开关型滑阀和电磁直动开关型滑阀两大类。电磁先导开关型滑阀主要作为功率放大元件使用，而电磁直动开关型滑阀则直接接入需要控制的流体通道中对流体进行通/断控制。由于电磁直动开关型滑阀结构简单、控制方便、响应迅速、动作可靠，在现代控制系统中得到广泛应用。但是，在实际工程应用中，由于受到工作温度、流体液动力、阀芯运动时的卡紧力和摩擦力以及零部件加工制造精度、油液污染和零部件变形等影响，电磁直动开关型滑阀容易出现通/断时延变大导致响应时间滞后、阀芯卡滞导致控制失效等现象。

为了充分发挥电磁直动开关型滑阀的特点，针对电磁直动开关型滑阀存在的问题，在现有技术中提出了一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀，如图1所示，该滑阀由滑阀本体与电子控制单元(7)通过集成装配组成。

上述微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的优点在于：最大限度避免工作温度、流体液动力、阀芯运动时的卡紧力和摩擦力、零部件加工制造精度、油液污染和零部件变形等对阀性能的影响，使直动开关型滑阀的性能更加可靠。

然而，如何利用电子控制单元(7)实现对集成式直动开关型滑阀的精确开关控制是目前急需解决的技术难题。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足之处，提供一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的控制系统及其方法，以期能对微电机驱动的集成式直动开关型滑阀进行开关控制，从而提高控制系统的可靠性，以及提高开关型滑阀的控制精度与响应时间。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的控制系统的特点包括：控制信号输入模块、处理模块、功率驱动模块、电流采样模块、模拟信号调理模块和模拟信号输入模块；

所述控制信号输入模块接收外部的控制输入信号，并转换成控制数字信号后输出至处理模块；

所述电流采样模块通过所述功率驱动模块采集所述微电机的电流反馈信号，并发送至所述模拟信号调理模块；

所述模拟信号调理模块对所述电流反馈信号进行滤波、限流、放大、限幅处理后，得到预处理后的电流反馈信号并输出至所述模拟信号输入模块；

所述模拟信号输入模块将所接收的预处理后的电流反馈信号转换成电流数字信号输出至所述处理模块；

所述处理模块对所接收的控制数字信号和电流数字信号进行计算，得到脉宽调制信号并传递给所述功率驱动模块，用于控制所述微电机的正转、反转和停止，从而实现集成式直动开关型滑阀开关控制。

本发明所述的微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的控制系统的特点也在于，所述处理模块包括：微电机转动参数计算模块、开关滑阀通断状态判断模块、微电机控制模块和脉宽调制信号输出模块；

所述微电机转动参数计算模块对所接收的控制数字信号进行逻辑判断，获得所述微电机的转动参数信息并发送至所述微电机控制模块；所述转动参数信息包括：转动方向和转动速度；所述转动方向包括：正转和反转；

所述开关滑阀通断状态判断模块对所接收的电流数字信号进行逻辑判断，获得所述集成式直动开关型滑阀的通断状态信息并发送至所述微电机控制模块；所述通断状态信息包括：打开和关闭；

所述微电机控制模块根据所述转动参数信息和通断状态信息，计算所述微电机的控制输出指令后发送至所述脉宽调制信号输出模块；所述微电机的控制输出指令包括：启动指令、停止指令、正转指令、反转指令、工作速度指令和工作时间指令；

所述脉宽调制信号输出模块将所述微电机的控制输出指令转化为脉宽调制信号并发送至所述功率驱动模块。

本发明一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的控制方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、获取外部的控制输入信号并进行捕获处理，获得由频率和电平构成的控制数字信号；

步骤2、对所述控制数字信号进行逻辑判断，获得微电机的转动参数信息；所述转动参数信息包括：转动方向和转动速度；所述转动方向包括：正转和反转；

步骤3、获取所述微电机的电流反馈信号并进行滤波、限流、放大、限幅处理，得到预处理后的电流反馈信号，并转换成电流数字信号；

步骤4、对所述电流数字信号进行逻辑判断，获得集成式直动开关型滑阀的通断状态信息；所述通断状态信息包括：打开和关闭；

步骤5、对所述转动参数信息和通断状态信息进行逻辑分析判断，获得微电机的控制输出指令并转化为脉宽调制信号，用于控制所述微电机的正转、反转和停止，从而实现对所述集成式直动开关型滑阀开关控制。

