JP2022516592A - 制御方法、制御システムおよび電動弁 - Google Patents

制御方法、制御システムおよび電動弁 Download PDF

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Abstract

本発明は、制御方法、制御システムおよび電動弁を開示した。制御方法は、実測した設定パラメータ曲線を取得することと、要求される設定パラメータ曲線を取得し、実測した設定パラメータ曲線および要求される設定パラメータ曲線のそれぞれは、電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を含むことと、実測した設定パラメータ曲線と要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして位置マッピング曲線を取得し、位置マッピング曲線は電動弁の実際位置と電動弁の要求位置との対応関係を表し、位置マッピング曲線における各座標点の横座標に対応する設定パラメータと縦座標に対応する設定パラメータとの差分値は、設定差分値よりも小さいことと、要求される設定パラメータおよび要求される設定パラメータ曲線に基づいて設定要求位置を取得し、設定要求位置および位置マッピング曲線に基づいて設定実際位置を取得することと、電動弁の設定実際位置に移動するように電動弁を制御することとを含む。

Description

本発明は、２０１９年１２月１１日に中国専利局に提出された出願番号が２０１９１１２６４９８２．４である中国特許出願に対して優先権を主張するものであり、該出願の全ての内容を引用により本発明に援用する。
本発明の実施例は、制御分野に関し、例えば、制御方法、制御システムおよび電動弁に関する。
電動弁は、通常、コントローラと、ステッピングモータと、弁芯とを備え、コントローラは、駆動信号をステッピングモータに送信してステッピングモータを回動させ、ステッピングモータは、電動弁の弁芯を弁口に移動させ、弁口を対応の開度に開放させ、電動弁は、例えば、電子膨張弁であってもよく、電子膨張弁における弁芯の位置を調節することにより、作動媒体流量に対する調節を実現することできる。
電動弁の移動の制御中に、ユーザの電動弁に対する要求位置と流量との対応関係が電動弁の実際位置と流量との対応関係に一致しない場合があり、現在、電動弁の総ストロークが一致であるという原則に基づき、ユーザの電動弁に対する要求位置と電動弁の実際位置とを１対１で対応させることができるが、該方法で得られる電動弁の要求位置と流量との関係曲線と、電動弁の実際位置と流量との関係曲線とが大きく異なり、ユーザの電動弁に対する要求位置に基づいて電動弁を対応の実際位置に移動させる時、対応する電動弁の流量はユーザの電動弁の流量に対する要求を満たすことができず、流量制御の精度に大きな偏差が存在し、即ち、電動弁の流量を正確に制御することができない。
本発明の実施例は、設定パラメータの制御精度の偏差が大きいということを回避し、電動弁の制御過程の精度を向上させる制御方法、制御システムおよび電動弁を提供する。
第１態様において、本発明の実施例は、電動弁を制御するための制御方法であって、
実測した設定パラメータ曲線を取得することと、
要求される設定パラメータ曲線を取得し、前記実測した設定パラメータ曲線および前記要求される設定パラメータ曲線のそれぞれは、前記電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を含むことと、
前記実測した設定パラメータ曲線と前記要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして位置マッピング曲線を取得し、前記位置マッピング曲線は、前記電動弁の実際位置と前記電動弁の要求位置との対応関係を表し、前記位置マッピング曲線における各座標点の横座標に対応する前記設定パラメータと縦座標に対応する前記設定パラメータとの差分値は、設定差分値よりも小さいことと、
要求される設定パラメータおよび前記要求される設定パラメータ曲線に基づいて設定要求位置を取得し、前記設定要求位置および前記位置マッピング曲線に基づいて設定実際位置を取得することと、
前記電動弁の前記設定実際位置に移動するように前記電動弁を制御することとを含む、
制御方法を提供する。
第２態様において、本発明の実施例は、電動弁を制御するための制御方法であって、
要求される設定パラメータおよび要求される設定パラメータ曲線に基づいて設定要求位置を取得し、前記設定要求位置および位置マッピング曲線に基づいて設定実際位置を取得することと、
前記電動弁の前記設定実際位置に移動するように前記電動弁を制御することとを含み、
前記位置マッピング曲線は、前記電動弁の移動を制御する制御システムに予め記憶され、前記位置マッピング曲線は、実測した設定パラメータ曲線および前記要求される設定パラメータ曲線の変化に応じて変化し、前記実測した設定パラメータ曲線および前記要求される設定パラメータ曲線のそれぞれは、前記電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を含み、
前記位置マッピング曲線は、前記実測した設定パラメータ曲線と前記要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングすることにより得られ、且つ、前記位置マッピング曲線における点の横座標に対応する前記設定パラメータと縦座標に対応する前記設定パラメータとの差分値は、設定差分値よりも小さい、
制御方法を更に提供する。
第３態様において、本発明の実施例は、電動弁を制御可能な制御システムであって、
実測した設定パラメータ曲線を取得するように構成される実際曲線取得モジュールと、
要求される設定パラメータ曲線を取得するように構成され、前記実測した設定パラメータ曲線および前記要求される設定パラメータ曲線のそれぞれは、前記電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を含む要求曲線取得モジュールと、
前記実測した設定パラメータ曲線と前記要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして位置マッピング曲線を取得するように構成され、前記位置マッピング曲線は、前記電動弁の実際位置と前記電動弁の要求位置との対応関係を表し、前記位置マッピング曲線における各座標点の横座標に対応する前記設定パラメータと縦座標に対応する前記設定パラメータとの差分値は、設定差分値よりも小さいフィッティングモジュールと、
