[发明专利]提供高效伺服执行机构和激励驱动器的系统、方法和设备

说明书

相关申请

本申请涉及2010年5月21日与本申请同时提交、序列号为12/784638、标题为“Systems，Methods，and Apparatus for Controlling Actuator Drive Current Using Bi-directional Hysteresis Control”的申请，通过引用将其内容完整地结合于此。

本申请还涉及2010年5月21日与本申请同时提交、序列号为12/784649、标题为“Systems，Methods，and Apparatus for Controlling Bi-directional Servo Actuator Using an H-Bridge with Hysteresis Control”的申请，通过引用将其内容完整地结合于此。

本申请还涉及2010年5月21日与本申请同时提交、序列号为12/784657、标题为“Systems，Methods，and Apparatus for Controlling Bi-directional Servo Actuator With PWM Control”的申请，通过引用将其内容完整地结合于此。

技术领域

一般来说，本发明涉及伺服控制器，更具体来说，涉及伺服执行机构驱动器和激励驱动器。

背景技术

气涡轮机和蒸汽涡轮机利用伺服机构来控制与涡轮机的各种组件关联的执行机构。执行机构通常移动燃料阀、速比阀、压缩机叶片和其它机构来控制涡轮机系统中的空气和燃料流量。为了控制伺服执行机构的位置，使准确和受控量的DC电流(通常多达+/-200mA)经过执行机构线圈，并且该电流可部分基于来自耦合到该机构或执行机构的换能器的反馈。传统的伺服控制器可使用线性缓冲器或线性放大器为执行机构提供驱动电流，这通常需要大的吸热器来耗散从驱动电子器件产生的过多热量。

在许多涡轮机中，各种阀和叶片可使用液压执行机构来控制。液压执行机构、阀或叶片的位置可使用诸如旋转变压器、线性可变差动变压器(LVDT)或线性可变差动磁阻(LVDR)装置之类的换能器来监测并且反馈给控制器。这类装置在恶劣的涡轮机环境中极为可靠，但是它们通常需要AC激励电流用于适当操作。AC激励电流通常由具有线性输出放大器的激励驱动电路来提供，这也可能需要大的吸热器来耗散由驱动电子器件产生的过多热量。

当涡轮机具有大量的阀而每个阀具有关联的执行机构和LVDT时，涡轮机的伺服控制器因用于驱动电路的吸热器的所需数量和尺寸而可能变得过大。此外，当驱动能量通过线性驱动电路转换成热量时，电路的能量效率降低，并且所耗散热量增加了控制面板的总温度。

发明内容

上述需要的部分或全部可通过本发明的某些实施例来解决。本发明的某些实施例可包括用于提供高效率伺服执行机构和激励驱动器的系统、方法和设备。

按照本发明的一个示例实施例，提供一种用于控制执行机构的方法。该方法可包括生成参考信号，至少部分基于参考信号采用开关驱动信号来操纵执行机构，生成开关激励信号，以及至少部分基于与开关激励信号关联的反馈来控制参考信号。

按照另一个示例实施例，提供一种用于控制与气涡轮机关联的阀的系统。该系统可包括可操作以操纵阀的执行机构、与执行机构关联的位置传感器、以及控制器。该控制器可配置或编程为生成参考信号，至少部分基于参考信号采用开关驱动信号来操纵执行机构，生成开关激励信号，以及至少部分基于与开关激励信号关联的反馈来控制参考信号。

按照另一个示例实施例，提供一种设备以生成参考信号，至少部分基于参考信号采用开关驱动信号来操纵执行机构，生成开关激励信号，以及至少部分基于与开关激励信号关联的反馈来控制参考信号。

本文中详细描述并且作为要求保护的发明的一部分来考虑本发明的其它实施例和方面。参照以下详细描述、附图和权利要求书，能够理解其它实施例和方面。

附图说明

现在参照附表和附图，附图不一定按比例绘制，其中：

图1是按照本发明的一个示例实施例的说明性控制器系统的框图。

图2是按照本发明的一个示例实施例的说明性执行机构驱动和位置传感器激励电路的框图。

图3是按照本发明的一个示例实施例的说明性定位控制系统的框图。

图4是按照本发明的一个示例实施例、具有滞后控制的说明性开关伺服执行机构电路的电路图。

图5是按照本发明的一个示例实施例的说明性双向电流开关电路的电路图。