本发明所述集成式直动开关型滑阀的控制方法的特点也在于，所述步骤2是按如下过程进行：

步骤2.1、根据所述控制输入信号的频率得到所述微电机的转动速度；且所述微电机的转动速度与所述频率成正比；

步骤2.2、根据所述控制输入信号的电平得到所述微电机的转动方向；若所述电平为高电平，则所述微电机的转动方向为正转；若所述电平为低电平，则所述微电机的转动方向为反转；

所述步骤4是按如下过程进行：

步骤4.1、判断所述电流数字信号的大小是否大于所设定电流阈值，若大于，则执行步骤4.2；否则，退出逻辑判断；

步骤4.2、判断所述电流数字信号的持续时间是否大于所设定电流持续时间阈值，若大于，则执行步骤4.3；否则，退出逻辑判断；

步骤4.3、判断所述控制输入信号的电平是否为高电平，若为高电平，则执行步骤4.4；否则，退出逻辑判断；

步骤4.4、判断所述集成式直动开关型滑阀是否为常开阀，若为常开阀，则表示所述集成式直动开关型滑阀的通断状态信息为打开；否则，表示所述集成式直动开关型滑阀的通断状态信息为关闭。

所述步骤5的微电机的控制输出指令是按如下步骤获得：

步骤5.1、判断所述转动方向是否为正转，若是，则执行步骤5.2；否则执行步骤5.7；

步骤5.2、判断所述集成式直动开关型滑阀是否为打开状态，若是，则执行步骤5.3；否则执行步骤5.5；

步骤5.3、设置所述控制输出指令为停止指令，并保存；

步骤5.4、设置所述控制输出指令为启动指令和正转指令，并执行步骤5.5；

步骤5.5、设置所述控制输出指令的工作速度指令与所述转动速度成正比，并执行步骤5.6；

步骤5.6、设置所述控制输出指令的工作时间指令与所述转动速度成正比，并保存；

步骤5.7、判断所述集成式直动开关型滑阀是否为打开状态，若是，则执行步骤5.8；否则执行步骤5.11；

步骤5.8、设置所述控制输出指令的为启动指令和反转指令，并执行步骤5.9；

步骤5.9、设置所述控制输出指令的工作速度指令与所述转动速度成正比，并执行步骤5.10；

步骤5.10、设置所述控制输出指令的工作时间指令与所述转动速度成正比，并保存；

步骤5.11、设置所述控制输出指令为停止指令，并保存。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明针对微电机驱动的集成式直动开关型滑阀，提出了一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀控制系统及其控制方法，通过计算微电机转动参数与开关滑阀通断状态信息，得到微电机控制信号参数与脉宽控制信号，输出功率信号驱动微电机，实现了微电机的正转、反转和停止控制，实现了对微电机驱动的集成直动开关型滑阀的开关控制。

2、本发明所涉及的微电机电流通过采集功率驱动模块的电流反馈信号得到，节省了用于采集微电机电流的电流传感器，降低了控制系统成本，提高了产业化竞争力；且简化了微电机电流采集流程，降低了控制系统的故障点，提高了控制系统的可靠性。

3、本发明所涉及的微电机的驱动控制采用脉宽调制方式，可根据控制精度与响应时间的要求进行脉宽调制信号的工作频率与工作时间设定，进行微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的精度与响应时间控制。通过设定脉宽调制信号相应的工作频率与工作时间，可有效提高了微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的控制精度与响应时间。

附图说明

图1为现有技术中微电机驱动的集成式直动开关型滑阀在阀安装基座上的安装示意图；

图2本发明系统结构应用示意图；

图3为本发明微电机转动参数计算模块的流程图；

图4为本发明微电机控制模块的流程图；

图中标号：1-阀座；2-封板；3-微电机；4-电机引脚端子；5-阀芯；6-阀套；7-电子控制单元；8-电源正极引脚；9-电源负极引脚；10-控制信号引脚；11-第一O型密封圈；12-第二O型密封圈，13-第三O型密封圈；14-第四O型密封圈；201-阀安装基座；202-阀芯均压通道；P-流体供应通道；A-流体控制通道；T-流体泄压通道；P1-滑阀开时阀芯的极限位置；P2-滑阀关时的阀芯极限位置。