要求される設定パラメータおよび前記要求される設定パラメータ曲線に基づいて設定要求位置を取得し、前記設定要求位置および前記位置マッピング曲線に基づいて設定実際位置を取得するように構成される実際位置取得モジュールと、
前記電動弁の前記設定実際位置に移動するように前記電動弁を制御するように構成される電動弁制御モジュールとを備える、
制御システムを更に提供する。
第４態様において、本発明の実施例は、電動弁を制御するための制御システムであって、
要求される設定パラメータおよび要求される設定パラメータ曲線に基づいて設定要求位置を取得し、前記設定要求位置および位置マッピング曲線に基づいて設定実際位置を取得するように構成される実際位置取得モジュールと、
前記電動弁の前記設定実際位置に移動するように前記電動弁を制御するように構成される電動弁制御モジュールと、
前記位置マッピング曲線を記憶するように構成され、前記位置マッピング曲線は、実測した設定パラメータ曲線および前記要求される設定パラメータ曲線の変化に応じて変化し、前記実測した設定パラメータ曲線および前記要求される設定パラメータ曲線のそれぞれは、前記電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を含み、前記位置マッピング曲線は、前記実測した設定パラメータ曲線と前記要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングすることにより得られ、且つ、前記位置マッピング曲線における点の横座標に対応する前記設定パラメータと縦座標に対応する前記設定パラメータとの差分値は、設定差分値よりも小さい記憶モジュールとを備える、
制御システムを更に提供する。
第５態様において、本発明の実施例は、ステータユニットと、ロータユニットと、弁芯と、回路基板ユニットとを備え、前記ステータユニットはコイルを備え、前記ロータユニットは永久磁石を備え、前記コイルは前記回路基板ユニットに電気接続され、前記コイルは通電後に励磁磁界を発生し、前記ロータユニットは前記励磁磁界において回動し、前記弁芯の位置は前記電動弁の位置であり、前記回路基板ユニットに第３態様または第４態様の制御システムが集積されている、電動弁を更に提供する。
本発明の一実施例に係る第１種の制御方法のフローチャートである。 本発明の一実施例に係る実測した設定パラメータ曲線の模式図である。 本発明の一実施例に係る要求される設定パラメータ曲線の模式図である。 関連技術における電動弁の総ストロークが一致であるという原則に基づいて得られた電動弁の要求位置と実際位置との関係の曲線の模式図である。 関連技術における電動弁の総ストロークが一致であるという原則に基づいて得られた電動弁の要求位置と設定パラメータとの関係、および電動弁の実際位置と設定パラメータとの関係の曲線の模式図である。 本発明の一実施例に係る位置マッピング曲線の模式図である。 本発明の一実施例に係る第２種の制御方法のフローチャートである。 本発明の一実施例に係る別の位置マッピング曲線の模式図である。 本発明の一実施例に係る制御システムの模式的なブロック図である。 本発明の一実施例に係る電動弁の構造模式図である。
図１は、本発明の一実施例に係る第１種の制御方法のフローチャートであり、該制御方法は、電動弁を制御する必要があるシーンに適用でき、電動弁の制御システムで実行可能であり、該制御システムはソフトウェアおよび／またはハードウェアの方式を用いて実行可能である。図１に示すように、該制御方法はステップＳ１０１～ステップＳ１０５を含む。
ステップＳ１０１において、実測した設定パラメータ曲線を取得し、ここで、実測した設定パラメータ曲線は電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を含む。
実測した設定パラメータ曲線を取得し、実測した設定パラメータ曲線は電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を含む。例示的に、電動弁は電子膨張弁を含んでもよく、電子膨張弁は弁芯を備え、設定パラメータは流量を含んでもよく、実測した設定パラメータ曲線は弁芯の位置と流量との対応関係を含む。
例示的に、電子膨張弁は、モータ、例えば、ステッピングモータを更に備えてもよく、電子膨張弁はコントローラを更に備え、コントローラは駆動信号をステッピングモータに送信してステッピングモータを回動させ、ステッピングモータは電動弁の弁芯を弁口に移動させ、弁口を対応の開度に開放させ、電動弁の位置は、電動弁の弁芯が位置する位置と理解でき、電動弁の弁芯が位置する位置、電動弁の弁口の開度面積およびステッピングモータのマイクロステップのステップ数（即ち、マイクロステップ値）がいずれも線形関係となるため、電動弁におけるステッピングモータのマイクロステップのステップ数で電動弁の位置を表すことができ、従って、実測した設定パラメータ曲線は、モータのマイクロステップ値と流量との対応関係を更に含んでもよく、モータのマイクロステップ値を調整することにより、電子膨張弁を設定実際位置に移動させることができる。
図２は、本発明の一実施例に係る実測した設定パラメータ曲線の模式図であり、図２における横座標はステッピングモータの実際のマイクロステップのステップ数Ｘｂを表し、縦座標は設定パラメータＹｂを表し、設定パラメータは、例えば、流量であってもよく、ステッピングモータのマイクロステップのステップ数は電動弁の位置を表すことができるため、図２に示す曲線は、実測した設定パラメータ曲線を表すことができ、電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を含み、図２から下記表１を得ることができる。
表１ 電動弁の実際位置と設定パラメータとの対応関係
Figure 2022516592000002
ステップＳ１０２において、要求される設定パラメータ曲線を取得し、ここで、要求される設定パラメータ曲線は電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を表す。
