[发明专利]一种流量控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种流量控制技术，尤其是涉及一种流量控制系统。

背景技术

现有的脉冲式流量控制系统一般包括脉冲信号发生器、驱动器及电磁阀，脉冲信号发生器的输出端与驱动器的输入端连接，驱动器的输出端与电磁阀的输入端连接，电磁阀的输出端与控制对象连接。其工作原理是：脉冲信号发生器的输入端接入目标流量值，脉冲信号发生器根据目标流量值得到脉冲控制信号输送给驱动器，驱动器驱动电磁阀工作。从理论上来说，对于一个调试好的系统，此时控制对象的流量应该与脉冲信号发生器中的目标流量值相同。但是，流量控制系统通常是为标称的控制对象而设计的，该标称控制对象中假设有定常的参数。在脉冲式流量控制系统中，对流量的控制是通过调整脉冲控制信号的占空比，也就是脉冲控制信号的导通时间与周期的比率来实现的。在控制对象的满度水平（即在导通时间期间内通过电磁阀的流量）下，占空比的大小决定了流量的高低。在通常情况下，脉冲信号发生器提供给电磁阀的脉冲控制信号可以准确地生成。然而，满度水平的变化及控制对象参数的变化，都是对整个流量控制系统的扰动。如果扰动比控制对象的动力学特性要慢得多并且控制对象的变化很小，那么通常情况下流量控制系统能够纠正由这个变化引起的误差，并有效地减少其影响。然而，如果这个变化很大，那么就会在流量控制系统中产生一个显著的扰动，而如果这个变化很快，即使其很小，也会成为流量控制系统的噪声。虽然对于扰动，增加流量控制系统的鲁棒性可以提高其稳定性，或者压窄流量控制系统的带宽也会让其对系统噪声不敏感，然而所有这些方法都会导致流量控制系统的控制性能的恶化。在需要精确控制的流量控制系统中，需要将控制对象的变化控制在小范围内。然而，为了使变化较小，除了降低控制对象对影响因素的敏感性以外，还需要高精密的驱动源（驱动器和电磁阀），高精密的驱动源和对影响因素不敏感的鲁棒控制对象增加了系统成本，而且有时根本不存在满足要求的高精度的驱动源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不需采用高精密的驱动源，即可实现对控制对象流量的高精度控制的流量控制系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种流量控制系统，包括脉冲信号发生器、驱动器和电磁阀，所述的脉冲信号发生器与所述的驱动器连接，所述的驱动器与所述的电磁阀连接，还包括控制器和用于提取控制对象的当前压力值的压力传感器，所述的控制器与所述的脉冲信号发生器连接，所述的压力传感器与所述的脉冲信号发生器连接，所述的控制器中设定有标准流量值，所述的压力传感器将提取到的控制对象的当前压力值反馈给所述的脉冲信号发生器，所述的控制器根据标准流量值产生控制信号输送给脉冲信号发生器，脉冲信号发生器根据当前压力值得到当前流量值并与控制信号进行对比，产生脉冲控制信号控制驱动器。

所述的脉冲信号发生器设置有PWM控制信号输出端，所述的脉冲信号发生器的PWM控制信号输出端与所述的驱动器连接。

所述的脉冲信号发生器由脉冲控制模块和脉冲信号生成模块组成，所述的脉冲信号生成模块包括周期寄存器、周期计数器、导通时间寄存器、导通时间计数器、负载控制逻辑模块和信号控制逻辑模块，所述的脉冲控制模块的信号输出端分别与所述的周期寄存器的信号输入端和所述的导通时间寄存器的信号输入端连接，所述的周期寄存器的信号输出端分别与所述的周期计数器的信号输入端和所述的信号控制逻辑模块的信号输入端连接，所述的导通时间寄存器的信号输出端分别与所述的导通时间计数器的信号输入端和所述的信号控制逻辑模块的信号输入端连接，所述的周期计数器的信号输出端分别与所述的负载控制逻辑模块和所述的信号控制逻辑模块连接，所述的导通时间计数器的信号输出端与所述的信号控制逻辑模块连接。

所述的脉冲控制模块包括反馈值计算模块、第一级占空比决定模块、第一级周期决定模块、目标值计算模块、比较器、第二级周期决定模块和第二级导通时间计算模块，所述的反馈值计算模块的信号输入端与所述的压力传感器的信号输出端连接，所述的第一级占空比决定模块的信号输入端、所述的第一级周期决定模块的信号输入端和所述的第二级周期决定模块的信号输入端分别与所述的控制器的信号输出端连接，所述的第一级占空比决定模块的信号输出端和所述的第一级周期决定模块的信号输出端分别与所述的目标值计算模块的信号输入端连接，所述的目标值计算模块的信号输出端和所述的反馈值计算模块的信号输出端分别与所述的比较器的信号输入端连接，所述的比较器的信号输出端与所述的第二级导通时间计算模块的信号输入端连接。