具体实施方式

本实施例中，一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的控制系统，是微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的一个组成部件，参阅图1，控制系统作为微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的电子控制单元7，与微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的其它零部件和元器件集成组装后，形成一个完整的微电机驱动的集成式直动开关型滑阀，其电源正极引脚8和电源负极引脚9连接外部供电电源、控制信号引脚10连接外部控制信号输入电路、微电机电连接点与电机引脚端子4形成电连接；控制系统参阅图2，包括：控制信号输入模块、处理模块、功率驱动模块、电流采样模块、模拟信号调理模块和模拟信号输入模块；

控制信号输入模块接收外部的控制输入信号，并转换成控制数字信号后输出至处理模块；

电流采样模块通过功率驱动模块采集微电机的电流反馈信号，并发送至模拟信号调理模块；

模拟信号调理模块对电流反馈信号进行滤波、限流、放大、限幅处理后，得到预处理后的电流反馈信号并输出至模拟信号输入模块；

模拟信号输入模块将所接收的预处理后的电流反馈信号转换成电流数字信号输出至处理模块；

处理模块对所接收的控制数字信号和电流数字信号进行计算，得到脉宽调制信号并传递给功率驱动模块，用于控制微电机的正转、反转和停止，从而实现集成式直动开关型滑阀开关控制。

微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的控制系统，其处理模块包括：微电机转动参数计算模块、开关滑阀通断状态判断模块、微电机控制模块和脉宽调制信号输出模块；

微电机转动参数计算模块对所接收的控制数字信号进行逻辑判断，获得微电机的转动参数信息并发送至微电机控制模块；转动参数信息包括：转动方向和转动速度；转动方向包括：正转和反转；

开关滑阀通断状态判断模块对所接收的电流数字信号进行逻辑判断，获得集成式直动开关型滑阀的通断状态信息并发送至微电机控制模块；通断状态信息包括：打开和关闭；

微电机控制模块根据转动参数信息和通断状态信息，计算微电机的控制输出指令后发送至脉宽调制信号输出模块；微电机的控制输出指令包括：启动指令、停止指令、正转指令、反转指令、工作速度指令和工作时间指令；

脉宽调制信号输出模块将微电机的控制输出指令转化为脉宽调制信号并发送至功率驱动模块。

本实施例中，一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的控制方法，是按如下步骤进行：

步骤1、获取外部的控制输入信号并进行捕获处理，获得由频率和电平构成的控制数字信号；

步骤2、对控制数字信号进行逻辑判断，获得微电机的转动参数信息；转动参数信息包括：转动方向和转动速度；转动方向包括：正转和反转；

步骤2.1、根据控制输入信号的频率得到微电机的转动速度；且微电机的转动速度与频率成正比；

步骤2.2、根据控制输入信号的电平得到微电机的转动方向；若电平为高电平，则微电机的转动方向为正转；若电平为低电平，则微电机的转动方向为反转；

步骤3、获取微电机的电流反馈信号并进行滤波、限流、放大、限幅处理，得到预处理后的电流反馈信号，并转换成电流数字信号；

步骤4、对电流数字信号进行逻辑判断，获得集成式直动开关型滑阀的通断状态信息；通断状态信息包括：打开和关闭；具体的说，参阅图3：

步骤4.1、判断电流数字信号的大小I是否大于所设定电流阈值Ith

，若大于，则执行步骤4.2；否则，退出逻辑判断；

步骤4.2、判断电流数字信号的持续时间T是否大于所设定电流持续时间阈值Tth，若大于，则执行步骤4.3；否则，退出逻辑判断；

步骤4.3、判断控制输入信号的电平V是否为高电平“1”，若为高电平“1”，则执行步骤4.4；否则，退出逻辑判断；

步骤4.4、判断集成式直动开关型滑阀是否为常开阀，若为常开阀，则表示集成式直动开关型滑阀的通断状态信息为打开；否则，表示集成式直动开关型滑阀的通断状态信息为关闭。

其中，步骤4.1和步骤4.2中所涉及的电流阈值Ith和电流持续时间阈值Tth均以变量代替，未给出具体数值，是由于电流阈值Ith与微电机参数有关，电流持续时间阈值Tth与集成式直动开关型滑阀的工作介质有关，需要根据具体的微电机参数、集成式直动开关型滑阀的工作介质，通过实验测试进行确定。