要求される設定パラメータ曲線を取得し、要求される設定パラメータ曲線は、同様に電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を表す。例示的に、電動弁は電子膨張弁を含んでもよく、電子膨張弁は弁芯を備え、設定パラメータは流量を含んでもよく、要求される設定パラメータ曲線は弁芯の位置と流量との対応関係を表す。例示的に、ステップＳ１０１の説明を参照し、要求される設定パラメータ曲線は更にモータのマイクロステップ値と流量との対応関係を表すことができ、モータのマイクロステップ値を調整することにより、電子膨張弁を設定実際位置に移動させることができる。
図３は、本発明の一実施例に係る要求される設定パラメータ曲線の模式図であり、図３における横座標はステッピングモータの要求されるマイクロステップのステップ数Ｘａを表し、縦座標は設定パラメータＹａを表し、設定パラメータは、例えば、流量であってもよく、ステッピングモータのマイクロステップのステップ数は電動弁の位置を表すことができるため、図３に示す曲線は要求される設定パラメータ曲線を表すことができ、電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を表し、図３から下記表２を得ることができ、電動弁の要求位置はユーザが希望する電動弁の回動の目標位置であり、流量のようなユーザが要求される設定パラメータに対応する。
表２ 電動弁の要求位置と設定パラメータとの対応関係
Figure 2022516592000003
ステップＳ１０３において、実測した設定パラメータ曲線と要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして位置マッピング曲線を取得し、ここで、位置マッピング曲線は電動弁の実際位置と電動弁の要求位置との対応関係を表し、位置マッピング曲線における各座標点の横座標に対応する設定パラメータと縦座標に対応する設定パラメータとの差分値は、設定差分値よりも小さい。
関連技術において、電動弁の総ストロークが一致であるという原則に基づき、ユーザの電動弁に対する要求位置と電動弁の実際位置とを１対１で対応させることができ、例えば、ユーザの電動弁に対する要求位置Ｘａが０～１０００ステップであり、電動弁の実際位置Ｘｂが０～１１５２ステップであれば、Ｘｂは以下の式を満たす。
Figure 2022516592000004
即ち、ＸａおよびＸｂは図４に示す曲線を満たし、図４における横座標はＸａを表し、縦座標はＸｂを表し、更に、顧客の要求位置と電動弁の実際位置とを１対１で対応させて設けることを満たし、且つ、下記表３を得ることができる。
表３ 電動弁の総ストロークが一致であるという原則に基づいて得られた位置と流量データ
Figure 2022516592000005
表３において、２列目のデータは、ユーザの電動弁に対する要求位置Ｘａに対応する流量Ｙａを表し、４列目のデータは、電動弁の実際位置Ｘｂに対応する流量Ｙｂを表し、表３から図５における曲線を得ることができ、図５における横座標は弁芯の位置Ｘを表し、単位がステップであり、縦座標は流量Ｙを表し、単位がｋｇ／ｈであり、曲線ａはユーザの電動弁に対する要求位置Ｘａと流量Ｙａとの対応関係を表し、曲線ｂは電動弁の実際位置Ｘｂと流量Ｙｂとの対応関係を表す。図５から見られるように、総ストロークが一致であるという原則に基づいて電動弁を制御してユーザの電動弁に対する要求位置と電動弁の実際位置とを１対１で対応させる方法を採用して得られたａおよびｂという２本の曲線は、全開および全閉の位置を除き、流量の差が大きく、即ち、ユーザの電動弁に対する要求位置に基づいて対応する実際位置に移動するように電動弁を制御する時、電動弁に対応する流量は、ユーザの電動弁の流量に対する要求を満たすことができず、流量制御の精度に大きな偏差が存在し、即ち、電動弁の流量を正確に制御することができない。
一方、本発明の実施例において、位置マッピング曲線は電動弁の実際位置と電動弁の要求位置との対応関係を表し、実測した設定パラメータ曲線と要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして位置マッピング曲線を取得するために、まず、実測した設定パラメータ曲線および座標点の設定パラメータに基づいて実測した設定パラメータ曲線における座標点の設定パラメータに対応する電動弁の座標点の実際位置を取得することができ、設定パラメータは、例えば、流量であってもよく、座標点の設定パラメータは、例えば、０であり、図２に示す実測した設定パラメータ曲線における縦座標が０の点の横座標が９５であることを取得し、即ち、電動弁におけるステッピングモータが９５ステップ回動すると、対応する実際の流量が０であり、９５が電動弁の座標点の実際位置であることを確定する。
その後、要求される設定パラメータおよび座標点の設定パラメータに基づいて要求される設定パラメータ曲線における座標点の設定パラメータに対応する電動弁の座標点の要求位置を取得し、設定パラメータは、例えば、流量であってもよく、座標点の設定パラメータは、例えば、０であってもよく、図３に示す要求される設定パラメータ曲線における縦座標が０の点の横座標が８２であることを取得し、即ち、顧客が要求される設定パラメータ、例えば、流量が０であると、電動弁におけるステッピングモータは理論的に８２ステップ回動する必要があり、８２が電動弁の座標点の要求位置であることを確定する。
同一の座標点の設定パラメータに対応する座標点の実際位置を縦座標とし、同一の座標点の設定パラメータに対応する座標点の要求位置を横座標として座標点を形成し、異なる座標点の設定パラメータに対応する座標点を滑らかに連結して位置マッピング曲線を形成し、表４は前述した異なる座標点の形成過程を示し、図６は、本発明の一実施例に係る位置マッピング曲線の模式図である。
表４ 位置マッピング曲線における異なる座標点の形成過程
Figure 2022516592000006
表４を参照し、座標点の設定パラメータを設けることができ、例えば、流量は変数１で徐々に増加し、図２および図３に示す曲線に基づき、各座標点の設定パラメータに対応する電動弁の実際位置を座標点の実際位置としておよび対応する電動弁の要求位置を座標点の要求位置としてそれぞれ確定し、即ち、同じ座標点の設定パラメータである同じ流量に対応する電動弁の実際位置Ｘｂおよび電動弁の要求位置Ｘａを見つけ、実測した設定パラメータ曲線と要求される設定パラメータ曲線とのフィッティングを実現し、図６に示すフィッティング曲線、即ち、位置マッピング曲線を形成する。
