CN111645655B - 一种基于低频正弦微波算法实现快速精确控制比例继动阀的策略 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于低频正弦微波算法实现快速精确控制比例继动阀的策略，采用2000hz的PWM主控制频率和70hz的叠加震颤控制频率，主控制PWM的占空比控制范围在0‑30％之间，叠加震颤控制的振幅在主控制占空比基础上增加7％，即震颤PWM是以70hz的频率以及7％的振幅叠加在主控制PWM之上的。本发明有效解决了在没有cpu输出震颤信号控制比例继动阀的情况下，采用软件实现多路PWM波叠加控制输出信号，实现对比例继动阀的快速精确控制，使得对于气刹制动的车辆制动控制得到快速响应，满足上层决策控制需求。

Description

一种基于低频正弦微波算法实现快速精确控制比例继动阀的 策略

技术领域：

本发明涉及一种基于低频正弦微波算法实现快速精确控制比例继动阀的策略，其属于电动汽车智能驾驶技术领域。

背景技术：

前碰撞预警和紧急制动问题对于智能驾驶技术来说必不可少，在大客车以及卡车上多采用气刹制动，为实现制动控制，常采用比例继动阀用以控制气泵输出到各个轮胎的制动气压，比例继动阀的控制是通过控制线圈中的电流大小实现对阀芯的运动控制如图1所示。

其中1口常进气，线圈通电时动铁芯向下运动，使阀门a关闭，在足够大的电流下，克服弹簧力和压差力，顶开阀门b，导致1口的气压经阀门b流入继动活塞上腔，使其向下运行打开阀门c，从而导致2口有气压输出；当活塞上腔气压上升至一定值时，推动比例阀门上升从而关闭阀门b，在输入定值电流后各腔气压达到平衡稳定，阀门a，b，c都处于关闭状态。

工程上，多采用控制PWM波占空比控制输入电流的大小进而控制比例继动阀的开闭程度；然而在实际应用中却存在着潜在问题，就是阀芯的控制滞后于PWM波的控制，原因是阀芯在由静止转为运动的过程中需要克服静摩擦和变化的电流产生的反电动势，反电动势一直存在于PWM变化过程中，因此需要一种技术克服该反电动势，使得比例继动阀有更高的响应精度。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种基于低频正弦微波算法实现快速精确控制比例继动阀的策略，其能够实现对气动制动的车辆精准快速的控制，确保车辆行驶的安全及危险防御。

本发明所采用的技术方案有：一种基于低频正弦微波算法实现快速精确控制比例继动阀的策略，采用2000hz的PWM主控制频率和70hz的叠加震颤控制频率，主控制PWM的占空比控制范围在0-30％之间，叠加震颤控制的振幅在主控制占空比基础上增加7％，即震颤PWM是以70hz的频率以及7％的振幅叠加在主控制PWM之上的。

进一步地，PWM阶跃信号的响应物理表达式表示为：

上升沿：

下降沿：

其中：I₀为初始电流；U：为PWM的输出电压；R：为线圈的电阻；τ＝L/R为电阻电感回路的时间常数；L为线圈的电感；t为时间。

本发明具有如下有益效果：本发明有效解决了在没有cpu输出震颤信号控制比例继动阀的情况下，采用软件实现多路PWM波叠加控制输出信号，实现对比例继动阀的快速精确控制，使得对于气刹制动的车辆制动控制得到快速响应，满足上层决策控制需求。

附图说明：

图1为比例继动阀示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

本发明介绍了针对比例继动阀控制过程中出现的控制滞后现象，采用基于低频正弦微波的震颤算法从软件层面克服阀芯在由静止转为运动的过程中需要克服静摩擦和变化的电流产生的反电动势，使得对于气刹制动的车辆在使用比例继动阀作为控制执行机构时满足上层的快速精准的控制需求。

本发明基于低频正弦微波算法实现快速精确控制比例继动阀的策略，其采用2000hz的PWM主控制频率和70hz的叠加震颤控制频率，主控制PWM的占空比控制范围在0-30％之间，叠加震颤控制的振幅在主控制占空比基础上增加7％，即震颤PWM是以70hz的频率以及7％的振幅叠加在主控制PWM之上的。

本发明基于低频正弦微波的震颤算法克服阀芯在由静止转为运动的过程中需要克服静摩擦和变化的电流产生的反电动势。

比例继动阀的线圈可以进行工程简化，由电阻和电感的串联回路构成，对于PWM阶跃信号的响应物理表达式可以表示为：

上升沿：

下降沿：

其中：I₀为初始电流；U：为PWM的输出电压；R：为线圈的电阻；τ＝L/R为电阻电感回路的时间常数；L为线圈的电感；t为时间。

通过在固有的PWM波上叠加一个正弦震荡占空比，工程上可以采用三角波近似代替，，经过验证实际效果基本一致，差别甚微。

本发明有效解决了在没有cpu输出震颤信号控制比例继动阀的情况下，采用软件实现多路PWM波叠加控制输出信号，实现对比例继动阀的快速精确控制，使得对于气刹制动的车辆制动控制得到快速响应，满足上层决策控制需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于低频正弦微波算法实现快速精确控制比例继动阀的策略，其特征在于：采用2000hz的PWM主控制频率和70hz的叠加震颤控制频率，主控制PWM的占空比控制范围在0-30％之间，叠加震颤控制的振幅在主控制占空比基础上增加7％，即震颤PWM是以70hz的频率以及7％的振幅叠加在主控制PWM之上的；

PWM阶跃信号的响应物理表达式表示为：

上升沿：

下降沿：

其中：I₀为初始电流；U：为PWM的输出电压；R：为线圈的电阻；τ＝L/R为电阻电感回路的时间常数；L为线圈的电感；t为时间。