(1)电流阈值Ith的确定方法如下：

针对具体型号的微电机，将该微电机安装在电机测试台上，并在距电机输出端不同距离处安装堵块，测试微电机输出端遇到不同堵块堵转时的电机电流，并进行多次测试，取微电机堵转时电流的加权平均值，即为电流阈值Ith。

(2)电流持续时间阈值Tth的确定方法如下：

针对集成式直动开关型滑阀的具体工作介质，将该集成式直动开关型滑阀安装在液压试验台上，并使集成式直动开关型滑阀接入该工作介质进行开关动作，控制该工作介质在通道中的通断，则工作介质的压力会产生波动，测试该工作介质在集成式直动开关型滑阀的控制下通断动作产生的压力变化至压力稳定所经历的时间，并进行多次测试，取压力变化至压力稳定所经历的时间的加权平均值，即为电流持续时间阈值Tth。

步骤5、对转动参数信息和通断状态信息进行逻辑分析判断，获得微电机的控制输出指令，具体的说，参阅图4：

步骤5.1、判断转动方向是否为正转，若是，则执行步骤5.2；否则执行步骤5.7；

步骤5.2、判断集成式直动开关型滑阀是否为打开状态，若是，则执行步骤5.3；否则执行步骤5.5；

步骤5.3、设置控制输出指令为停止指令，并保存；

步骤5.4、设置控制输出指令为启动指令和正转指令，并执行步骤5.5；

步骤5.5、设置控制输出指令的工作速度指令与转动速度成正比，并执行步骤5.6；

步骤5.6、设置控制输出指令的工作时间指令与转动速度成正比，并保存；

步骤5.7、判断集成式直动开关型滑阀是否为打开状态，若是，则执行步骤5.8；否则执行步骤5.11；

步骤5.8、设置控制输出指令的为启动指令和反转指令，并执行步骤5.9；

步骤5.9、设置控制输出指令的工作速度指令与所述转动速度成正比，并执行步骤5.10；

步骤5.10、设置控制输出指令的工作时间指令与转动速度成正比，并保存；

步骤5.11、设置控制输出指令为停止指令，并保存。

其中，步骤5.5、步骤5.6、步骤5.9和步骤5.10中所涉及的控制输出指令的工作速度指令与工作时间指令，按照以下方法进行计算：

参阅图1，微电机3的电机轴与阀芯5之间通过螺纹配合构成一个微型丝杠/进给螺母机构，当对微电机3供电使其电机轴旋转同时使阀芯5的转动受限时，电机轴的旋转运动可转化为阀芯5的轴向移动，由于微电机3的电机轴与阀芯5之间螺纹配合具有确定的螺距，阀芯5的轴向移动速度只与微电机3的转速有关，阀芯5轴向位移的距离只与微电机3转动的圈数有关；阀芯5的轴向移动速度和轴向位移距离分别通过公式(1)和公式(2)计算：

VV＝T×NE(毫米/秒) (1)

VS＝T×N(毫米) (2)

式(1)和式(2)中：VV—阀芯5的轴向移动速度；VS—阀芯5的轴向位移距离；T—微电机3的电机轴与阀芯5螺纹配合的螺距(毫米/转)；NE—微电机3的工作转速(转/秒)；N—微电机3转动的圈数(转)。

所需控制的流体通道开口为L毫米，则阀芯的开关行程为VS≥L毫米即可，根据公式(2)计算可得：

电机转动圈数N＝VS/T(转)；

阀芯运动时间t＝N/NE(秒)；

阀芯工作速度V_f＝L/t(毫米/秒)；

设置控制输出指令的工作速度指令为阀芯工作速度。

设置控制输出指令的工作时间指令为阀芯运动时间。

将微电机的控制输出指令转化为脉宽调制信号，用于控制微电机的正转、反转和停止，实现对集成式直动开关型滑阀开关控制，开关滑阀的开关控制过程如下：

参阅图1，功率驱动模块接收到包含微电机控制输出指令的脉宽调制信号后，输出驱动微电机工作，在装配状态下，阀芯5上端大径圆柱外圆上轴向设置的2条矩形凸筋置于阀座1圆形通孔内圆面上的2条矩形凹槽内，使阀芯5的转动受到约束，微电机3的电机轴的旋转运动传递给阀芯5时使阀芯5产生轴向运动。