表４および図６から分かるように、位置マッピング曲線における各座標点の横座標および縦座標に対応する設定パラメータは同じであり、即ち、位置マッピング曲線における座標点の横縦座標である電動弁の要求位置および電動弁の実際位置に対応する流量は同じであり、即ち、前述した位置マッピング曲線における各座標点の横座標に対応する設定パラメータと縦座標に対応する設定パラメータとの差分値が設定差分値よりも小さいことにおける設定差分値は０に等しい。
ステップＳ１０４において、要求される設定パラメータおよび要求される設定パラメータ曲線に基づいて設定要求位置を取得し、設定要求位置および位置マッピング曲線に基づいて設定実際位置を取得する。
要求される設定パラメータおよび要求される設定パラメータ曲線に基づいて設定要求位置を取得し、例えば、ユーザが要求される設定パラメータであるユーザが要求される流量がＹａ’である場合、図３に示す要求される設定パラメータ曲線により、Ｙａ’に対応する座標点の横座標Ｘａ’を取得し、Ｘａ’は設定要求位置であり、即ち、理想的な状態で、ユーザがＹａ’の流量を取得しようとすると、ステップ数Ｘａ’回動させるようにステッピングモータを制御する必要がある。
設定要求位置および位置マッピング曲線に基づいて設定実際位置を取得し、設定要求位置がＸａ’である場合、図６に示す位置マッピング曲線により、Ｘａ’に対応する座標点の縦座標Ｘｂを取得し、Ｘｂ’は設定実際位置である。
ステップＳ１０５において、電動弁の設定実際位置に移動するように電動弁を制御する。
取得した設定実際位置に移動するように電動弁を制御し、位置マッピング曲線における各座標点の横座標および縦座標に対応する設定パラメータが同じであり、即ち、図６に示す位置マッピング曲線における座標点の横縦座標である電動弁の要求位置および電動弁の実際位置に対応する流量が同じであるため、ユーザが要求される流量はＹａ’で、ステップＳ１０４により取得した設定実際位置はＸｂ’であり、即ち、実際にステップ数Ｘｂ’回動させるようにステッピングモータを制御する場合、および理想的な状態でステッピングモータがステップ数Ｘａ’回動する場合に対応する流量のそれぞれは、Ｙａ’であり、設定実際位置に移動するように電動弁を制御すれば、電動弁の流量をユーザが要求される流量Ｙａ’に達させることができ、電動弁の実際位置に対応する流量と電動弁の要求位置に対応する流量との間の差を解消し、設定実際位置に移動するように電動弁を制御すれば、顧客が要求される流量を正確に取得することができ、電動弁の流量制御に対する精度を大きく向上させる。
図７は、本発明の一実施例に係る第２種の制御方法のフローチャートである。図１に示す制御方法との異なりは以下のとおりである。実測した設定パラメータ曲線と要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして位置マッピング曲線を取得することは、実測した設定パラメータ曲線と要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングし、中間位置マッピング曲線を取得し、中間位置マッピング曲線は電動弁の実際位置と電動弁の要求位置との対応関係を表し、中間位置マッピング曲線における各座標点の横座標および縦座標に対応する設定パラメータは同じであることと、中間位置マッピング曲線における隣接する座標点の２次導関数に基づいて複数の折れ線ポイントを取得し、隣接する折れ線ポイントを線形連結して位置マッピング曲線を形成することとを含む。図７に示すように、該制御方法はステップＳ２０１～ステップＳ２０６を含む。
ステップＳ２０１において、実測した設定パラメータ曲線を取得し、ここで、実測した設定パラメータ曲線は、電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を含む。
ステップＳ２０２において、要求される設定パラメータ曲線を取得し、ここで、要求される設定パラメータ曲線は、電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を含む。
ステップＳ２０３において、実測した設定パラメータ曲線と要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして中間位置マッピング曲線を取得し、ここで、中間位置マッピング曲線は電動弁の実際位置と電動弁の要求位置との対応関係を表し、中間位置マッピング曲線における各座標点の横座標に対応する設定パラメータと縦座標に対応する設定パラメータとは同じである。
中間位置マッピング曲線は電動弁の実際位置と電動弁の要求位置との対応関係を表し、実測した設定パラメータ曲線と要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして中間位置マッピング曲線を取得し、中間位置マッピング曲線の取得過程は上記ステップＳ１０３に記載の位置マッピング曲線の取得過程に類似し、ここでは説明を省略する。即ち、図６に示す曲線は、この時、位置マッピング曲線を取得するための中間位置マッピング曲線に相当し、最終的な位置マッピング曲線ではなく、表４および図６から分かるように、中間位置マッピング曲線における各座標点の横座標および縦座標に対応する設定パラメータは同じである。
ステップＳ２０４において、中間位置マッピング曲線における隣接する座標点の２次導関数に基づいて複数の折れ線ポイントを取得し、隣接する折れ線ポイントを線形連結して位置マッピング曲線を形成する。
図６に示す中間位置マッピング曲線における隣接する２つの座標点のうちの後ろの座標点の２次導関数を計算し、２次導関数の絶対値が設定値よりも大きい座標点を折れ線ポイントとして選定し、例示的に、表４または図６に基づいて中間位置マッピング曲線における各座標点の座標を取得し、まず、隣接する２つの座標点のうちの後ろの座標点の１次導関数を計算し、その後、１次導関数に基づいて該後ろの座標点の２次導関数を計算し、２次導関数により曲線の凹凸性を判断できるため、前述した２次導関数に基づいて中間位置マッピング曲線における折れ線ポイントを確定することができる。
例示的に、図６に示す中間位置マッピング曲線における前後に隣接する２つの座標点の座標を（Ｘa1，Ｘb1）および（Ｘa2，Ｘb2）とすることができ、以下の数式に基づいて後ろの座標点（Ｘa2，Ｘb2）の１次導関数Ｄｘａ2’を得ることができる。
