【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于比例阀的控制领域，具体涉及一种基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法及系统。
技术介绍
1、在现代工业自动化和精密控制领域，电磁比例阀作为核心流体控制组件，其性能的优劣直接关系到整个系统的响应速度、稳定性和控制精度。电磁比例阀在控制过程中，由于存在多种非线性因素，如电磁场与永磁场之间的非线性动力、弹片梁与阀瓣弹簧的非线性振动等，这些因素会导致系统输出与期望值之间存在偏差，从而影响比例流量阀的跟踪精度，进而影响了整个系统的控制效果。
技术实现思路
1、本专利技术在于提供一种基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法及系统，通过构建前馈控制模型，用于弹片梁结构电磁比例阀中的非线性因素，进而提高电磁比例阀的线性输出特性，精确控制流体动力系统，提高响应速度和控制精度，增强系统的稳定性；通过将前馈控制信号和反馈控制信号结合得到最终的控制信号，用于减少控制系统的滞后性和不稳定性。
2、一种基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法，包括：
3、获取弹片梁结构电磁比例阀中的非线性因素、以及实时采集控制系统的状态数据；
4、基于弹片梁结构电磁比例阀中的非线性因素，构建前馈控制模型，并基于前馈控制模型得到前馈补偿信号；
5、基于控制系统的状态数据，得到前馈校正信号；
6、基于控制系统的状态数据，分别构建控制系统的比例阀控制模型、传感器控制模型、反馈控制模型，并基于反馈模型得到反馈控制信号；
7、基于前馈控
8、结合前馈补偿信号、前馈校正信号、反馈控制信号，采用自适应控制方法得到最终的控制信号，用于控制控制系统。
9、通过构建前馈控制模型，用于弹片梁结构电磁比例阀中的非线性因素，进而提高电磁比例阀的线性输出特性，精确控制流体动力系统，提高响应速度和控制精度，增强系统的稳定性；通过将前馈控制信号和反馈控制信号结合得到最终的控制信号，用于减少控制系统的滞后性和不稳定性。
10、进一步的，所述获取弹片梁结构电磁比例阀中的非线性因素、以及实时采集控制系统的状态数据，包括：
11、获取弹片梁结构电磁比例阀中的非线性因素；所述非线性因素包括电磁场与永磁场之间的非线性动力因素、弹片梁与阀瓣弹簧的非线性震动因素、铁磁材料的非线性磁滞因素；
12、实时采集控制系统的状态数据；所述状态数据包括实际输出信号、阀瓣速度、阀瓣加速度。
13、进一步的，所述基于弹片梁结构电磁比例阀中的非线性因素，构建前馈控制模型，并基于前馈控制模型得到前馈补偿信号，包括：
14、基于弹片梁结构电磁比例阀中的非线性因素，分别构建非线性模型；所述非线性模型包括基于非线性动力因素得到的非线性动力模型、基于非线性震动因素得到的非线性震动模型、基于非线性磁滞因素得到的非线性磁滞模型；
15、基于非线性模型，构建非线性模型的逆模型，并将其作为前馈控制模型；所述非线性模型的逆模型包括基于非线性动力模型得到的非线性动力逆模型、基于非线性震动模型得到的非线性震动逆模型、基于非线性磁滞模型得到的非线性磁滞逆模型；
16、基于前馈控制模型，结合期望输入信号与实际输入信号，计算得到前馈补偿信号；
17、所述前馈补偿信号的表达式为：
18、；
19、式中，表示前馈补偿信号；表示期望输入信号；表示实际输入信号。
20、通过非线性因素构建非线性模型，并基于非线性模型构建非线性模型的逆模型作为前馈控制模型，进行前馈补偿，能够有效消除比例阀的压力滞后现象，使输出信号能够根据输入信号快速变化。
21、进一步的，所述前馈校正信号，包括：
22、速度校正信号，其表达式为：
23、=；
24、式中，表示速度校正信号；表示速度补偿增益；表示速度反馈；表示位置反馈偏差，即；表示期望输出信号；表示实际输出信号；
25、加速度校正信号，其表达式为：
26、=；
27、式中，表示加速度校正信号；表示加速度补偿增益；表示加速度反馈。
28、通过基于控制系统的位置反馈偏差和偏差变化率，采用速度补偿和加速度补偿思想进行前馈校正信号的计算，能够提高电磁比例阀的跟踪精度，进而解决单向电磁比例阀的非线性特性对系统位置控制精度和动态响应速度的问题。
29、进一步的，所述基于控制系统的状态数据，分别构建控制系统的比例阀控制模型、传感器控制模型、反馈控制模型，并基于反馈控制模型得到反馈控制信号，包括：