(1)开关型滑阀的打开过程如下：

功率驱动模块对微电机正向供电，使微电机启动、并正向转动并通过电机轴带动阀芯5由P2向P1位置移动，阀芯5移向P1的过程中，其上端的大径圆柱逐步遮盖流体泄压通道T、同时下端大径圆柱逐步消除对流体供应通道P的遮盖；

当阀芯5工作移动到P1位置时停止、同时使微电机堵转并在其供电电路上形成堵转电流，根据电流数字信号的电流数值I>Ith、电流持续时间T>Tth，判断开关滑阀已完成打开过程，则功率驱动模块停止对微电机供电，此时，阀芯5上端大径圆柱将流体泄压通道T完全遮盖从而使其截止，阀芯5下端大径圆柱对流体供应通道P的遮盖完全消除，使流体供应通道P通过阀芯5与阀套6之间的环形腔连通流体控制通道A，至此即完成了流体供应通道P与流体控制通道A之间一次“打开”的过程；在上述过程中，阀芯5向P1移动时压缩其下部的空间所产生的压力通过阀芯均压通道202释放到流体泄压通道T。

(2)开关型滑阀的关闭过程如下：

功率驱动模块对微电机反向供电，使微电机启动、并反向转动并通过电机轴带动阀芯5由P1向P2位置移动，阀芯5移向P2的过程中，其下端大径圆柱逐步消除对流体供应通道T的遮盖，同时上端的大径圆柱逐步遮盖流体泄压通道P；

当阀芯5工作移动到P2位置时停止、同时使微电机堵转并在其供电电路上形成堵转电流，根据电流数字信号的电流数值I>Ith、电流持续时间T>Tth，判断开关滑阀已完成关闭过程，则功率驱动模块停止对微电机供电，此时，阀芯5下端大径圆柱将流体泄压通道P完全遮盖从而使其截止，阀芯5上端大径圆柱对流体供应通道T的遮盖完全消除，使流体供应通道P与流体控制通道A之间的连通截止，至此即完成了流体供应通道P与流体控制通道A之间一次“关闭”的过程；在上述过程中，阀芯5移向P2的过程中，因其下部空间扩大形成的负压由流体泄压通道T通过阀芯均压通道202加以补偿。

实施例：以某型号的微电机、开关滑阀类型和工作介质为例，结合图1至图4，将集成式直动开关型滑阀的打开控制过程进行描述，如下：

该型号微电机的额定转速为4000转/分，最大转速为6000转/分，额定频率为500HZ，最大工作频率为1000HZ；微电机的额定工作电流0.5A，最大工作电流1.5A；微电机输出减速比为1:1；螺距T为0.25毫米；所需控制的流体通道开口L为1毫米；集成式直动开关型滑阀为常闭阀，工作介质为变速器液压油。

集成式直动开关型滑阀的开关控制过程包括以下6个流程：

(1)控制输入信号获取

选取外部控制输入信号为参数如下：频率f＝500HZ、电平V为高电平，对控制输入信号进行捕获、读取处理，得到控制数字信号。

(2)控制输入信号处理

对获取的控制数字信号进行逻辑判断，获得微电机的转动参数信息，如下：

根据控制数字的电平V为高电平得到微电机的转动方向为正转；根据控制数字的频率f＝500HZ得到微电机的转动速度为((6000转/分)/1000HZ)*500HZ＝3000转/分＝50转/秒。

(3)电流反馈信号获取与处理

获取微电机的电流反馈信号并进行滤波、限流、放大、限幅处理，得到预处理后的电流反馈信号，并转换成电流数字信号，设定电流数值I＝1.31A，电流持续时间T＝0.03秒。

