【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及记忆合金阀，具体涉及一种含电阻检测的基于sma镍钛记忆合金阀的控制系统及方法。
技术介绍
1、形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金，具有良好的可塑性。将形状记忆合金应用在通气阀上来控制阀门开口大小，能够使得通气阀在对气体流量控制要求较高的场合也能适用。
2、但如何对通气阀进行精确的流量控制以达到使用要求，需要对sma镍钛记忆合金丝的行程大小进行精确控制。利用霍尔元件检测sma镍钛记忆合金丝的行程大小虽然经济便宜，但霍尔元件是利用磁场变化的特性进行检测，在外部有磁场干扰的情况下，无法适用。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供一种含电阻检测的基于sma镍钛记忆合金阀的控制系统及方法，提高了阀门开口行程大小的精度，扩大了sma镍钛记忆合金阀在一些对阀口开口行程大小精度高要求的应用场合范围。
2、本专利技术提供一种含电阻检测的基于sma镍钛记忆合金阀的控制系统，包括电阻检测模块、驱动模块、电源模块、pid控制器和通讯模块；
3、所述电源模块用于给所述电阻检测模块、驱动模块、pid控制器和通讯模块供电；
4、所述通讯模块用于传输外部控制指令至所述pid控制器；
5、所述驱动模块用于驱动sma镍钛记忆合金丝产生位移，以控制sma镍钛记忆合金丝的位移行程大小；
6、所述电阻检测模块用于对sma镍钛记忆合金丝的位移行程大小进行检测；
7、所述pid
8、进一步地，所述电阻检测模块包括电压采样电路、电流采样电路和电阻检测电路，所述电压采样电路用于对sma镍钛记忆合金丝两端的电压值进行采样；所述电流采样电路用于对sma镍钛记忆合金丝的电流值进行采样，所述电阻检测电路用于收集电流采样和电压采样并计算出电阻采样信号。
9、进一步地，所述pid控制器包括stm32单片机、485串口收发接口、脉宽调制器和adc接口；所述通讯模块包括485收发器，所述485收发器与所述485串口收发接口相连，用于传输外部控制命令给所述stm32单片机；所述脉宽调制器连接高频控制电路；所述控制系统还包括监测模块，所述监测模块包括adc电路，用于对所述电阻检测模块检测到的电阻信号进行监测，并将监测结果发送至所述stm32单片机；
10、外部控制指令通过所述485串口下发到所述stm32单片机，所述stm32单片机通过脉宽调制器调整pwm脉宽调制对sma镍钛记忆合金丝进行控制，当pwm脉宽调制越大，sma镍钛记忆合金丝缩短距离越大，当sma镍钛记忆合金丝在工作时，电压采样电路和电流采样电路会同时采样sma镍钛记忆合金丝两端的电压电流，将电阻信号送到stm32单片机，stm32单片机根据电阻信号对此时sma镍钛记忆合金丝的行程控制进行判断，判断sma镍钛记忆合金丝的行程是否在外部控制指令范围之内。
11、本专利技术还提供另一种技术方案：提供一种含电阻检测的基于sma镍钛记忆合金阀的控制方法，包括以下步骤：
12、s101：输入阀口打开位移；
13、s103：检测阀口当前位置；
14、s105：判断阀口当前打开位置是否和设置位置相同；
15、s107：将位置之间的差值进行模糊化、模糊推理、去模糊，计算出kp、ki、kd的值；
16、s109：将kp、k i、kd通过增量式pid计算出输出电压值；
17、s111：控制阀口打开至设置的位置所需要的电压值；
18、s113：返回步骤s103，直至阀口打开对应位移。
19、进一步地，所述的控制方法具体流程如下：
20、步骤1001：sma镍钛记忆合金阀控制板进行初始化；
21、步骤1002：阀口保护检测：检测记忆合金丝材电阻值，判断电阻值是超过出厂检测值，超过出场设定值系统报错，提示sma丝材变形，并回到步骤1001；
22、步骤1003：等待上位机通过uart下发给sma镍钛记忆合金阀控制板设定阀口打开大小和打开时间；
23、步骤1004：判断阀口打开时间是否结束，结束后回到步骤1003；
24、步骤1005：检测记忆合金丝电压值和分流电阻的电压值；
25、步骤1006：计算出记忆合金丝电阻值；
26、步骤1007：将电阻值转化为对应位移值；
27、步骤1008：判断阀口当前打开位置是否和设置位置相同，位置相同，回到步骤1004；
28、步骤1009：将位置之间的差值进行模糊化、模糊推理、去模糊，计算出kp、ki、kd的值；
29、步骤1010：将kp、k i、kd通过增量式pid计算出输出电压值；
