[发明专利]一种基于高频电磁阀组的高精度气压控制系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于高频电磁阀组的高精度气压控制系统和方法，控制系统包括依次连接的气源、过滤器、油雾分离器、精密减压阀、缓冲密闭气室、进气高频电磁阀组、密闭气室、排气高频电磁阀组；控制CPU和AD转换器实时采集密闭气室内的气压；气压设定值和气压实测值作差后，得到误差信号，根据误差信号，执行分段控制算法，得到输出控制量；根据误差的不同分段，控制进气高频电磁阀组和排气高频电磁阀组。本发明基于高频电磁阀组的高精度气压控制系统和方法，相对比例阀和伺服阀，价格低，经济性好，体积小，在某些场所更容易安装。

技术领域

本发明涉及气压控制技术，尤其是涉及一种基于高频电磁阀组的控制系统和方法。

背景技术

无污染、成本低、结构简单、压力等级低、安全性好、响应速度快等优点，使得气动技术得到了广泛的应用。

由于气动技术的工作介质-空气有可压缩性强、阀口流出气体存在非线性和活塞与气缸之间摩擦力的影响，导致了气动系统非线性强和刚度低，使得气动系统的稳定性较差，因而，气压的控制精度一般都不高。一般将气压波动限制在100Pa以内可以认为是高精度气压控制。在超精密零件加工、高精度压力表检测、模态测试等应用场合中，迫切需要对气压进行高精度的控制。

控制密闭气室气压的方法有两种，即气体输送系统压力可变的方法和改变密闭气室容积的方法。后者由于用气室容积变化来控制压力，故对系统的气密性要求较高，另外为了满足气室容积的变化，调节器的构造比较复杂，从而也使其应用困难。针对气压控制，采用气体输送系统压力可变的控制方法时，目前最常用的系统构成是采用比例阀进行控制，日本SMC和德国FESTO等公司都有一系列的比例阀，如日本SMC的ITV0000系列，但是最终控制精度只能达到1kPa，而在微压(介于1个标准大气压与2个标准大气压之间的压强)控制的场合，1kPa的相对精度太低。采用特制的压力控制装置，气压波动也只能抑制在50-100Pa。故采用比例阀实现气压波动在50Pa以下是很难实现的。控制密闭气室压力还可以采用基于开关阀的系统构成，通常采用进气和排气独立动作的控制方式，这种方式简单灵活，响应速度快，但是早期由于开关阀开关频率的限制，导致其控制精度较低。

发明内容

为了克服上述气压控制的常见问题，本发明提供一种高精度的气压控制系统和方法。

本发明提供的一种基于高频电磁阀组的高精度气压控制系统，包括依次连接的气源、过滤器、油雾分离器、精密减压阀、缓冲密闭气室、进气高频电磁阀组、密闭气室、排气高频电磁阀组；缓冲密闭气室上连接监视压力表；气源经过滤器、所述油雾分离器、精密减压阀将气压调整到期望控制压力最大值的1.5-2.5倍；精密减压阀的输出连接着缓冲密闭气室，缓冲密闭气室上设有开孔，开孔连接监视压力表，对缓冲密闭气室的气压进行监视；从缓冲密闭气室出来的气路经过进气高频电磁阀组，接到密闭气室，控制密闭气室的进气；排气高频电磁阀组连接密闭气室，控制密闭气室向环境空气排气；密闭气室上连接高精度气压传感器；

进气高频电磁阀组有i个，每个电磁阀组由N个相同的电磁阀组成，N从1开始，每个电磁阀组的电磁阀个数依次增大2倍，每个电磁阀的直径为φ；

排气高频电磁阀组有j个，每个电磁阀组由N个相同的电磁阀组成，N从1开始，每个电磁阀组的电磁阀个数依次增大2倍，每个电磁阀的直径为φ；