Figure 2022516592000007
これにより、図６に示す中間位置マッピング曲線における各座標点の１次導関数を得て、更に、（Ｘa1，Ｄｘａ1’）および（Ｘa2，Ｄｘａ2’）に基づいて後ろの座標点（Ｘa2，Ｘb2）の２次導関数Ｄｘａ2’’を求めることができる。
Figure 2022516592000008
Ｄｘａ2’’に基づいて２次導関数の絶対値が設定値よりも大きい点を折れ線ポイントとして選定し、ここでの設定値は人為的に設定することができ、例えば、設定値を０．２とすることができ、即ち、前述した２次導関数が０．２よりも大きい座標点（Ｘa2，Ｘb2）を折れ線ポイントとして選定し、２次導関数が－０．２よりも小さい座標点（Ｘa2，Ｘb2）を折れ線ポイントとして選定する。なお、ここでは、例示的に設定値を０．２とすることに過ぎず、設定値を限定するものではない。設定値が０．２であることを例とし、表５は選定された折れ線ポイントに対応する電動弁の要求位置Ｘａｔおよび電動弁の実際位置Ｘｂｔの状況である。
表５ 選定された折れ線ポイントに対応するＸａｔおよびＸｂｔの状況
Figure 2022516592000009
このように、上記表５に示す複数の折れ線ポイントを取得し、図８は、本発明の一実施例に係る別の位置マッピング曲線の模式図であり、図８において、前述した折れ線ポイントＡ１が示され、隣接する折れ線ポイントＡ１を線形連結すれば位置マッピング曲線を形成することができ、即ち、隣接する２つの折れ線ポイントＡ１毎に線形連結すれば、所望の位置マッピング曲線を形成することができる。
折れ線ポイントを線形連結して位置マッピング曲線を形成するステップは、ソフトウェアで実行でき、折れ線ポイントの線形連結を実現するために、まず、隣接する折れ線ポイント間の傾きを取得し、ソフトウェアプログラムが小数を処理するには浮動小数点演算を行う必要があるため、ソフトウェア処理のプログラムは複雑となり、ソフトウェアプログラムのリソースを占有し、一方、隣接する折れ線ポイント間の傾きは、上記表５に示すように、小数の出現が不可避である。
表５におけるＳｌｏｐｅＡ２Ｂは、隣接する２つの折れ線ポイントＡ１の縦座標差分値と横座標差分値との比を表し、ＳｌｏｐｅＢ２Ａは、隣接する２つの折れ線ポイントＡ１の横座標差分値と縦座標差分値との比を表し、ＳｌｏｐｅＡ２ＢとＳｌｏｐｅＢ２Ａとは互いに逆数であり、両者のそれぞれは、隣接する２つの折れ線ポイントＡ１間の線形連結線の傾き状況を示すことができる。表５から見られるように、隣接する折れ線ポイントＡ１間の傾きを示すＳｌｏｐｅＡ２ＢおよびＳｌｏｐｅＢ２Ａはほぼ小数であり、ソフトウェアプログラムの浮動小数点演算を回避させるために、取得した傾きＳｌｏｐｅＡ２ＢおよびＳｌｏｐｅＢ２Ａにいずれも設定倍数を乗算して整数の傾きを取得することができ、本発明の実施例は設定倍数の大きさを限定せず、ＳｌｏｐｅＡ２ＢおよびＳｌｏｐｅＢ２Ａと設定倍数との積が整数であることを確保すればよく、例えば、ここでは、設定倍数を例示的に１２８とすれば、表５におけるＳｌｏｐｅＡ２Ｂに対応する整数倍数ＳｌｏｐｅＭａｇＡ２ＢおよびＳｌｏｐｅＢ２Ａに対応する整数倍数ＳｌｏｐｅＭａｇＢ２Ａを取得し、表５に示す折れ線ポイントの横縦座標ＸａｔおよびＸｂｔと、整数倍数ＳｌｏｐｅＭａｇＡ２ＢおよびＳｌｏｐｅＭａｇＢ２Ａとをいずれもソフトウェアプログラムに記憶し、ソフトウェアプログラムを電動弁に書き込む。
整数の傾きを取得した後、整数の傾きに基づいて隣接する折れ線ポイント間の領域を線形補間することができ、例えば、隣接する折れ線ポイントの座標はそれぞれ（０，０）および（１２０，１２１）であり、この２つの折れ線ポイント間の整数の傾きに基づいてこの２つの折れ線ポイント間の領域を線形補間して０ステップ～１２０ステップの間の各ステップの電動弁の要求位置Ｘａｔに対応する電動弁の実際位置Ｘｂｔの値を得ることができ、０ステップ～１２０ステップの間の各ステップのＸａｔおよび各ステップのＸａｔに対応するＸｂｔをそれぞれ横縦座標とすれば、隣接する２つの折れ線ポイント間の複数の補間点を形成することができ、折れ線ポイントおよび補間点が複数の線形座標点を形成し、且つ、隣接する線形座標点に対応する電動弁の要求位置の差分値が１ステップであり、即ち、線形補間すれば、図８に示す曲線における各ステップのＸａｔに対応するＸｂｔの値を得ることができ、全ての線形座標点を線形連結すれば位置マッピング曲線を形成することができる。
このように、線形補間法を用いて図８に示す位置マッピング曲線を取得し、ソフトウェアプログラムは、折れ線ポイントと折れ線ポイント間の線形計算のみを処理する必要があり、位置マッピング曲線における各ステップのＸａｔおよび各ステップのＸａｔに対応するＸｂｔの座標点を大量に処理する必要がなく、ソフトウェアのプログラム処理量を大きく減少し、ソフトウェアプログラムの動作時間を大幅に減少し、ソフトウェアプログラム処理過程にエラーが発生する確率を低減する。また、図８に示す位置マッピング曲線は、図６に示す曲線を２次導関数処理して線形連結して得られた曲線に過ぎず、図８に示す位置マッピング曲線と図６に示す曲線とを接近させるものであるため、図８に示す位置マッピング曲線に基づいてユーザの要求位置に対応する設定実際位置を取得し、且つ設定実際位置に移動するように電動弁を制御することは、ソフトウェアのプログラム処理量を大きく減少し、ソフトウェアプログラムの動作時間を大幅に減少し、ソフトウェアプログラム処理過程にエラーが発生する確率を低減するとともに、電動弁の総ストロークが一致であるという原則に基づいて電動弁を制御する過程に対し、同様に電動弁の実際位置に対応する流量と電動弁の要求位置に対応する流量との間の差を低減し、電動弁の流量制御に対する精度を向上させることができる。
ステップＳ２０５において、要求される設定パラメータおよび要求される設定パラメータ曲線に基づいて設定要求位置を取得し、設定要求位置および位置マッピング曲線に基づいて設定実際位置を取得する。
ステップＳ２０６において、電動弁の設定実際位置に移動するように電動弁を制御する。
