技術領域

本發明涉及自動控制技術領域，尤其涉及比例放大器PID參數自整定控制方法及比例放大器、比例電磁閥。?

背景技術

比例放大器是比例電磁閥的比例控制系統的重要組成部分，其功能是對比例電磁閥提供特定性能的電流，使得比例電磁閥輸出的流量或者壓力成比例地受到控制的電子裝置。?

現有的比例放大器多采用模擬控制，由運算放大器和功率電子元件為主組成控制放大電路控制比例電磁閥中比例電磁鐵線圈電流的大小和均加減速時間，以控制電磁鐵銜鐵推力的大小和位移從而控制比例電磁閥開口大小，達到控制液壓回路油的壓力或流量的目的。?

采用上述控制方法制造的控制系統的控制功能簡單，難以適應各種需要場合，并且存在明顯的溫度漂移和零點漂移。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述不足，提出一種能自適應比例電磁閥各種應用場合的參數控制需求且控制性能更好的比例放大器PID參數自整定控制方法。?

本發明解決其技術問題采用的技術方案是，提出一種比例放大器PID參數自整定控制方法，其包括步驟：?

S1：檢測比例放大器輸出端實時參數值并根據實時參數值與給定參數值計算偏差與偏差變化率；?

S2:將偏差與偏差變化率模糊化為對應的偏差模糊子集與偏?差變化率模糊子集；?

S3:根據偏差模糊子集、偏差變化率模糊子集與PID參數的模糊推理機制得到PID參數的模糊子集；?

S4:將PID參數的模糊子集解模糊后，根據PID參數的初始值與解模糊后的變化值得到PID控制參數；?

S5:根據PID控制參數控制比例放大器輸出，并再次檢測比例放大器輸出端實時參數值，重復步驟S1-S5直至比例放大器輸出端實時參數值等于給定參數值。?

進一步地，所述偏差的變量域為e={0，E1，E2，E3}，偏差變化值的變量域為：ec={0，Ec1,Ec2,Ec3}；偏差與偏差變量域對應的模糊子集為{Z，S，M，B}；PID參數的模糊子集為{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、偏差變化率模糊子集與PID參數Kp、Ki、Kd的模糊子集之間的模糊推理機制為：?

Kp:?

Ki:?

Kd:?

進一步地，本發明還公開一種比例放大器，其包括控制模塊、功率放大模塊、閥芯位移傳感器以及測量放大模塊；所述測量放大模塊檢測閥芯位移傳感器檢測到的閥芯位移并將閥芯位移信號傳輸至控制模塊，所述控制模塊根據上述的控制方法輸出PWM控制信號至功率放大模塊以控制電磁鐵線圈電流大小從而控制電磁閥閥芯位移。?

進一步地，所述功率放大模塊包括反相器、第一光耦、第二光耦、P溝道MOS管、N溝道MOS管、第一采樣電阻、第二采樣電阻以及放大器；所述控制模塊輸出的PWM控制信號一路經過反相器后接入第一光耦以控制P溝道MOS管，另一路直接接入第二光耦以控制N溝道MOS管；P溝道MOS管經過電磁鐵線圈后與N溝道MOS管相連，第一采樣電阻一端連接至N溝道MOS管另一端連接至放大器正向端，第二采樣電阻一端連接至P溝道MOS管另一端連接至放大器反向端，放大器輸出端接入控制模塊。?

進一步地，所述P溝道MOS管源級接入電源、柵極接入第一光耦、漏極接入電磁鐵線圈一端并通過反向二極管接入第二采樣電阻后接入放大器反向端；所述N溝道MOS管源級接入電源、柵極接入第二光耦、漏極接入電磁鐵線圈另一端并通過第一采樣電阻接入放大器正向端。?

本發明還公開一種比例電磁閥，其包括上述比例放大器。?

本發明相對現有技術具有如下優點:?

1、PID參數采用模糊控制和自整定控制使得比例放大器能夠自適應于各類應用場合，可以實現實時控制和綜合控制，避免了活動元器件的機械磨損，提高放大器總體控制性能，并且其控制精度更高。?

2、采用由光耦和MOS管等構成的功率放大模塊能夠顯著提高比例電磁鐵線圈電流的衰減速度，提高比例電磁鐵的動態頻寬。?

附圖說明

圖1為比例放大器PID參數自整定控制方法的流程示意圖；?

圖2為比例放大器的電路原理框圖示意圖；?

圖3為圖2中功率放大模塊的具體電路示意圖。?

具體實施方式