基于滞环控制的航空发动机电磁阀控制仪制造技术

本发明专利技术涉及航空发动机电磁阀控制领域，具体涉及一种基于滞环控制的航空发动机电磁阀控制仪，实现了对燃油流量的精确控制，并且极大地提高了抗干扰能力。本发明专利技术基于滞环控制的航空发动机电磁阀控制仪，包括控制模块以及主电路模块，控制模块与主电路模块连接；主电路模块包括主功率电路单元以及滞环控制电路单元，滞环控制电路单元用于采样流过电磁阀线圈的电流，并将采样的电流通过比较器分别与控制模块给定的强激电流基准信号以及维持电流基准信号进行比较，将比较结果半波整形后选通，再将选通结果通过比较器与控制模块输出的脉冲进行比较，根据比较结果控制流过电磁阀的电流波形，本发明专利技术适用于航空发动机电磁阀控制仪。仪。仪。

【技术实现步骤摘要】
基于滞环控制的航空发动机电磁阀控制仪


[0001]本专利技术涉及航空发动机电磁阀控制领域，具体涉及一种基于滞环控制的航空发动机电磁阀控制仪。

技术介绍

[0002]电磁阀是一种通过对磁铁线圈通电以后带动电磁铁移动从而控制阀体开启或关闭不同排油孔的一种装置。普通的电磁阀响应特性较慢，而航空用快速电磁阀体积小、重量轻、响应速度快、稳定性好、控制精度高。随着航空电力电子技术的发展，快速电磁阀已经成为航空发动机控制系统的电
‑
液转换装置的关键执行元件，广泛应用于航空发动机的燃油控制领域。
[0003]现有航空发动机电磁阀控制仪对燃油控制不准确、抗干扰能力弱，导致内外场出现多起严重质量问题，甚至威胁航空发动机在翼使用安全。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于滞环控制的航空发动机电磁阀控制仪，实现了对燃油流量的精确控制，并且极大地提高了抗干扰能力。
[0005]本专利技术采取如下技术方案实现上述目的，基于滞环控制的航空发动机电磁阀控制仪，包括控制模块以及主电路模块，控制模块与主电路模块连接；所述主电路模块包括主功率电路单元以及滞环控制电路单元；
[0006]所述主功率电路单元用于输出流过电磁阀电流脉冲的频率，所述流过电磁阀电流脉冲的频率满足f
v
＝nD
v
(1
‑
D
v
)，n＞0，f
v
为流过电磁阀电流脉冲的频率，D
v
是流过电磁阀电流脉冲的高电平对应的占空比，0≤D
v
≤1；
[0007]所述控制模块用于设定电磁阀的导通占空比，给定强激电流基准信号以及维持电流基准信号，以及根据主功率电路单元输出的频率计算出对应占空比与频率的脉冲并输出至滞环控制电路单元；
[0008]所述滞环控制电路单元用于采样流过电磁阀线圈的电流，并将采样的电流通过比较器分别与控制模块给定的强激电流基准信号以及维持电流基准信号进行比较，将比较结果半波整形后选通，再将选通结果通过比较器与控制模块输出的脉冲进行比较，根据比较结果控制流过电磁阀的电流波形。
[0009]进一步的是，所述滞环控制电路单元包括第一比较器、第二比较器、第三比较器、第十一二极管、第十二二极管、第十一电阻、第十二电阻、第一可变电阻以及第二可变电阻；所述第一比较器以及第二比较器的同相输入端分别通过第一可变电阻以及第二可变电阻与电磁阀线圈电流采样端连接，第一比较器的反相输入端接收控制模块给定的强激电流基准信号或维持电流基准信号，第二比较器的反相输入端接收控制模块给定的维持电流基准信号或强激电流基准信号，第一比较器以及第二比较器的输出端与同相输入端之间分别连接有第十一电阻以及第十二电阻，第一比较器的输出端与第十一二极管的阴极连接，第十
一二极管的阳极与第三比较器的同相输入端连接，第二比较器的输出端与第十二二极管的阴极连接，第十二二极管的阳极与第三比较器的同相输入端连接，第三比较器的同相输入端还与外部电源连接，第三比较器的反相输入端接收控制模块输入的脉冲信号，第三比较器的输出端输出控制信号控制流过电磁阀的电流波形。
[0010]进一步的是，所述主功率电路单元包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管以及稳压二极管，所述第三MOS管的栅极接收控制模块的使能信号，源极接地，漏极分别与第一MOS管的栅极以及外部电压输入端连接；所述第一MOS管的源极接地，并且还分别与滞环控制电路单元第一比较器及第二比较器的同相输入端连接，第一MOS管的漏极与电磁阀的负极连接；所述第二MOS管的源极与外部电压输入端连接，第二MOS管的栅极与滞环控制电路单元的第三比较器的输出端连接，第二MOS管的漏极与电磁阀的正极连接。
[0011]进一步的是，主功率电路单元还包括第四二极管以及第三电阻，所述第四二极管的阴极与第二MOS管的漏极连接，阳极通过第三电阻接地。
[0012]进一步的是，主功率电路单元还包括第二二极管，第二二极管的阳极与第一MOS管的漏极连接，第二二极管的阴极与外部电压输入端连接。
[0013]进一步的是，主功率电路单元还包括第五电阻，第三MOS管的漏极通过第五电阻与外部电压输入端连接。