本発明の実施例は、電動弁を制御するための制御システムを更に提供する。図９は、本発明の一実施例に係る制御システムの模式的なブロック図であり、図９に示すように、制御システムは、実際曲線取得モジュール３０１、要求曲線取得モジュール３０２、フィッティングモジュール３０３、実際位置取得モジュール３０４および電動弁制御モジュール３０５を備え、実際曲線取得モジュール３０１は、実測した設定パラメータ曲線を取得するように構成され、要求曲線取得モジュール３０２は、要求される設定パラメータ曲線を取得するように構成され、ここで、実測した設定パラメータ曲線および要求される設定パラメータ曲線のそれぞれは、電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を含む。フィッティングモジュール３０３は、実測した設定パラメータ曲線と要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして位置マッピング曲線を取得するように構成され、ここで、位置マッピング曲線は電動弁の実際位置と電動弁の要求位置との対応関係を表し、位置マッピング曲線における各座標点の横座標に対応する設定パラメータと縦座標に対応する設定パラメータとの差分値は、設定差分値よりも小さい。実際位置取得モジュール３０４は、要求される設定パラメータおよび要求される設定パラメータ曲線に基づいて設定要求位置を取得し、設定要求位置および位置マッピング曲線に基づいて設定実際位置を取得するように構成される。電動弁制御モジュール３０５は、電動弁の設定実際位置に移動するように電動弁を制御するように構成される。
本発明の実施例に係る制御システムは、同様に設定パラメータ制御精度の偏差が大きい場合を回避し、電動弁制御過程の精度を向上させ、本発明の実施例に係る制御システムは、上記実施例に係る制御方法を実行することができる。
制御方法の第３種の実施形態において、該制御方法が電動弁を制御するために用いられ、制御方法は、要求される設定パラメータおよび要求される設定パラメータ曲線に基づいて設定要求位置を取得し、設定要求位置および位置マッピング曲線に基づいて設定実際位置を取得することと、電動弁の設定実際位置に移動するように電動弁を制御することとを含み、ここで、位置マッピング曲線は電動弁の移動を制御する制御システムに予め記憶され、位置マッピング曲線は実測した設定パラメータ曲線および要求される設定パラメータ曲線の変化に応じて変化し、実測した設定パラメータ曲線および要求される設定パラメータ曲線のそれぞれは、電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を含み、ここで、位置マッピング曲線は、実測した設定パラメータ曲線と要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングすることにより得られ、且つ、位置マッピング曲線における点の横座標に対応する設定パラメータと縦座標に対応する設定パラメータとの差分値は、設定差分値よりも小さい。
第１種および第２種の制御方法の実施形態と比べ、第３種の制御方法の実施形態の主な区別は以下のとおりである。位置マッピング曲線は電動弁の移動を制御する制御システムに予め記憶され、位置マッピング曲線は実測した設定パラメータ曲線および要求される設定パラメータ曲線の変化に応じて変化し、実測した設定パラメータ曲線および要求される設定パラメータ曲線が変わらない場合、第１種および第２種の制御方法の実施形態における位置マッピング曲線の取得過程を行う必要がなく、量産化に寄与する。このように、制御方法はより簡単となり、制御システムに必要なスペースがより小さくとなり、実測した設定パラメータ曲線および要求される設定パラメータ曲線が変化する場合、オンラインまたはオンラインで位置マッピング曲線を変更することができ、ここで、オンラインの修正方式は制御方法の第１種および第２種の実施形態と同じであり、オンラインの修正方式は第３種の実施形態と同じであり、ここで、オンラインとは生産ライン上を意味し、オンラインとは生産完了後を意味する。
本発明の実施例は、電動弁を制御するための第２種の制御システムを更に提供し、制御システムは、実際位置取得モジュール、電動弁制御モジュールおよび記憶モジュールを備え、実際位置取得モジュールは、要求される設定パラメータおよび要求される設定パラメータ曲線に基づいて設定要求位置を取得し、設定要求位置および位置マッピング曲線に基づいて設定実際位置を取得するように構成され、電動弁制御モジュールは、電動弁の設定実際位置に移動するように電動弁を制御するように構成され、記憶モジュールは、位置マッピング曲線を記憶するように構成され、位置マッピング曲線は実測した設定パラメータ曲線および要求される設定パラメータ曲線の変化に応じて変化し、実測した設定パラメータ曲線および要求される設定パラメータ曲線のそれぞれは、電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を含み、ここで、位置マッピング曲線は、実測した設定パラメータ曲線と要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングすることにより得られ、且つ、位置マッピング曲線における点の横座標に対応する設定パラメータと縦座標に対応する設定パラメータとの差分値は、設定差分値よりも小さい。
第１種の制御システムの実施形態と比べ、第２種の制御システムの実施形態の主な区別は以下のとおりである。実測した設定パラメータ曲線および要求される設定パラメータ曲線が変わらない場合、第１種および第２種の制御方法の実施形態における位置マッピング曲線の取得過程を行う必要がなく、即ち、実際曲線取得モジュール、要求曲線取得モジュールおよびフィッティングモジュールが不要で、位置マッピング曲線を記憶する記憶モジュールが必要となり、位置マッピング曲線を記憶するために用いられ、実測した設定パラメータ曲線および要求される設定パラメータ曲線が変わらない場合、第１種および第２種の制御方法の実施形態における位置マッピング曲線の取得過程を行う必要がなく、量産化に寄与する。実測した設定パラメータ曲線および要求される設定パラメータ曲線が変化する場合、オンラインまたはオンラインで位置マッピング曲線を変更することができ、ここで、オンラインの修正方式は第１種の制御システムの実施形態と同じであり、オンラインの修正方式は第２種の制御システムの実施形態と同じである。
