[发明专利]一种比例阀的控制方法和控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及比例阀控制领域，特别是涉及一种比例阀的控制方法和控制系统。

背景技术

电液比例控制阀(简称为比例阀)是介于液压阀和电液伺服阀之间的一种液压控制阀，比例阀接收外部的控制信号，根据该控制信号调节阀芯位移，使阀门开度与控制信号的强弱成比例变化，对通过该比例阀的介质有效调节，最终实现对应用该比例阀的系统进行精确控制。

目前常采用脉宽调制信号(PWM信号)作为比例阀的控制信号。控制系统发送具有一定频率、不同占空比的PWM信号到比例阀，比例阀根据该PWM信号的占空比成比例地调节阀芯位移，使阀门开度与PWM信号的占空比成比例变化。

参阅图1，示出传统的PWM信号调制方式，PWM信号的占空比为脉冲高电平输出持续时间与脉冲周期的比值，即脉宽占空比＝tp/T。在比例阀控制系统中，占空比的大小表征此时流过比例电磁阀阀芯的平均电流与峰值电流的比值，该比值决定电磁阀的阀门开度。举例而言，上述PWM信号控制比例阀时，该比例阀输出平均流量为：

比例阀平均流量＝(tp/T)Qn；其中，tp——有效脉宽；qn——额定流量；T——采样周期。

现有比例阀控制方式通过改变PWM信号的占空比实现对比例阀的控制，虽然可较好的实现对比例阀的控制。但是改变PWM信号的占空比，就会改变PWM信号的频率分布，由于比例阀阀芯本身为一组线圈结构，在线圈上加载不同频率分布的控制信号，比例阀阀芯的动作幅度相应的不一致，容易引起比例阀阀体的颤振，影响比例阀安装的牢固性。

控制系统根据比例阀开度的反馈信号，调整比例阀开度时，需要进一步调整PWM信号的占空比，而生成不同占空比的PWM信号需要较为复杂的电路，增加整个比例阀控制系统的复杂度，相应地也增加控制系统的实现成本和故障几率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种比例阀的控制方法，以解决现有技术中因PWM信号的占空比不同，导致的比例阀阀体的颤振问题，该方法在控制比例阀开度时，能有效地避免比例阀阀体的颤振，保证比例阀使用的可靠性。

本发明的另一个目的是提供一种比例阀的控制系统，该系统在控制比例阀开度时，能有效地避免比例阀阀体的颤振，保证比例阀使用的可靠性。

本发明一种比例阀的控制方法，该方法包括：生成模拟信号，及预置频率和占空比的脉冲信号；选取上述脉冲信号高电平时段对应的模拟信号；将选取的信号传送到所述比例阀，控制所述比例阀动作。

优选的，选取上述脉冲信号高电平或低电平时段对应的模拟信号之后，还包括：将选取的模拟信号与上述脉冲信号叠加。

优选的，还包括：获取所述比例阀的开度信号，依据所述比例阀的开度信号调节生成模拟信号的电压幅值。

优选的，获取所述比例阀的开度信号具体为：获取所述比例阀的流量值和压力值，依据所述流量值和压力值计算所述比例阀开度，生成开度信号。

优选的，所述模拟信号为线性信号。

本发明一种比例阀的控制系统，该控制系统包括比例阀和选通电路，所述选通电路的控制端接预置频率和占空比的脉冲信号，输入端接模拟信号，输出端接所述比例阀；所述选通电路在上述脉冲信号高电平或低电平时，输出模拟信号。

优选的，所述控制系统还包括判断电路，所述判断电路一输入端接预置频率和占空比的脉冲信号，另一输入端接高电平信号，输出端接所述选通电路的控制端，用于在脉冲信号为高电平时，输出导通指令到所述选通电路。

优选的，所述控制系统还包括加法器，所述加法器的一输入端接预置频率和占空比固定的脉冲信号，另一输入端接所述判断电路的输出端，输出端接所述比例阀。

优选的，所述控制系统还包括反馈调节模块，用于获取所述比例阀的开度信号，并依据所述开度信号调节生成脉冲信号的电压幅值。

优选的，所述选通电路为三态门元件。

优选的，所述判断电路为与门。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明利用频率、占空比固定，幅值变化的脉冲信号，控制比例阀，该脉冲信号的电压幅值直接决定比例阀阀门开度，通过调节模拟电压信号幅值即可实现对比例阀阀门开度的调节，间接实现对整个比例阀系统的控制。由于比例阀阀芯为一组线圈，在线圈上加载固定频率和占空比的控制信号，相对于现有技术在线圈上加载不同频率分布的控制信号，比例阀阀芯会规则的周期性移动，使比例阀阀体振动相对较小，保证比例阀使用的可靠性。

附图说明

图1为传统的PWM信号调制方式图；

图2-a为本发明一种PWM信号的一个周期示意图；