[發明專利]一種基于開關式壓電閥的智能閥門定位系統

有效

• 申請號: 201910362736.6
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110173589B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 蔣恩輝;江愛朋;李峰旭;陳云;丁強;林偉偉
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: F16K31/12
• 分類號: F16K31/12;F16K31/02
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

1.一種基于開關式壓電閥的智能閥門定位系統，包括數據采集模塊、人工輸入模塊、LED顯示模塊、智能微處理器、開關式壓電閥和目標閥位輸入模塊；其特征在于：所述的數據采集模塊用于采集閥位反饋信號、進氣壓力、進氣溫度、氣缸壓力、氣缸溫度信號；人工輸入模塊主要用于輸入調節閥相關參數和優化計算參數，包括調節閥氣缸截面積、正反行程、閥桿質量、彈簧剛度系數、彈簧預緊尺寸、容許閥位誤差、閥位死區、開關式壓電閥進氣截面積和排氣截面積、優化求解的容許誤差、目標函數權重；LED顯示模塊用于實時顯示當前閥位與目標閥位值；目標閥位輸入模塊主要用于給定目標閥位值；智能微處理器主要用于根據給定目標閥位和當前閥位值給出最優控制策略，并籍此輸出最優PWM波信號給開關式壓電閥，以實現目標閥位的最優控制；智能微處理器包括優化參數整定模塊、優化計算模塊、PWM波輸出模塊；智能微處理器內優化參數整定模塊用于獲得優化計算所需的參數；優化計算模塊根據已獲得的調節閥各參數信息，通過優化計算獲得最優控制軌線；PWM波輸出模塊用于將得到的最優控制軌線以PWM波的形式發送給開關式壓電閥，開關式壓電閥據此控制進排氣占空比以實現閥位控制；

上述系統通過以下步驟實現目標閥位的快速和準確控制：

步驟A1：將本智能閥門定位系統與氣動調節閥本體連接起來，利用人工輸入模塊輸入調節閥氣缸截面積、正反行程、閥桿質量、彈簧剛度系數、彈簧預緊尺寸、容許閥位誤差、閥位死區、開關式壓電閥進氣截面積和排氣截面積、優化求解的容許誤差、目標函數權重；

步驟A2：數據采集模塊實時采集閥位反饋信號、進氣壓力、進氣溫度、氣缸壓力、氣缸溫度信號，并發送給智能微處理器，智能微處理器調用內部的優化參數整定模塊獲得優化計算所需的參數；

步驟A3：智能微處理器接收目標閥位輸入模塊給入的目標閥位值，并與從數據采集模塊得到的當前閥位值進行比較；如果目標閥位與當前閥位差值大于容許閥位誤差，則進入步驟A4；否則，不進行動作；

步驟A4：智能微處理器調用內部的優化計算模塊計算出給定目標閥位下的最優控制軌線和最優控制時間；

步驟A5：智能微處理器調用PWM波輸出模塊，在最優控制時間內將得到的最優控制軌線以PWM波的形式發送給開關式壓電閥，開關式壓電閥以此控制進排氣量，實現閥位的快速和準確控制；

步驟A6:完成以上目標閥位控制后，繼續采集目標閥位值和當前閥位值，當目標閥位或者當前閥位值有變化，且差值大于容許閥位誤差時，轉入步驟A4。