本発明の実施例は、電動弁を更に提供し、図１０は、本発明の一実施例に係る電動弁の構造模式図である。図１０に示すように、電動弁１００は、ハウジング６０と、ステータユニット６０１と、ロータユニット６０２と、弁芯６０３と、回路基板ユニット９０とを備え、回路基板ユニット９０はハウジング６０で形成された内部空洞に設けられ、ステータユニット６０１はロータユニット６０２の外周に設けられ、ロータユニット６０２およびステータユニット６０１が電動弁１００におけるステッピングモータを構成し、ステータユニット６０１はコイルを備え、ロータユニット６０２は永久磁石を備え、コイルは回路基板ユニット９０に電気接続され、コイルは通電後に励磁磁界を発生し、ロータユニット６０２は励磁磁界で移動し、ステッピングモータは電動弁の弁芯６０３を弁口６０４に対して移動させ、弁口６０４を対応の開度に開放させ、弁芯６０３の位置は電動弁の位置であり、回路基板ユニット９０に上記実施例の制御システム（図１０に示されず）が集積されている。
本発明の実施例は、制御方法、制御システムおよび電動弁を提供し、制御方法は以下を含む。実測した設定パラメータ曲線および要求される設定パラメータ曲線を取得し、２本の曲線のそれぞれは、電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を含み、実測した設定パラメータ曲線と要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして電動弁の実際位置と電動弁の要求位置との対応関係を含む位置マッピング曲線を取得し、且つ、位置マッピング曲線における各座標点の横座標に対応する設定パラメータと縦座標に対応する設定パラメータとの差分値は設定差分値よりも小さく、設定差分値をゼロまたはゼロになる傾向がある値とすることができ、最終的に取得した位置マッピング曲線における座標点の横縦座標である電動弁の要求位置と、電動弁の実際位置に対応する設定パラメータとを同じまたは近くさせ、設定要求位置に基づいて位置マッピング曲線における設定要求位置に対応する設定実際位置を照会し、更に、電動弁の設定実際位置に移動するように電動弁を制御することで、電動弁の実際設定パラメータを顧客の要求される設定パラメータに達させるか、または顧客の要求される設定パラメータに非常に近くさせ、設定パラメータの制御精度の偏差が大きい場合を回避し、電動弁制御過程の精度を向上させる。

Claims (12)

  1. 電動弁を制御するための制御方法であって、
    実測した設定パラメータ曲線を取得することと、
    要求される設定パラメータ曲線を取得し、前記実測した設定パラメータ曲線および前記要求される設定パラメータ曲線のそれぞれは、前記電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を表すことと、
    前記実測した設定パラメータ曲線と前記要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして位置マッピング曲線を取得し、前記位置マッピング曲線は、前記電動弁の実際位置と前記電動弁の要求位置との対応関係を表し、前記位置マッピング曲線における各座標点の横座標に対応する前記設定パラメータと縦座標に対応する前記設定パラメータとの差分値は、設定差分値よりも小さいことと、
    要求される設定パラメータおよび前記要求される設定パラメータ曲線に基づいて設定要求位置を取得し、前記設定要求位置および前記位置マッピング曲線に基づいて設定実際位置を取得することと、
    前記電動弁の前記設定実際位置に移動するように前記電動弁を制御することとを含む、
    制御方法。
  2. 前記実測した設定パラメータ曲線と前記要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして位置マッピング曲線を取得することは、
    前記実測した設定パラメータ曲線および座標点の設定パラメータに基づいて前記実測した設定パラメータ曲線における前記座標点の設定パラメータに対応する前記電動弁の座標点の実際位置を取得することと、
    前記要求される設定パラメータ曲線および前記座標点の設定パラメータに基づいて前記要求される設定パラメータ曲線における前記座標点の設定パラメータに対応する前記電動弁の座標点の要求位置を取得することと、
    同一の前記座標点の設定パラメータに対応する前記座標点の実際位置を縦座標とし、同一の前記座標点の設定パラメータに対応する前記座標点の要求位置を横座標として座標点を形成し、異なる前記座標点の設定パラメータに対応する前記座標点を滑らかに連結して前記位置マッピング曲線を形成し、前記位置マッピング曲線における各前記座標点の横座標および縦座標に対応する前記設定パラメータは同じであることとを含む、
    請求項１に記載の制御方法。
  3. 前記実測した設定パラメータ曲線と前記要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして位置マッピング曲線を取得することは、
    前記実測した設定パラメータ曲線と前記要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして中間位置マッピング曲線を取得し、前記中間位置マッピング曲線は、前記電動弁の実際位置と前記電動弁の要求位置との対応関係を表し、前記中間位置マッピング曲線における各前記座標点の横座標および縦座標に対応する前記設定パラメータは同じであることと、
    前記中間位置マッピング曲線における隣接する座標点の２次導関数に基づいて複数の折れ線ポイントを取得し、隣接する前記折れ線ポイントを線形連結して前記位置マッピング曲線を形成することとを含む、
    請求項１に記載の制御方法。
  4. 前記実測した設定パラメータ曲線と前記要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして中間位置マッピング曲線を取得することは、
    前記実測した設定パラメータ曲線および座標点の設定パラメータに基づいて前記実測した設定パラメータ曲線における前記座標点の設定パラメータに対応する前記電動弁の座標点の実際位置を取得することと、
    前記要求される設定パラメータ曲線および前記座標点の設定パラメータに基づいて前記要求される設定パラメータ曲線における前記座標点の設定パラメータに対応する前記電動弁の座標点の要求位置を取得することと、