[0014]进一步的是，所述主电路模块还包括短路保护电路单元，所述短路保护电路单元包括第四比较器，所述第四比较器的同相输入端与电磁阀线圈电流采样端连接，反相输入端接收2.5V的基准电压，输出端与控制模块连接。
[0015]进一步的是，基于滞环控制的航空发动机电磁阀控制仪还包括接口模块，所述接口模块分别与控制模块以及主电路模块连接，所述接口模块用于将外部信号转接至控制模块以及主电路模块。
[0016]进一步的是，所述控制模块包括按键、显示屏以及微处理器，按键用于设定电磁阀的导通占空比，显示屏用于显示当前占空比，微处理器用于根据主功率电路单元输出的频率计算出对应输出占空比与频率的脉冲，所述微处理器的型号为STM32F103RCT6。
[0017]本专利技术通过滞环控制电路单元用于采样流过电磁阀线圈的电流，并将采样的电流通过比较器分别与控制模块给定的强激电流基准信号以及维持电流基准信号进行比较，将比较结果半波整形后选通，再将选通结果通过比较器与控制模块输出的脉冲进行比较，根据比较结果控制流过电磁阀的电流波形，实现了对燃油流量的精确控制，并且极大地提高了抗干扰能力。
附图说明
[0018]图1为本专利技术主功率电路单元电路结构图。
[0019]图2为本专利技术滞环控制电路单元电路结构图。
[0020]图3为本专利技术短路保护电路单元电路结构图。
[0021]图4为本专利技术控制仪的控制流程图。
[0022]图5为本专利技术不同占空比的测试波形图。
[0023]图6为本专利技术输入欠压、过压和输出短路的保护波形。
[0024]附图中，U
A
为第一比较器，U
B
为第二比较器，U
C
为第三比较器，D
11
为第十一二极管，
D
12
为第十二二极管，R
11
为第十一电阻，R
12
为第十二电阻，RP1为第一可变电阻，RP2为第二可变电阻，Q1为第一MOS管，Q2为第二MOS管，Q3为第三MOS管，D3为稳压二极管，D4为第四二极管，R3第三电阻，D2为第二二极管，R5为第五电阻，U31为第四比较器。
具体实施方式
[0025]本专利技术基于滞环控制的航空发动机电磁阀控制仪，包括控制模块以及主电路模块，控制模块与主电路模块连接；所述主电路模块包括主功率电路单元以及滞环控制电路单元；
[0026]主功率电路单元用于输出流过电磁阀电流脉冲的频率，所述流过电磁阀电流脉冲的频率满足f
v
＝nD
v
(1
‑
D
v
)，n＞0，f
v
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于滞环控制的航空发动机电磁阀控制仪，其特征在于，包括控制模块以及主电路模块，控制模块与主电路模块连接，所述主电路模块包括主功率电路单元以及滞环控制电路单元；所述主功率电路单元用于输出流过电磁阀电流脉冲的频率，所述流过电磁阀电流脉冲的频率满足f
v
＝nD
v
(1
‑
D
v
)，n＞0，f
v
为流过电磁阀电流脉冲的频率，D
v
是流过电磁阀电流脉冲的高电平对应的占空比，0≤D
v
≤1；所述控制模块用于设定电磁阀的导通占空比，给定强激电流基准信号以及维持电流基准信号，以及根据主功率电路单元输出的频率计算出对应占空比与频率的脉冲并输出至滞环控制电路单元；所述滞环控制电路单元用于采样流过电磁阀线圈的电流，并将采样的电流通过比较器分别与控制模块给定的强激电流基准信号以及维持电流基准信号进行比较，将比较结果半波整形后选通，再将选通结果通过比较器与控制模块输出的脉冲进行比较，根据比较结果控制流过电磁阀的电流波形。2.根据权利要求1所述的基于滞环控制的航空发动机电磁阀控制仪，其特征在于，所述滞环控制电路单元包括第一比较器、第二比较器、第三比较器、第十一二极管、第十二二极管、第十一电阻、第十二电阻、第一可变电阻以及第二可变电阻；所述第一比较器以及第二比较器的同相输入端分别通过第一可变电阻以及第二可变电阻与电磁阀线圈电流采样端连接，第一比较器的反相输入端接收控制模块给定的强激电流基准信号或维持电流基准信号，第二比较器的反相输入端接收控制模块给定的维持电流基准信号或强激电流基准信号，第一比较器以及第二比较器的输出端与同相输入端之间分别连接有第十一电阻以及第十二电阻，第一比较器的输出端与第十一二极管的阴极连接，第十一二极管的阳极与第三比较器的同相输入端连接，第二比较器的输出端与第十二二极管的阴极连接，第十二二极管的阳极与第三比较器的同相输入端连接，第三比较器的同相输入端还与外部电源连接，第三比较器的反相输入端接收控制模块输入的脉冲信号，第三比较器的输出端输出控制信号控制流过电磁阀的电流波形。3.根据权利要求2所述的基于滞环控制的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周群，
申请(专利权)人：中国人民解放军第五七一九工厂，
类型：发明
国别省市：