[发明专利]一种智能阀门定位器的脉冲控制方法

摘要

本发明涉及一种智能阀门定位器的脉冲控制方法，将阀门从反馈位置到阀门指定位置的区间分为全速区、中速区、死区三部分，在全速区内，单片机发出持续电平到压电阀，快速改变执行机构气室的压力，阀门全速运行；在中速区，单片机发出连续脉冲到压电阀，断续的改变执行机构气室的压力，阀门低速运行；在死区内，单片机不发脉冲，阀门停止，根据最小定位脉冲宽度的大小将中速区等分为若干控制段，本方法可实现智能阀门定位器的简单、精确控制。

主权项

一种智能阀门定位器的脉冲控制方法，其特征在于，采用单片机对阀门指定位置信号和阀门反馈位信号作比较，并判断阀门反馈位信号与指定位置信号之间存在的偏差，单片机程序根据判断结果输出相应指令给压电阀，压电阀动作，压电阀把电控制信号转换为机械的位移，推动阀芯，进而调节进入执行机构气室的气流量，使阀门运行到与指定位置，所述控制方法包括如下次序步骤：步骤一：根据阀门反馈位置与阀门指定位置的偏差将阀门从反馈位置到阀门指定位置的区间分为全速区、中速区、死区三部分；全速区的起点为阀门反馈位置，终点为阀门指定位置减去阀门的惯量值；中速区的起点为阀门指定位置减去阀门的惯量值，终点为阀门指定位置减去死区值；死区的起点为阀门指定位置减去死区值，终点为阀门指定位置；步骤二：在全速区内，单片机发出持续电平到压电阀，快速改变执行机构气室的压力，阀门全速运行；在中速区，单片机发出连续脉冲到压电阀，断续的改变执行机构气室的压力，阀门低速运行；在死区内，单片机不发脉冲，阀门停止；设定中速区的长度为阀门的惯量值，并且将其等分为若干控制段，等分的段数等于最小定位脉冲宽度，在每一段内，单片机发出占空比大于0%小于100%的PWM信号，在靠近死区的控制段，PWM信号的脉冲宽度为最小定位脉冲宽度，依次每段增加2毫秒，在PWM信号周期不变的情况下，PWM信号占空比与偏差成线性关系；所述阀门的惯量值，是指阀门在全速运行过程中，单片机发送持续电平信号消失后阀门由于惯性而产生的位移； 阀门的惯量值在初始化过程中测得；所述最小定位脉冲宽度是指保证阀门微动的最小脉冲宽度，在初始化过程中测得；     所述占空比大于0%小于100%的PWM信号，其PWM信号的脉冲宽度T与周期D的关系为：D=(T‑2)/10*10+40，单位为毫秒；所述全速区的长度=偏差值‑‑（惯量值+死区值）；所述阀门反馈位置、阀门指定位置、惯量值、死区值、偏差值的均为单片机通过AD采集得到的实际数量换算成相对于满量程的百分比，即归一化的值;所述控制方法的软件系统程序流程如下：                                                                                                 （1）、开始；（2）、采集阀门反馈位置信号和阀门指定位置信号；（3）、比较阀门定位器的位置反馈点的值和阀门位置指定点的值，并求出偏差；（4）、根据偏差判断当前阀门位置，若阀门处于全速区，则单片机发出持续电平令阀门全速运行；若阀门处于中速区，则单片机根据阀的位置计算出PWM信号的宽度及周期，单片机发出连续PWM信号到压电阀，断续地改变执行机构气室的压力；若阀门处于死区，则令阀门停止转动；（5）、返回开始。