新型高速开关阀单片机PWM控制电路的设计及应用

主要介绍PWM高速开关阀控制电路的结构、工作原理及其具体的应用。经过试验表明,该控制系统利用其驱动电路及单片机的PWM等模块实现了高速开关阀的快开、快闭等特性。该系统具有开闭效果好、功耗低、PWM信号频率和占空比均可调节、控制信号频率适应范围广等优点。该新型PWM高速开关阀控制系统的开闭频率能达到毫秒级,能够精确地控制并在LCD显示执行元件的压力,实验结果表明该系统动态响应特性良好,在电气液控制系统中有广泛的使用价值。     

气动人工肌肉位置离散滑模控制

高速开关阀控气动人工肌肉系统中存在极强的非线性(比如迟滞力,气体的动态流动),并伴随众多不确定性和干扰,难以有效控制。针对高速开关阀控气动人工肌肉单自由度质量弹簧系统,提出了带迟滞力补偿的气动人工肌肉数学模型;基于反馈线性化,设计出了相应的位置离散滑模控制策略。另外,经对高开关阀控气压方式进行线性化,简化了高速开关阀的PWM控制策略。实验结果表明,所提出的控制方案不仅取得了不低于离散抗饱和PID的控制效果,而且具有很大的改进和提升空间。     

高速开关阀的液压同步系统设计

设计了两种高速开关阀直接控制和先导控制的液压同步控制系统,采用液压脉宽调制(PWM)控制方式,结构简单,便于集成,可以实现高精度的位移同步控制.     

基于AMESim的高速电磁开关阀动态特性研究

根据高速电磁开关阀机电液结构,采用AMESim建立了高速电磁开关阀仿真模型,基于该模型对高速电磁开关阀在PWM信号下进行动态特性仿真,通过PWM信号、电流、阀芯位移间的动态响应关系,分析了脉冲调制(PWM)控制信号对高速电磁开关阀动态特性的影响,对从信号控制方面改善高速电磁开关阀性能提供理论基础。     

PWM阀控单端封闭气缸系统的工作

本文给出了高速开关阀阀控气缸系统的单端封闭PWM开关控制的两种工作模式,一种是通过对一定压力气源的PWM断续控制,改变系统的阶跃响应时间,气缸活塞的位移只能通过改变压差调节;另一种是通过气源和大气的PWM交替接入控制,实现占空比一位移/压力或压差一位移/压力比例控制.根据系统的传递函数模型运用仿真的方法得到了动态及静态特性,在此基础上提出单端封闭的阀控气缸系统控制方法,在所搭建装置上进行的实验表明:装置可实现单端封闭气缸活塞位置的PWM定位控制,验证了所提出方法的可行性,为今后高速开关阀的PWM气动位置/压力控制系统构建提供了理论分析和设计基础.     

基于高速开关阀的气动执行器位置伺服控制

本文使用一种五点开关PWM控制算法对高速开关阀控气动执行器进行位置伺服控制.分析了开关阀的启闭滞后现象,并提出了一种修正方法,该方法可有效地消除系统的静态误差.实验结果表明,用高速开关阀可以实现快速、精确的气动执行器位置伺服控制.     

高速开关阀的气缸定位控制

首先分析了基于PWM高速开关阀的气缸定位控制系统的工作原理,在此基础上建立阀控缸定位系统的数学模型。应用脉宽调制方式以及常规PID控制算法和模糊PID控制算法,在MATLAB/SIMULINK上对基于高速开关阀的气缸定位系统进行了仿真。仿真结果表明,用模糊PID控制算法控制阀控缸定位系统,可以实现更快速、更精确的气动执行器位置伺服控制。     

基于高速开关电磁阀PWM控制的汽车ABS研究

在汽车防抱死制动系统的控制过程中,一般由电子控制单元控制二位三通高速开关电磁阀来实现制动轮缸压力的增压、保压和减压3种状态控制.为了提高系统响应速度和控制精度,采用PWM控制高速开关电磁阀的液压制动式防抱死制动系统,分析了高速电磁开关阀结构型式及工作原理、PWM信号控制的ABS系统以及PWM信号控制过程.     