    同一の前記座標点の設定パラメータに対応する前記座標点の実際位置を縦座標とし、同一の前記座標点の設定パラメータに対応する前記座標点の要求位置を横座標として座標点を形成し、異なる前記座標点の設定パラメータに対応する前記座標点を滑らかに連結して前記中間位置マッピング曲線を形成することとを含む、
    請求項３に記載の制御方法。
  5. 前記中間位置マッピング曲線における隣接する座標点の２次導関数に基づいて複数の折れ線ポイントを取得することは、
    前記中間位置マッピング曲線における隣接する２つの座標点のうちの後ろの座標点の２次導関数を計算し、前記２次導関数の絶対値が設定値よりも大きい座標点を前記折れ線ポイントとして選定することを含む、
    請求項３に記載の制御方法。
  6. 前記隣接する前記折れ線ポイントを線形連結して前記位置マッピング曲線を形成することは、
    隣接する前記折れ線ポイント間の傾きを取得し、取得した前記傾きに設定倍数を乗算して整数の傾きを取得することと、
    前記整数の傾きに基づいて隣接する前記折れ線ポイント間の領域を線形補間し、前記折れ線ポイントおよび補間点が複数の線形座標点を形成することと、
    全ての前記線形座標点を線形連結して前記位置マッピング曲線を形成することとを含む、
    請求項３に記載の制御方法。
  7. 前記電動弁は電子膨張弁を含み、前記電子膨張弁は弁芯を備え、前記設定パラメータは流量を含み、前記実測した設定パラメータ曲線および前記要求される設定パラメータ曲線のそれぞれは、前記弁芯の位置と流量との対応関係を表す、
    請求項１に記載の制御方法。
  8. 前記電子膨張弁はモータを更に備え、前記弁芯の位置は前記モータのマイクロステップ値により確定され、前記実測した設定パラメータ曲線および前記要求される設定パラメータ曲線は、前記モータのマイクロステップ値と流量との対応関係を更に表し、
    前記モータのマイクロステップ値を調整することにより、前記電子膨張弁を前記設定実際位置に移動させる、
    請求項７に記載の制御方法。
  9. 電動弁を制御するための制御方法であって、
    要求される設定パラメータおよび要求される設定パラメータ曲線に基づいて設定要求位置を取得し、前記設定要求位置および位置マッピング曲線に基づいて設定実際位置を取得することと、
    前記電動弁の前記設定実際位置に移動するように前記電動弁を制御することとを含み、
    前記位置マッピング曲線は、前記電動弁の移動を制御する制御システムに予め記憶され、前記位置マッピング曲線は、実測した設定パラメータ曲線および前記要求される設定パラメータ曲線の変化に応じて変化し、前記実測した設定パラメータ曲線および前記要求される設定パラメータ曲線のそれぞれは、前記電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を表し、
    前記位置マッピング曲線は、前記実測した設定パラメータ曲線と前記要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングすることにより得られ、且つ、前記位置マッピング曲線における点の横座標に対応する前記設定パラメータと縦座標に対応する前記設定パラメータとの差分値は、設定差分値よりも小さい、
    制御方法。
  10. 電動弁を制御するための制御システムであって、
    実測した設定パラメータ曲線を取得するように構成される実際曲線取得モジュールと、
    要求される設定パラメータ曲線を取得するように構成され、前記実測した設定パラメータ曲線および前記要求される設定パラメータ曲線のそれぞれは、前記電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を表す要求曲線取得モジュールと、
    前記実測した設定パラメータ曲線と前記要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングして位置マッピング曲線を取得するように構成され、前記位置マッピング曲線は、前記電動弁の実際位置と前記電動弁の要求位置との対応関係を表し、前記位置マッピング曲線における各座標点の横座標に対応する前記設定パラメータと縦座標に対応する前記設定パラメータとの差分値は、設定差分値よりも小さいフィッティングモジュールと、
    要求される設定パラメータおよび前記要求される設定パラメータ曲線に基づいて設定要求位置を取得し、前記設定要求位置および前記位置マッピング曲線に基づいて設定実際位置を取得するように構成される実際位置取得モジュールと、
    前記電動弁の前記設定実際位置に移動するように前記電動弁を制御するように構成される電動弁制御モジュールとを備える、
    制御システム。
  11. 電動弁を制御するための制御システムであって、
    要求される設定パラメータおよび要求される設定パラメータ曲線に基づいて設定要求位置を取得し、前記設定要求位置および位置マッピング曲線に基づいて設定実際位置を取得するように構成される実際位置取得モジュールと、
    前記電動弁の前記設定実際位置に移動するように前記電動弁を制御するように構成される電動弁制御モジュールと、
    前記位置マッピング曲線を記憶するように構成され、前記位置マッピング曲線は、実測した設定パラメータ曲線および前記要求される設定パラメータ曲線の変化に応じて変化し、前記実測した設定パラメータ曲線および前記要求される設定パラメータ曲線のそれぞれは、前記電動弁の位置と設定パラメータとの対応関係を表し、前記位置マッピング曲線は、前記実測した設定パラメータ曲線と前記要求される設定パラメータ曲線とをフィッティングすることにより得られ、且つ、前記位置マッピング曲線における点の横座標に対応する前記設定パラメータと縦座標に対応する前記設定パラメータとの差分値は、設定差分値よりも小さい記憶モジュールとを備える、
    制御システム。
  12. ステータユニットと、ロータユニットと、弁芯と、回路基板ユニットとを備え、
    前記ステータユニットはコイルを備え、前記ロータユニットは永久磁石を備え、前記コイルは前記回路基板ユニットに電気接続され、前記コイルは通電後に励磁磁界を発生し、前記ロータユニットは前記励磁磁界において回動し、前記弁芯の位置は前記電動弁の位置であり、前記回路基板ユニットに請求項１０または１１に記載の制御システムが集積されている、
    電動弁。
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