(4)开关型滑阀的通断状态判断

按照上述的阈值确定方法进行试验测试，可得到电流阈值Ith＝1.25A，电流持续时间阈值Tth＝0.02秒，下面进行开关型滑阀的通断状态判断：

首先，电流数字信号的电流数值I＝1.31A>Ith＝1.25A，则执行电流持续时间判断；

其次，电流数字信号的电流持续时间T＝0.03秒>Tth＝0.02秒，则执行滑阀类型判断判断；

最后，开关型滑阀为常闭阀，则获得集成式直动开关型滑阀为关闭状态。

(5)微电机控制输出指令计算

根据上述流程计算、判断可知，微电机的转动方向为正转，集成式直动开关型滑阀为关闭状态，设置控制输出指令为启动指令和正转指令；设定控制输出指令的工作速度与转动速度成等比，根据微电机输出减速比为1:1，则微电机的转动速度为50转/秒，根据螺距T为0.25毫米、所需控制的流体通道开口L为1毫米，则阀芯的开关行程为VS≥1毫米即可，根据公式(2)计算可得：

电机转动圈数N＝VS/T＝1/0.25＝4(转)

阀芯运动时间t＝N/NE＝4/50＝0.08(秒)

阀芯工作速度V_f＝L/t＝(1毫米)/(0.08秒)＝12.5(毫米/秒)

设置控制输出指令的工作速度指令为12.5毫米/秒；

设定控制输出指令的工作时间与转动时间成等比，则设置控制输出指令的工作时间指令为微电机的转动时间0.08秒。

将微电机的控制输出指令：启动指令、正转指令、工作速度指令12.5毫米/秒和工作时间指令0.08秒转化为脉宽调制信号。

(6)集成式直动开关型滑阀开关控制

如图1所示，功率驱动模块接收到包含微电机控制输出指令的脉宽调制信号后，输出驱动微电机工作，在装配状态下，阀芯5上端大径圆柱外圆上轴向设置的2条矩形凸筋置于阀座1圆形通孔内圆面上的2条矩形凹槽内，使阀芯5的转动受到约束，微电机3的电机轴的旋转运动传递给阀芯5时使阀芯5产生轴向运动。

开关型滑阀的打开过程如下：

功率驱动模块对微电机正向供电，使微电机启动、并正向转动并通过电机轴带动阀芯5以12.5毫米/秒的速度、由P2向P1位置移动，阀芯5移向P1的过程中，其上端的大径圆柱逐步遮盖流体泄压通道T、同时下端大径圆柱逐步消除对流体供应通道P的遮盖；

当阀芯5工作时间0.08秒时，阀芯5移动到P1位置时停止、同时使微电机堵转并在其供电电路上形成堵转电流，根据电流数字信号的电流数值I＝1.31A>Ith＝1.25A、电流持续时间T＝0.03秒>Tth＝0.02秒，判断开关滑阀已完成打开过程，功率驱动模块停止对微电机供电，此时，阀芯5上端大径圆柱将流体泄压通道T完全遮盖从而使其截止，阀芯5下端大径圆柱对流体供应通道P的遮盖完全消除，使流体供应通道P通过阀芯5与阀套6之间的环形腔连通流体控制通道A，至此即完成了流体供应通道P与流体控制通道A之间一次“打开”的过程；在上述过程中，阀芯5向P1移动时压缩其下部的空间所产生的压力通过阀芯均压通道202释放到流体泄压通道T。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的控制系统，其特征包括：控制信号输入模块、处理模块、功率驱动模块、电流采样模块、模拟信号调理模块和模拟信号输入模块；

所述控制信号输入模块接收外部的控制输入信号，并转换成控制数字信号后输出至处理模块；

所述电流采样模块通过所述功率驱动模块采集所述微电机的电流反馈信号，并发送至所述模拟信号调理模块；

所述模拟信号调理模块对所述电流反馈信号进行滤波、限流、放大、限幅处理后，得到预处理后的电流反馈信号并输出至所述模拟信号输入模块；

所述模拟信号输入模块将所接收的预处理后的电流反馈信号转换成电流数字信号输出至所述处理模块；

所述处理模块对所接收的控制数字信号和电流数字信号进行计算，得到脉宽调制信号并传递给所述功率驱动模块，用于控制所述微电机的正转、反转和停止，从而实现集成式直动开关型滑阀开关控制；

所述处理模块包括：微电机转动参数计算模块、开关滑阀通断状态判断模块、微电机控制模块和脉宽调制信号输出模块；

所述微电机转动参数计算模块对所接收的控制数字信号进行逻辑判断，获得所述微电机的转动参数信息并发送至所述微电机控制模块；所述转动参数信息包括：转动方向和转动速度；所述转动方向包括：正转和反转；

