一種比例電磁閥的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種比例電磁閥的控制方法，屬自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在非道路機(jī)械中，比例電磁閥運(yùn)用的非常普遍，特別是使用在挖掘機(jī)、拖拉機(jī)動(dòng)力換檔上，常用的控制方式為PWM(脈沖寬度調(diào)整)，即在比例電磁閥線圈兩端加一個(gè)可調(diào)的脈沖信號(hào)，通過調(diào)整脈沖寬度改變線圈電流，達(dá)到控制執(zhí)行元件的目的。專利CN200910224049.4提出了一種通過PffM對(duì)比例電磁閥進(jìn)行控制的方法。這類控制方法是通過單PffM調(diào)制，其波形如圖1所示。而單PffM調(diào)制，由于線圈的紋波電流大，控制精度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種采用雙PffM調(diào)制技術(shù)，使線圈紋波電流縮小，具有精確、快速、穩(wěn)定等有益效果的一種比例電磁閥的控制方法。
[0004]本發(fā)明一種比例電磁閥的控制方法，其特征是:比例電磁閥連接雙PffM調(diào)制模塊，雙PffM調(diào)制模塊采用雙PffM調(diào)制對(duì)比例電磁閥控制，控制過程是:所述的雙PWM調(diào)制模塊工作在雙PffM調(diào)制下，所述的雙PffM調(diào)制是指在一個(gè)PffM周期⑴內(nèi)，增加了第二個(gè)調(diào)制；
[0005]所述的雙PffM調(diào)制的過程是:PWM周期⑴中，定義一個(gè)Ton(=高電平持續(xù)時(shí)間)、Toff (=低電平持續(xù)時(shí)間)、D (占空比)；
[0006]得:等式1:Toff = T-Ton ；
[0007]等式2:D = Ton/T ； (2)
[0008]把一個(gè)PffM周期分為4個(gè)相同持續(xù)時(shí)間的子周期:分別為A，B，C，D (2.5msecX4=1msec = T)，在每個(gè)子狀態(tài)結(jié)束時(shí)，都有一個(gè)PffM的電平轉(zhuǎn)換；子周期內(nèi)也存在PffM調(diào)制，并遵循PWM的調(diào)制方法；
[0009]將Tx、Tx_0n、Tx_0ff、Dx (x = A, B, C or D)如下定義:
[0010]Tx =子周期；
[0011 ] Τχ_0η =子周期高電平持續(xù)時(shí)間；
[0012]Tx_0ff =子周期低電平持續(xù)時(shí)間；
[0013]Dx=子周期占空比；
[0014]根據(jù)以上分析，可列出以下等式:
[0015]等式3:TA = TB = TC = TD = T/4 ；
[0016]等式4:TA_0n+TB_0n+TC_0n+TD_0n = Ton ；
[0017]等式5:TA_0ff+TB_0ff+TC_0ff+TD_0ff = Toff ；
[0018]等式6:DA = ΤΑ_0η/ΤΑ ；
[0019]等式7:DB = TB_0n/TB ；
[0020]等式8:DC = TC_0n/TC ；
[0021]等式9:DD = TD_0n/TD ；
[0022]適當(dāng)調(diào)整波形:
[0023]等式10:TA_0n = TB_0n ( = Tf+s)；
[0024]等式11:TA_0ff = TB_0ff ；
[0025]等式12:TC_0n = TD_0n ( = Tf-s)；
[0026]等式13:TC_0ff = TD_0ff ；
[0027]Tf、s分別定義為:
[0028]Tf =第一次PffM調(diào)制時(shí)間(?Ton)；
[0029]s =第二次PffM調(diào)制時(shí)間(調(diào)整電流紋波)；
[0030]當(dāng)同時(shí)滿足如下條件:(Tf+s < T/4，且Tf乒s，Tf > 0，s > O)；
[0031]根據(jù)等式⑵，(4)，(10)，(12)，占空比D可表示為:
[0032]等式15:D = Ton/T = TA_0n+TB_0n+TC_0n+TD_0n)/T，
[0033]所有的Τχ_0η將由方程式1、II表示:
[0034]等式I6:D = (Tf+s+Tf+s+Tf-s+Tf-s) /T ；
[0035]等式17:得方程式 1:D = 4XTf/T ;
[0036](4XTf)表示為在一個(gè)周期⑴內(nèi)，PWM高電平的總時(shí)間；也控制著比例電磁閥的平均電流，因此“s”不影響最終的占空比⑶；