学习控制在开关阀控气动位置伺服系统中的应用

目前，在开关阀控气动位置伺服系统中，常用的控制策略有PWM方式和PCM方式，二者都存在难以克服的缺陷。文章针对一个由微机、无杆气缸、高速开关阀等组成的气动位置伺服系统，提出学习控制方式。实验证明。该系统具有学习能力，能实现气缸的无超调定位，解决了PWM控制方式中开关阀的使用寿命及噪声问题，有一定的定位精度和可靠性。     

气动执行器位置伺服控制研究

本文使用一种五点开关PWM控制算法对高速开关阀控气动执行器进行位置伺服控制。分析了开关阀的启闭滞后现象,并提出了一种修正方法,该方法可有效地消除系统的静态误差。实验结果表明,用高速开关阀可以实现快速、精确的气动执行器位置伺服控制。     

超高压大流量气动开关阀的原理和动态特性研究

开关容积减压是为提高效率而提出的一种新型减压方法。对其关键元件超高压大流量气动开关阀的原理、动态特性进行详细的理论和试验研究。利用气动力平衡,解决超高压主阀心驱动力大和响应慢的难题,设计出小流量驱动大开口的超高压大流量开关阀。提出以定容积过程和变容积过程为单元,以控制腔转折点气体压力为标志,对超高压气动开关阀的开启和关闭动态过程进行细分的原则;建立了基于动态过程细分原则的非线性数学模型;分析了超高压气动开关阀动态特性的影响因素、改善措施。仿真和试验表明,所建立的数学模型和理论分析与试验结果是吻合的。     

基于高速开关电磁阀与PLC监控的数控夹具压力控制系统研究

介绍一种基于高速开关电磁阀的数控夹具压力控制系统的设计原理和实现方法。通过PLC的脉宽调制 (PWM)功能,调节通过高速开关电磁阀的流量,实现对系统压力的控制。为了使系统的压力在加压或出现扰动时能够迅速回到预定值,引进了PLC的PID调节功能。还详细叙述了PLC程序的结构和设计要点。     

阀控叶片气马达建模及恒转速控制研究

为提高叶片气马达的恒转速控制精度,考虑采用高速开关阀调节叶片气马达进气腔的压力和流量。通过分析阀控叶片气马达系统基本结构和工作原理,搭建了叶片气马达周期性、离散的腔室体积模型,对其进行傅里叶级数展开,得到叶片气马达周期性、连续的腔室体积模型。结合叶片气马达运动学模型、腔室流量数学模型以及高速开关阀阀口流量数学模型建立了阀控叶片气马达系统的数学模型。采用PID控制算法对该阀控叶片气马达系统进行恒转速控制研究,仿真与试验结果对比表明：该算法具有良好的转速控制精度,同时也表明了所建立模型的有效性和可行性。     

基于开关阀流量特性的气缸输出力伺服控制研究

该文提出了一种利用开关阀实现气缸输出力伺服控制的新方法。基于高速开关阀自身的体积流量特性,通过对4个高速开关阀开关时序的优化配置,实现气缸输出力的精确快速控制。首先研究开关阀体积流量、PWM占空比和阀进出口压差三者之间的关系,并将其与模糊控制器相结合,建立输出力伺服控制的闭环算法。在此基础上再结合将充放气阀同时打开,调节充放气阀关闭的时间差的错时方法与模式切换设计实现输出力的伺服控制。最后搭建了气缸输出力伺服控制试验平台,开展了试验验证。结果表明,该文所提出的方法能实现准确快速的阶跃控制且稳态误差低于0.5%,并能够较好地跟踪上0.4 HZ的高频正弦和0.1 HZ的低频正弦指令信号。     