所述开关滑阀通断状态判断模块对所接收的电流数字信号进行逻辑判断，获得所述集成式直动开关型滑阀的通断状态信息并发送至所述微电机控制模块；所述通断状态信息包括：打开和关闭；

所述微电机控制模块根据所述转动参数信息和通断状态信息，计算所述微电机的控制输出指令后发送至所述脉宽调制信号输出模块；所述微电机的控制输出指令包括：启动指令、停止指令、正转指令、反转指令、工作速度指令和工作时间指令；

所述脉宽调制信号输出模块将所述微电机的控制输出指令转化为脉宽调制信号并发送至所述功率驱动模块。

2.一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的控制方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、获取外部的控制输入信号并进行捕获处理，获得由频率和电平构成的控制数字信号；

步骤2、对所述控制数字信号进行逻辑判断，获得微电机的转动参数信息；所述转动参数信息包括：转动方向和转动速度；所述转动方向包括：正转和反转；

步骤3、获取所述微电机的电流反馈信号并进行滤波、限流、放大、限幅处理，得到预处理后的电流反馈信号，并转换成电流数字信号；

步骤4、对所述电流数字信号进行逻辑判断，获得集成式直动开关型滑阀的通断状态信息；所述通断状态信息包括：打开和关闭；

步骤5、对所述转动参数信息和通断状态信息进行逻辑分析判断，获得微电机的控制输出指令并转化为脉宽调制信号，用于控制所述微电机的正转、反转和停止，从而实现对所述集成式直动开关型滑阀开关控制。

3.根据权利要求2所述集成式直动开关型滑阀的控制方法，其特征是所述步骤2是按如下过程进行：

步骤2.1、根据所述控制输入信号的频率得到所述微电机的转动速度；且所述微电机的转动速度与所述频率成正比；

步骤2.2、根据所述控制输入信号的电平得到所述微电机的转动方向；若所述电平为高电平，则所述微电机的转动方向为正转；若所述电平为低电平，则所述微电机的转动方向为反转。

4.根据权利要求2所述集成式直动开关型滑阀的控制方法，其特征是所述步骤4是按如下过程进行：

步骤4.1、判断所述电流数字信号的大小是否大于所设定电流阈值，若大于，则执行步骤4.2；否则，退出逻辑判断；

步骤4.2、判断所述电流数字信号的持续时间是否大于所设定电流持续时间阈值，若大于，则执行步骤4.3；否则，退出逻辑判断；

步骤4.3、判断所述控制输入信号的电平是否为高电平，若为高电平，则执行步骤4.4；否则，退出逻辑判断；

步骤4.4、判断所述集成式直动开关型滑阀是否为常开阀，若为常开阀，则表示所述集成式直动开关型滑阀的通断状态信息为打开；否则，表示所述集成式直动开关型滑阀的通断状态信息为关闭。

5.根据权利要求2所述的集成式直动开关型滑阀的控制方法，其特征是所述步骤5的微电机的控制输出指令是按如下步骤获得：

步骤5.1、判断所述转动方向是否为正转，若是，则执行步骤5.2；否则执行步骤5.7；

步骤5.2、判断所述集成式直动开关型滑阀是否为打开状态，若是，则执行步骤5.3；否则执行步骤5.5；

步骤5.3、设置所述控制输出指令为停止指令，并保存；

步骤5.4、设置所述控制输出指令为启动指令和正转指令，并执行步骤5.5；

步骤5.5、设置所述控制输出指令的工作速度指令与所述转动速度成正比，并执行步骤5.6；

步骤5.6、设置所述控制输出指令的工作时间指令与所述转动速度成正比，并保存；

步骤5.7、判断所述集成式直动开关型滑阀是否为打开状态，若是，则执行步骤5.8；否则执行步骤5.11；

步骤5.8、设置所述控制输出指令的为启动指令和反转指令，并执行步骤5.9；

步骤5.9、设置所述控制输出指令的工作速度指令与所述转动速度成正比，并执行步骤5.10；

步骤5.10、设置所述控制输出指令的工作时间指令与所述转动速度成正比，并保存；

步骤5.11、设置所述控制输出指令为停止指令，并保存。