[发明专利]一种比例电磁铁高频响应控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种比例电磁铁控制技术领域的比例电磁铁高频响应控制系统及方法，旨在解决现有技术中比例电磁铁的响应时间过长的问题。其包括：PID控制器、控制芯片、驱动单元和比例电磁铁；PID控制器的输入端输入误差信号，用于根据误差信号进行PID调节；控制芯片用于输出用于控制驱动单元工作的PWM波形脉冲，并能够调节PWM波形脉冲的占空比，还能够在每一周期的PWM波形脉冲上叠加一设定波形，设定波形的变化步长为固定值；驱动单元用于输出用于驱动比例电磁铁工作的驱动信号；比例电磁铁根据驱动信号生成磁场，并实时反馈电流输出值；本发明能够达到让比例电磁铁具有颤振功能的效果，可使电流响应速度更快，系统的闭环电流响应时间更短。

技术领域

本发明涉及比例电磁铁控制技术领域，具体是涉及一种比例电磁铁高频响应控制系统及方法。

背景技术

目前比例电磁铁是驱动阀芯运动的一种性价比比较高的执行器之一，其控制精度、响应速度对整机产品中测量位移的准确性越来越重要，工程机械行业对比例电磁铁的控制通常采用调节PWM波形脉冲占空比加传统PID算法的控制方式。

而在比例电磁铁的控制中，PWM波形脉冲的每个周期内其占空比均会由0逐渐升至100%，从而使比例电磁铁逐渐完成响应，但是这一响应过程所耗费的时间较长，因而在要求响应时间比较高的场合，其无法得到较为满意的控制效果，急需对其进行改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种比例电磁铁高频响应控制系统及方法，解决当前比例电磁铁的响应时间过长的问题。

为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种比例电磁铁高频响应控制系统，包括：PID控制器、控制芯片、驱动单元和比例电磁铁；

所述PID控制器的输入端输入误差信号，用于根据误差信号进行PID调节，所述误差信号为电流给定值与电流输出值之差；

所述控制芯片用于根据PID控制器的输出，输出用于控制驱动单元工作的PWM波形脉冲，并能够调节所述PWM波形脉冲的占空比，还能够在每一周期的PWM波形脉冲上叠加一设定波形，所述设定波形的变化步长为固定值；

所述驱动单元用于根据PWM波形脉冲，输出用于驱动比例电磁铁工作的驱动信号；

所述比例电磁铁根据驱动信号生成磁场，并实时反馈电流输出值。

进一步的，还包括稳压单元，所述稳压单元用于对比例电磁铁实时反馈的电流输出值进行稳压处理。

进一步的，所述设定波形为三角波形。

另一方面，本发明提供了一种比例电磁铁高频响应控制方法，由控制芯片执行，所述方法包括以下步骤：

根据PID控制器的输出，生成下一周期的PWM波形脉冲；

进入软件颤振模式，判断当前周期的PWM波形脉冲是否结束，若是则执行下一步骤，若否则重复本步骤，直至当前周期的PWM波形脉冲结束；

将一设定波形叠加至下一周期的PWM波形脉冲上，所述设定波形的变化步长为固定值；

调节下一周期的PWM波形脉冲的占空比。

进一步的，在进入软件颤振模式之前，还包括：

采集上一周期的比例电磁铁的实际响应时间作为电流闭环响应时间；

判断电流闭环响应时间是否小于设定值，若是则进入正常工作模式，调节下一周期的PWM波形脉冲的占空比，不再执行后续步骤。

进一步的，判断当前周期的PWM波形脉冲是否结束的方法包括：

采集当前周期的PWM波形脉冲的占空比，若占空比达到100%，则判断当前周期的PWM波形脉冲已结束，否则判断当前周期的PWM波形脉冲还未结束。

进一步的，在将一设定波形叠加至下一周期的PWM波形脉冲上之前，还包括方法A和/或方法B所述的步骤：