[发明专利]电磁阀式阀门定位器及其控制方法

权利要求书

1.一种电磁阀式阀门定位器，其特征在于，它包括进气电磁阀、放气电磁阀、位置传感器、电源模块、信号调理模块、A/D模块、2个电磁阀驱动模块、两个电磁隔离模块、ARM芯片、液晶显示模块、键盘模块和D/A模块等；其中，外部直流24V电源通过电源模块转换成3.3V后向ARM芯片供电；位置传感器、信号调理模块和A/D模块依次相连，A/D模块通过一个电磁隔离模块接入ARM芯片的A/D接口；D/A模块通过另一个电磁隔离模块接入ARM芯片的D/A接口；进气电磁阀通过一个电磁阀驱动模块接入ARM芯片的PWM接口，放气电磁阀通过另一个电磁阀驱动模块接入ARM芯片的PWM接口；键盘模块通过按键接口接入ARM芯片；液晶显示模块通过LCD接口接入ARM芯片。

2.一种权利要求1所述电磁阀式阀门定位器的控制方法，其特征在于，该方法为：首先检测电磁阀式阀门定位器的给定值和阀门实际位移的反馈值，再计算给定值与反馈值之间的误差ePos；然后判断误差ePos的绝对值|ePos|大小，如果误差绝对值大于或等于Bang-Bang控制与PWM周期控制的分界点z1，则根据误差的正负以及行程的方向，对电磁阀进行Bang-Bang控制；如果误差绝对值|ePos|大于死区范围z2并且小于Bang-Bang控制与PWM周期控制的分界点z1,那么根据阀杆运行时的位置的偏差与偏差的变化率，采用简化的模糊PWM控制方法得出此时电磁阀所采用的PWM最优占空比Duty，对电磁阀采用占空比为Duty的PWM控制；如果误差绝对值|ePos|小于或等于死区范围z2,那么表示阀杆运行至死区范围内，电磁阀开关状态保持不变。

3.根据权利要求2所述电磁阀式阀门定位器的控制方法，其特征在于，所述简化的模糊PWM控制方法包括以下步骤：

（1）首先计算阀门实际位置Pos与设定位置sPos的偏差ePos，以及偏差的变化率dPos；其中ePos和dPos分别按照数字量0-4095和0-2000计算所得，因此论域区间分别为[0,4095]和[0,2000]，按照下式将其做相应的转化为：

ePos1=124095×(ePos-40952),]]>

dPos1=82000×(dPos-20002),]]>

取ePos1的论域E为[-6，-5,-4,-3,-2,1,0,1,2,3,4,5,6]，dPos1的论域D为[-4，-3,-2,-1,0,1,2,3,4]；

其中，ePos1的量化规则采用如下所示：

当-6≤ePos1<-5时，取E=-6；

当-5≤ePos1<-4时，取E=-5；

当-4≤ePos1<-3时，取E=-4；

当-3≤ePos1<-2时，取E=-3；

当-2≤ePos1<-1时，取E=-2；

当-1≤ePos1<0时，取E=-1；

当0≤ePos1<1时，取E=0；

当1≤ePos1<2时，取E=1；

当2≤ePos1<3时，取E=2；

当3≤ePos1<4时，取E=3；

当4≤ePos1<5时，取E=4；

当5≤ePos1<6时，取E=5；

当ePos1=6时，取E=6；

dPos1的量化规则如下：

当-4≤dPos1<-3时，取D=-4；

当-3≤dPos1<-2时，取D=-3；

当-2≤dPos1<-1时，取D=-2；

当-1≤dPos1<0时，取D=-1；

当0≤dPos1<1时，取D=0；

当1≤dPos1<2时，取D=1；

当2≤dPos1<3时，取D=2；

当3≤dPos1<4时，取D=3；

当dPos1=4时，取D=4；

（2）取输出变量PWM的论域取为：P=[-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4],查模糊控制规则表：

表中，E为ePos1的值，D为dPos1的值，P为最佳占空比；

由E和D就可以查表得到最佳占空比P；

（3）输出的最佳占空比P的精确值Duty：

Duty=(1-0.1)×P8+1+0.12.]]>