比例放大器pid参数自整定控制方法及比例放大器、比例电磁阀的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种比例放大器PID参数自整定控制方法，其包括步骤：检测比例放大器输出端实时参数值并根据实时参数值与给定参数值计算偏差与偏差变化率；将偏差与偏差变化率模糊化为对应的偏差模糊子集与偏差变化率模糊子集；根据偏差模糊子集、偏差变化率模糊子集与PID参数的模糊推理机制得到PID参数的模糊子集；将PID参数的模糊子集解模糊后，根据PID参数的初始值与解模糊后的变化值得到PID控制参数；根据PID控制参数控制比例放大器输出，并再次检测比例放大器输出端实时参数值，重复步骤直至比例放大器输出端实时参数值等于给定参数值。本发明PID参数采用模糊控制和自整定控制使得比例放大器能够自适应于各类应用场合。本发明还提供一种比例放大器及比例电磁阀。
【专利说明】比例放大器PID参数自整定控制方法及比例放大器、比例电磁阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动控制【技术领域】，尤其涉及比例放大器PID参数自整定控制方法及比例放大器、比例电磁阀。
【背景技术】
[0002]比例放大器是比例电磁阀的比例控制系统的重要组成部分，其功能是对比例电磁阀提供特定性能的电流，使得比例电磁阀输出的流量或者压力成比例地受到控制的电子装置。
[0003]现有的比例放大器多采用模拟控制，由运算放大器和功率电子元件为主组成控制放大电路控制比例电磁阀中比例电磁铁线圈电流的大小和均加减速时间，以控制电磁铁衔铁推力的大小和位移从而控制比例电磁阀开口大小，达到控制液压回路油的压力或流量的目的。
[0004]采用上述控制方法制造的控制系统的控制功能简单，难以适应各种需要场合，并且存在明显的温度漂移和零点漂移。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种能自适应比例电磁阀各种应用场合的参数控制需求且控制性能更好的比例放大器PID参数自整定控制方法。
[0006]本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种比例放大器PID参数自整定控制方法，其包括步骤:
[0007]S1:检测比例放大器输出端实时参数值并根据实时参数值与给定参数值计算偏差与偏差变化率；
[0008]S2:将偏差与偏差变化率模糊化为对应的偏差模糊子集与偏差变化率模糊子集;
[0009]S3:根据偏差模糊子集、偏差变化率模糊子集与PID参数的模糊推理机制得到PID参数的模糊子集；
[0010]S4:将PID参数的模糊子集解模糊后，根据PID参数的初始值与解模糊后的变化值得到PID控制参数；
[0011]S5:根据PID控制参数控制比例放大器输出，并再次检测比例放大器输出端实时参数值，重复步骤S1-S5直至比例放大器输出端实时参数值等于给定参数值。
[0012]进一步地，所述偏差的变量域为e={0，El, E2，E3}，偏差变化值的变量域为:ec={0,Ecl,Ec2,Ec3};偏差与偏差变量域对应的模糊子集为{Z，S，M，B} ;PID参数的模糊子集为{Z，S，M，B};其中，Z表示零，S表示小，M表示中，B表示大；
[0013]偏差模糊子集、偏差变化率模糊子集与PID参数Kp、K1、Kd的模糊子集之间的模糊推理机制为:
[0014]Kp:
[0015]
【权利要求】
1.一种比例放大器PID参数自整定控制方法，其特征在于:包括步骤: S1:检测比例放大器输出端实时参数值并根据实时参数值与给定参数值计算偏差与偏差变化率； S2:将偏差与偏差变化率模糊化为对应的偏差模糊子集与偏差变化率模糊子集； S3:根据偏差模糊子集、偏差变化率模糊子集与PID参数的模糊推理机制得到PID参数的模糊子集； S4:将PID参数的模糊子集解模糊后，根据PID参数的初始值与解模糊后的变化值得到PID控制参数； S5:根据PID控制参数控制比例放大器输出，并再次检测比例放大器输出端实时参数值，重复步骤S1-S5直至比例放大器输出端实时参数值等于给定参数值。
2.根据权利要求1所述的比例放大器PID参数自整定控制方法，其特征在于:所述偏差的变量域为e={0，El, E2，E3}，偏差变化值的变量域为:ec={0，Ecl,Ec2,Ec3};偏差与偏差变量域对应的模糊子集为{Z，S，M, B} ；PID参数的模糊子集为{Z，S，M, B};其中，Z表示零，S表示小，M表示中，B表示大； 偏差模糊子集、偏差变化率模糊子集与PID参数Kp、K1、Kd的模糊子集之间的模糊推理机制为:
Kp:
3.—种比例放大器，其特征在于:包括控制模块、功率放大模块、阀芯位移传感器以及测量放大模块；所述测量放大模块检测阀芯位移传感器检测到的阀芯位移并将阀芯位移信号传输至控制模块，所述控制模块根据权利要求1或2所述的控制方法输出PWM控制信号至功率放大模块以控制电磁铁线圈电流大小从而控制电磁阀阀芯位移。
4.根据权利要求3所述的比例放大器，其特征在于:所述功率放大模块包括反相器、第一光稱、第二光稱、P沟道MOS管、N沟道MOS管、第一米样电阻、第二米样电阻以及放大器；所述控制模块输出的PWM控制信号一路经过反相器后接入第一光耦以控制P沟道MOS管，另一路直接接入第二光耦以控制N沟道MOS管；Ρ沟道MOS管经过电磁铁线圈后与N沟道MOS管相连，第一采样电阻一端连接至N沟道MOS管另一端连接至放大器正向端，第二采样电阻一端连接至P沟道MOS管另一端连接至放大器反向端，放大器输出端接入控制模块。
5.根据权利要求4所述的比例放大器，其特征在于:所述P沟道MOS管源级接入电源、栅极接入第一光耦、漏极接入电磁铁线圈一端并通过反向二极管接入第二采样电阻后接入放大器反向端；所述N沟道MOS管源级接入电源、栅极接入第二光耦、漏极接入电磁铁线圈另一端并通过第一采样电阻接入放大器正向端。
6.一种比例电磁阀，其特征在于:包括权利要求3至5任一项所述的比例放大器。
【文档编号】F16K31/06GK103713519SQ201310697813
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】陈飞飞, 顾振国, 翁之旦, 张璐璐, 张策 申请人:宁波华液机器制造有限公司