比例电磁阀的等效电感测量方法及油压控制方法

摘要

本发明提供了一种比例电磁阀的等效电感测量方法及油压控制方法。比例电磁阀的等效电感测量方法能避开对温度的测量，直接利用采集的比例电磁阀的电流曲线得到电感的关系函数，准确的测量出控制过程中比例电磁阀的等效电感；而对电流曲线的消噪处理，能够保证采集的电流曲线的有效性，剔除电感函数中的偏差部分，能够提高比例电磁阀的等效电感的准确度。油压控制方法不需要利用温度传感器来标定油温对电磁阀输出的油压影响，而直接将油温的变化反应在比例电磁阀的等效电感的变化上，通过利用上述的比例电磁阀的等效电感测量方法测量的等效电感以及输入电流来准确的控制比例电磁阀输出的油压，简化油压控制的结构以及温度传感器标定的工作量。

主权项

一种比例电磁阀的等效电感测量方法，其特征在于，包括步骤：步骤1：对比例电磁阀输入PWM信号，并利用数据采集模块采集输入的电压信号的数据点和对应的电流信号的数据点，进而得到稳态电流电压波形；其中PWM信号的频率为f Hz，占空比D％，PWM信号的电压幅值为E；数据采集模块的采样频率为F Hz，在PWM信号的一个周期内，采集的电压信号的数据点数和对应的电流信号的数据点数：PWM信号的输出c个周期的电压信号，采集到的总的数据点数为c·n；步骤2：从采集的数据中提取电流曲线：PWM信号输入的电压只有0V和E两个状态，若电压从0V跳变到E的时间点为t₁，电压从E跳变到0V的时间点为t₂，那么在t₁～t₂的时间段内电流信号为上升状态，得到的电流曲线为上升曲线；在步骤1中采集的数据点中电压从0V跳变到E的所有跳变点的集合为T₁，电压从E跳变到0V的所有跳变点的集合为T₂，T₁和T₁的求取方法为：如果Volt_(m+1)‑Volt_m>E₁，那么T₁(k)＝t_m；如果Volt_(m+1)‑Volt_m<‑E₁，那么T₂(k)＝t_m；其中，t_m代表第m点的时刻，Volt_m代表第m点的电压值，k∈(0，m)，E₁＝0.8E；如果T₂(1)<T₁(1)，则去除T₂(1)对应的电流信号数据点；如果T₁的数据点数比T₂的数据点数多一个，则去掉T₁的最后一个对应的电流信号的数据点，保证T₂(1)>T₁(1)且对应的电流信号的数据点数相同；那么在任意的时间段T₁(k)～T₂(k)对应的电流曲线为第k段的电流曲线，该电流曲线对应的电流函数为I(k)，由此可以提取出采集的数据点对应的所有电流曲线以及电流函数；步骤3：对得到的所有电流曲线进行消除噪声处理：对于PWM信号当相邻的j个电流曲线的时间间隔在2·j以内时，视为电气特性参数没有变化，将这j个电流曲线通过下式求和平均处理，以达到消除噪声的作用：其中，I₀(k)为消除噪声后的电流函数，I(k)为截取的第k段电流函数；步骤4：对消除噪声后的电流曲线进行多项式曲线拟合，得到电感变化曲线：因为比例电磁铁电路可看成一阶电阻电感串联电路，与普通一阶电路不同的是，其电感是个变量，也就是说系统的时间常数不是恒定的，在这种情况下，不能用简单的指数型函数进行拟合；比例电磁铁电路中的平均电流为I，I由采集到的所有消除噪声后的电流函数I₀(k)中的电流求和平均得到；比例电磁铁电路中的等效电阻为R，当电感保持不变时，比例电磁铁电路中的电感为L，那么电流变化关系满足如下的函数关系式：其中，i(t)为电流i与时间t的关系函数，i(0)为初始电流，i(∞)为饱和电流；当电感变化时，将电感作为电流的函数L(i)，将电流i的变化过程分为l段，每一段Δt内的电感看做常量L_p，那么在整个过程中，电流变化满足如下的函数关系式：当l趋于无穷大时，电流的变化函数如下：其中，i(0)为初始电流，i(∞)为饱和电流，且i(∞)＝I/(D％)；对上式求导，得到电感L随时间t的关系函数L(t)：L(t)＝R*(i(∞)‑i(t))/(di/dt)；步骤5：剔除电感函数L(t)中的偏差部分，得到有效的等效电感L_d：虽然对电流曲线进行多项式曲线拟合的效果较好，但是电流曲线的起始和终止阶段会存在较大的偏差，影响结果的准确度；剔除偏差较大的起始和终止阶段，并保留中间变化平稳的中间阶段，以得到修正的电感函数L′(t)：如果dL(t)/dt＜M，那么L′(t)＝L(t)，其中M为依据电感函数L(t)及其导数人为设定的值；再对修正的电感函数L′(t)取平均，即得到所求的有效的等效电感L_d：L_d＝mean(L′(t))。