[发明专利]一种基于复合PWM的开关阀动态特性调控方法

权利要求书

1.一种基于复合PWM的开关阀动态特性调控方法，其特征在于开关阀的线圈通过电流检测器(3)与电压源(2)相连；开关阀(4)各工作口与压力传感系统(6)连接用于实时获取开关阀各工作口的压力状态；开关阀(4)内安装有位移传感器用于获取开关阀阀芯运动状态；电压源(2)占空比控制器(1)相连，占空比控制器(1)与控制器(7)相连并输出高频方波信号给电压源；控制器(7)控制占空比控制器(1)的输出，控制器(7)与压力传感系统(6)相连实时获取压力传感系统(6)中的数据，控制器(7)与位移传感器(5)相连获得开关阀完全打开和完全关闭的时刻；

将开关阀的一个工作周期分为5个阶段，通过控制每个周期各阶段的占空比进行开关阀启闭特性的调整，一个周期内开关阀启闭特性调整方法包括如下步骤：

1)开启初始阶段

在控制信号上升沿到来之前，控制器预先触发占空比控制器，占空比控制器输出占空比恒定为a的高频方波信号给电压源，电压源输出相应的电压方波，在电压方波作用下，线圈电流最终围绕在开启初始电流I₁上做波动，占空比为a的电压方波形成的等效电压等于开启初始电流I₁与线圈电阻的乘积；所述开启初始电流的数值|I₁|小于开启电流数值|I_开启|；

开启初始阶段中，增大占空比a值，即增大开启初始电压的等效电压值，可提高开关阀启闭动态特性；反之，降低占空比a值，可降低开关阀启闭动态特性；

2)开启阶段

控制信号上升沿到来时，控制器触发占空比控制器，占空比控制器输出占空比恒定为b的高频方波信号给电压源，电压源输出相应的电压方波，在电压方波作用下，线圈电流上升，当线圈电流达到开启电流I_开启时开关阀开始打开，电压方波持续作用直至开关阀完全打开；开关阀完全打开时触发位移传感器(5)，位移传感器(5)获取开关阀完全打开时的时刻并传输给控制器；

开启阶段中，增大高频方波信号的占空比b值,即提高占空比为b的开启阶段电压的等效电压值，可提高开关阀启闭动态特性；反之，降低占空比b值，可降低开关阀启闭动态特性；

3)关闭初始阶段

开关阀完全打开时，控制器触发占空比控制器，占空比控制器输出占空比恒定为c的高频方波信号给电压源，电压源输出相应的电压方波，使线圈电流最终围绕在关闭初始电流I₃上做波动；占空比为c的电压方波形成的等效电压等于关闭初始电流I₃与线圈电阻的乘积；所述关闭初始电流的数值|I₃|大于关闭电流数值|I_关闭|；

关闭初始阶段中，降低占空比控制器输出的高频方波信号的占空比c值,即降低占空比为c的关闭初始电压的等效电压值，可提高开关阀启闭动态特性；反之，增加占空比c值，可降低开关阀启闭动态特性；

4)关闭阶段

控制信号下降沿到来时，控制器触发占空比控制器，占空比控制器输出占空比恒定为d的高频方波信号给电压源，电压源输出相应的电压方波，在电压方波作用下，线圈电流下降，当线圈电流下降至关闭电流I_关闭时，开关阀开始关闭，电压方波持续作用至开关阀完全关闭；开关阀完全关闭时触发位移传感器(5)，位移传感器(5)获取开关阀完全关闭时的时刻并传输给控制器；

关闭阶段中，降低占空比控制器输出的高频方波信号的占空比d值，即降低占空比为d的关闭阶段电压的等效电压值，以提高开关阀启闭动态特性；反之，增大占空比d值，可降低开关阀启闭动态特性；

5)关闭维持阶段

开关阀完全关闭后，位移传感器将信号传给控制器，控制器触发占空比控制器，占空比控制器输出占空比为0的高频方波信号给电压源，电压源输出零电压，电流下降至零电流；直至下一个周期的到来。