[其他]脉宽调制方法及其流体阀控制系统

说明书

在利用以微处理机为基础的数字式控制器的电液伺服系统中，用于对若干以螺线管所驱动的阀门予以脉宽调制的系统和方法。螺线管激励脉冲宽度的识别，是通过将操作人员指令输入信号和响应执行机构及负载处实际运动的反馈信号进行比较而实现的，所有的螺线管在初始时刻均被有选择地同时予以激励，识别出增长脉冲宽度及相应地激励各螺线管的处理过程持续进行，直至所有的脉冲宽度均已适现或直至确定了该调制周期，在这一点处整个控制处理过程又重新开始。

本发明涉及了阀门控制系统，特别是对于利用单一计时器的若干电磁阀门的脉宽调制的系统和方法。

流体阀门系统，例如用于车辆和其它用途的电动液压阀门系统，常常包括多个螺线管驱动的液压阀门，这些阀门需要独立的分离控制，以获得按操作人员所希望的负载运动。这种系统的一个实例是对挖土机铲斗臂的控制，它包含用于各水平和垂直自由度的电磁阀和执行机构的装置。即使其控制是由以微处理机为基础的控制组合装置，一般也是使用若干分离的计时器于脉宽调制各个电磁阀门，而多余的计算能力或许可以用于其它目的。

本发明的基本目的是提供一种利用单一计时器，具体地说是利用以单一微处理器为基础的计时器子程序，对多个电磁阀的脉宽调制的方法及其流体阀控制系统。

在本发明的装置中，为得到操作人员所希望的运动，先以通常方式来确定各个电磁阀的脉宽调制。较佳的作法是，操作人员输入所希的运动指令信号与来自各执行机构和负载的反馈信号进行比较，以得到相应的误差信号，然后将该信号转换为整个调制脉冲周期的脉宽比。将各脉宽信号存入一对应的寄存器，并根据操作人员指令和/或执行机构和负载的运动情况的变化功能而予以周期性地校正。此脉宽信号用于对各执行机构螺线管的周期性信号进行脉宽调制，以得到所要求的运动。

根据本发明，可产生对所有螺线管执行机构均通用的脉宽调制周期，并予以连续重复。还配置了分离的控制寄存器以控制各螺线管的激励和去激励，这种分离的控制寄存器具有每个寄存器指出有关的螺线管是处于激励或不激励的分离的二进制数。在每一调制周期的开始，所有的螺线管将根据激励控制寄存器中二进制信息的功能而有选择地予以激励。各脉宽寄存器被依次换态以识别出最短的脉冲宽度，而控制操作延迟时间与识别时间相应，在此期间微处理器可执行其它计算功能。

在最短的脉冲宽度时间的末端，根据去激励控制寄存器中相关的二进制信息的作用，对应的螺线管被有选择地去激励。然后通过对脉宽寄存器换态来识别出下一个最短的脉冲宽度，从而在这下一个最短脉冲宽度和较先的脉冲宽度之间得到一个差值。再之，控制操作再延迟此脉冲宽度差值相应的时间，这段时间微处理器可执行其他控制功能。在此差值宽度时间的末端，又一次根据去激励控制寄存器中二进制信息的作用，有选择地使与这种邻接的最短脉冲宽度相关的电磁阀去激励。这样识别出该邻接的最短脉冲宽度，并使整个处理过程重复，直至各脉宽寄存器中的所有脉冲宽度均已执行，或直至调制周期终了。此时整个控制处理过程重新开始。

这样，在每一延迟间隔期间，该控制的微处理器就可以空出来用于其它控制功能。对于所有的螺线管其整个脉宽调制处理过程可在一单一的子程序中予以快速执行。此子程序可在每一调制周期中按照脉冲宽度增加的次序识别并实现对每一螺线管的脉宽控制。利用分离的激励和去激励控制寄存器（它们存贮有与各阀门螺线管相关的二进制信息），增加了计算速度。

本发明的其它目的，特征和优点，可从下述的说明书，从属权利要求和附图中得到更好的理解。

图1是实现本发明的电动液压控制系统的示意图;

图2是根据本发明的最佳实施例，解释螺线管脉宽调制子程序运行的流程图。