30、步骤1011：阀口控制输出计算的电压值；
31、步骤1012：重新检测记忆合金丝位移值，回到步骤1004。
32、进一步地，所述步骤1009的具体方法为：
33、获取位移后，将sma镍钛记忆合金阀阀口位置和设定位置的误差的变化值输进模糊pid控制函数中，模糊控制器先对输入进行模糊化处理，接着进行模糊推理，最后把模糊推理的结果进行去模糊处理输出pid控制器的三个参数kp、ki、kd，从而达到对pid控制器参数自适应整定的效果。
34、有益效果：
35、1、本专利技术通过电阻检测对sma镍钛记忆合金电子膨胀阀中的sma镍钛记忆合金丝行程进行检测，通过对sma镍钛记忆合金丝两端的电压采样和电流采样获取电阻采样，sma镍钛记忆合金丝的行程变化与其两端的电压电流有一一映射的关系，当sma镍钛记忆合金丝的行程变化时丝材两端的电压电流也会相应产生变化，因此，本专利技术的电阻检测模块可以精确地检测出sma镍钛记忆合金丝的行程变化并通过监测模块反馈给pid控制器。
36、2、本专利技术还设置监测模块，通过adc电路接收电阻检测模块的检测信号，对电阻检测模块的检测结果进行同步监测，并同步将监测结果传输给pid控制器，便于pid控制器及时做出调整命令。
37、3、本专利技术还包括运算放大器，运算放大器放大sma镍钛记忆合金丝的位置信号，通过放大信号后传输给监测模块，使得监测模块获得的信号精度更高，便于最终pid控制器精确控制sma镍钛记忆合金丝的行程达到外部控制命令需要的程度。
38、4、电阻检测模块相比于霍尔元件检测sma镍钛记忆合金丝行程，不会受到外部磁场影响，使用范围更广。
39、应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。
40、结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含电阻检测的基于SMA镍钛记忆合金阀的控制系统，其特征在于，包括电阻检测模块、驱动模块、电源模块、PID控制器和通讯模块；
2.根据权利要求1所述的含电阻检测的基于SMA镍钛记忆合金阀的控制系统，其特征在于，所述电阻检测模块包括电压采样电路、电流采样电路和电阻检测电路，所述电压采样电路用于对SMA镍钛记忆合金丝两端的电压值进行采样；所述电流采样电路用于对SMA镍钛记忆合金丝的电流值进行采样，所述电阻检测电路用于收集电流采样和电压采样并计算出电阻采样信号。
3.根据权利要求2所述的含电阻检测的基于SMA镍钛记忆合金阀的控制系统，其特征在于，所述PID控制器包括STM32单片机、485串口收发接口、脉宽调制器和ADC接口；所述通讯模块包括485收发器，所述485收发器与所述485串口收发接口相连，用于传输外部控制命令给所述STM32单片机；所述脉宽调制器连接高频控制电路；所述控制系统还包括监测模块，所述监测模块包括ADC电路，用于对所述电阻检测模块检测到的电阻信号进行监测，并将监测结果发送至所述STM32单片机；
4.一种含电阻检测的基于S
5.根据权利要求4所述的含电阻检测的基于SMA镍钛记忆合金阀的控制方法，其特征在于，所述的控制方法具体流程如下：
6.根据权利要求5所述的含电阻检测的基于SMA镍钛记忆合金阀的控制方法，其特征在于，所述步骤1009的具体方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种含电阻检测的基于sma镍钛记忆合金阀的控制系统，其特征在于，包括电阻检测模块、驱动模块、电源模块、pid控制器和通讯模块；
2.根据权利要求1所述的含电阻检测的基于sma镍钛记忆合金阀的控制系统，其特征在于，所述电阻检测模块包括电压采样电路、电流采样电路和电阻检测电路，所述电压采样电路用于对sma镍钛记忆合金丝两端的电压值进行采样；所述电流采样电路用于对sma镍钛记忆合金丝的电流值进行采样，所述电阻检测电路用于收集电流采样和电压采样并计算出电阻采样信号。
3.根据权利要求2所述的含电阻检测的基于sma镍钛记忆合金阀的控制系统，其特征在于，所述pid控制器包括stm32单片机、485串口收发接口、脉宽调制器和adc...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜加历，叶学文，丛吴宇，李宝龙，叶志豪，
申请(专利权)人：上海钛忆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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