[0037]現(xiàn)在分析子周期A和C:
[0038]因?yàn)锳、B是相同的，所以適用于A的也同樣適用于B，同理，也適用于子周期C和D ；
[0039]等式18:DA = ΤΑ_0η/ΤΑ ；
[0040]等式19:DC = TC_0n/TC ；
[0041]從方程(3)，(10)和(12)可知，得:
[0042]等式20:DA = (Tf+s) / (T/4)；
[0043]等式21:DC = (Tf-s) / (T/4)；
[0044]或者
[0045]等式22:DA( = DB) = 4X (Tf+s)/T ；
[0046]等式23:DC( = DD) = 4X (Tf-s)/T ；
[0047]將子周期A與子周期C作為各自的工作周期，把子周期A、C之間的平均電流差稱為D_in_T，D_in_T越大，在1/T頻率的電流紋波也越大；D_in_T越小，電流紋波也越小，通過方程式(20), (21),可得D_in_T的計(jì)算方法:
[0048]等式24:D_in_T = DA-DC = (4Tf+4s) /T- ((4Tf-4s) /T)；
[0049]等式25:D_in_T = (4Tf+4s-4Tf+4s) /T ；
[0050]等式26:D_in_T = 8s/T ；
[0051]由此，我們提取‘s’，得方程式II:s = D_in_T/8T ;
[0052]“s”不影響最終的PffM占空比，但只有在1/T頻率的電流紋波，“s”會(huì)影響PffM占空比，同時(shí)，在1/T頻率的電流紋波不受Tf影響。
[0053]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明減小了比例電磁的電流紋波，從而對(duì)比例電磁閥的沖擊更小，不僅能增加其壽命，降低了產(chǎn)品零件的維護(hù)和更換成本，而且使非道路機(jī)械產(chǎn)品在換擋時(shí)無(wú)頓挫感，比例電磁閥的控制精準(zhǔn)度也更高。
【附圖說明】
[0054]圖1為現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比例電磁閥的控制波形示意圖。
[0055]圖2為本發(fā)明所述比例電磁閥雙PffM調(diào)制的控制波形示意圖。
[0056]圖3為圖1和圖2的波形對(duì)比示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的系統(tǒng)作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0058]本發(fā)明一種比例電磁閥的控制方法，其特征是:比例電磁閥連接雙PffM調(diào)制模塊，雙PffM調(diào)制模塊采用雙PffM調(diào)制對(duì)比例電磁閥控制，控制過程是:所述的雙PWM調(diào)制模塊工作在雙PffM調(diào)制下，所述的雙PffM調(diào)制是指在一個(gè)PffM周期⑴內(nèi)，增加了第二個(gè)調(diào)制；
[0059]所述的雙PffM調(diào)制的過程是:PWM周期⑴中，定義一個(gè)Ton(=高電平持續(xù)時(shí)間)、Toff (=低電平持續(xù)時(shí)間)、D (占空比)；
[0060]得，等式1:Toff = T-Ton ；
[0061]等式2:D = Ton/T ; (2)
[0062]把一個(gè)PffM周期分為4個(gè)相同持續(xù)時(shí)間的子周期:分別為A，B，C，D (2.5msecX4=1msec = T)，在每個(gè)子狀態(tài)結(jié)束時(shí)，都有一個(gè)PffM的電平轉(zhuǎn)換；子周期內(nèi)也存在PffM調(diào)制，并遵循PWM的調(diào)制方法；
[0063]將Tx、Tx_0n、Tx_0ff、Dx (X = A, B, C or D)如下定義:
[0064]Tx =子周期；
[0065]Τχ_0η =子周期高電平持續(xù)時(shí)間；
[0066]Tx_0ff =子周期低電平持續(xù)時(shí)間；
[0067]Dx=子周期占空比；
[0068]根據(jù)以上分析，可列出以下等式:
[0069]等式3:TA = TB = TC = TD = T/4 ；
[0070]等式4:TA_0n+TB_0n+TC_0n+TD_0n = Ton ；
[0071]等式5:TA_0ff+TB_0ff+TC_0ff+TD_0ff = Toff ；
[0072]等式6:DA = TA_0n/