基于深度强化学习的混合动力汽车智能跟车控制与能量管理策略研究

以研究智能混合动力汽车控制技术与深度强化学习算法为目标,首先,在两辆混合动力汽车的跟驰环境中,针对领航车提出一种基于深度值网络算法的能量管理策略,实现深度强化学习对发动机与机械式无级变速器的多目标协同控制;其次,针对跟随车建立基于深度强化学习的分层控制模型,实现面向智能混合动力汽车的上层跟车控制与下层能量管理;最后,仿真验证分层控制模型的有效性。结果表明,基于深度强化学习的跟车控制策略具有理想的跟踪性能;同时,基于深度强化学习的能量管理策略在领航车与跟随车中均实现了较好的燃油经济性;此外,基于深度强化学习的能量管理策略输出每组控制动作的平均时间为1.66 ms,保证了实时应用的潜力。     

离合起步用高速开关阀工作特性与驱动方法研究

在普通脉宽调制(PWM)信号驱动下,高速开关电磁阀的开启和关闭时间较长,反应慢,影响了高速开关电磁阀的控制性能。为了进一步提高高速开关阀的控制性能,在分析高速开关阀工作特性的基础上,提出了多路混合驱动方法,缩短了高速开关阀的开启和关闭时间,减小了压力控制时的压力波动,改善了高速开关阀的控制性能。在汽车离合器起步控制中,使用该方法很好地改善了汽车的起步性能,发动机转速比较平稳,从动盘转速增加趋势的波动较小。     

电子限滑差速器电液控制系统特性研究

 以某电子限滑差速器（ELSD）中的电液控制系统为研究对象，分析其电液回路的控制原理及响应特性。根据回路各部件间的机、电、液联动关系，建立系统的数学模型。并运用AMESim/Simulink建模仿真平台，搭建ELSD的液压仿真模型。基于该模型，分析ELSD活塞输出压力与脉宽调制（PWM）信号控制的高速开关阀之间的动态响应关系。研究PWM信号频率、占空比、车轮间转速差及差速器、高速开关阀设计因素对输出油压的影响。通过分析仿真实验结果，提出提高该系统响应速度及控制精度的方法。     

纯水高速开关阀的设计与耦合仿真分析

设计了一种纯水高速开关阀，考虑阀中电磁回路、机械部分、液压系统之间的强耦合作用，建立了耦合数学模型，并利用专用软件构建了耦合仿真模型。仿真发现，当控制脉冲采用过小或过大的占空比时，开关阀流量控制会出现死区及非线性特征；而采用较大占空比时，开关阀流量受压降影响相对较小。由于阀芯与阀套间存在较大的粘性阻尼与摩擦力，阀芯位移的阶跃响应曲线并未出现超调现象，阀芯稳定时间较短，但受电磁铁磁滞的影响，阀芯关闭时间大于开启时间；同时发现阀芯线性度随控制脉冲频率的增大而降低，减小开关阀的开启、关闭时间，有利于扩大阀芯的线性度范围。     

Design and performance characteristic analysis of servo valve-type water hydraulic poppet valve

For water hydraulic system control, the flow or pressure control using high-speed solenoid valve controlled by PWM control method could be a good solution for prevention of internal leakage. However, since the PWM control of on-off valves cause extensive flow and pressure fluctuation, it is difficult to control the water hydraulic actuators precisely. In this study, the servo valve-type water hydraulic valve using proportional poppet as the main valve is designed and the performance characteristics of the servo valve-type water hydraulic valve are analyzed. Furthermore, it is demonstrated through experiments that a decline in control chamber pressure that follows the change of pilot flow is caused by the occurrence of cavitation around the proportional poppet, and that fundamental characteristics of the developed valve remain unaffected by the occurrence of cavitation.     

基于高速开关阀的均衡风缸压力精确控制研究

首先从高速开关阀的数学模型入手,建立了均衡风缸压力的控制系统,然后设计了该系统的两种控制策略---常规PID控制、模糊PID控制。运用AMEsim与Simulink联合仿真,对两种控制策略进行了分析比较,最终选择模糊P ID控制策略,完成均衡风缸压力的精确控制。