30、基于控制系统的状态数据，构建比例阀控制模型；
31、基于控制系统的状态数据，构建传感器控制模型；
32、基于控制系统的状态数据，构建反馈控制模型，并基于反馈控制模型得到反馈控制信号；
33、所述反馈控制信号的表达式为：
34、；
35、式中，表示反馈控制信号；表示实际输出信号与期望输出信号之间的误差；、、分别表示自适应调整的比例、积分和微分增益。
36、通过构建反馈控制模型，能够根据控制系统状态调整控制参数，进而克服死区非线性的影响，确保电磁比例阀在整个工作范围内具有良好的控制性能。
37、进一步的，所述基于前馈控制模型、比例阀控制模型、传感器控制模型、反馈控制模型，获得控制系统的传递函数，包括：
38、基于前馈控制模型，得到前馈控制模型的传递函数；
39、所述前馈控制模型的传递函数的表达式为：
40、；
41、式中，表示前馈控制模型的传递函数；表示前馈增益；表示总的前馈控制传递函数；表示非线性动力模型的前馈传递函数，即；表示非线性震动模型的前馈传递函数，即；表示非线性磁滞模型的前馈传递函数，即；表示输出力的拉普拉斯变换形式；表示电流的拉普拉斯变换形式；表示输出位移的拉普拉斯变换形式；表示输入外力的拉普拉斯变换形式；表示复频率变量；
42、基于比例阀控制模型，得到比例阀控制模型的传递函数；
43、所述比例阀控制模型的传递函数的表达为：
44、；
45、式中，表示比例阀控制模型的传递函数；表示比例阀增益；表示比例阀的时间常数；
46、基于传感器控制模型，得到传感器控制模型的传递函数；
47、所述传感器控制模型的传递函数的表达式为：
48、；
49、式中，表示传感器控制模型的传递函数；表示传感器的增益；表示传感器的时间常数；
50、基于反馈控制模型，得到反馈控制模型的传递函数；
51、所述反馈控制模型的传递函数的表达式为：
52、；
53、式中，表示反馈控制模型的传递函数；、、分别表示比例、积分和微分增益；
54、结合前馈控本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法，其特征在于，所述获取弹片梁结构电磁比例阀中的非线性因素、以及实时采集控制系统的状态数据，包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法，其特征在于，所述基于弹片梁结构电磁比例阀中的非线性因素，构建前馈控制模型，并基于前馈控制模型得到前馈补偿信号，包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法，其特征在于，所述前馈校正信号，包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法，其特征在于，所述基于控制系统的状态数据，分别构建控制系统的比例阀控制模型、传感器控制模型、反馈控制模型，并基于反馈控制模型得到反馈控制信号，包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法，其特征在于，所述基于前馈控制模型、比例阀控制模型、传感器控制模型、反馈控制模型，获得控制系
7.根据权利要求5所述的一种基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法，其特征在于，所述结合前馈补偿信号、前馈校正信号、反馈控制信号，采用自适应控制方法得到最终的控制信号，用于控制控制系统，包括：
8.一种用于权利要求1所述的基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法的系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法，其特征在于，所述获取弹片梁结构电磁比例阀中的非线性因素、以及实时采集控制系统的状态数据，包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法，其特征在于，所述基于弹片梁结构电磁比例阀中的非线性因素，构建前馈控制模型，并基于前馈控制模型得到前馈补偿信号，包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法，其特征在于，所述前馈校正信号，包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于洛伦兹力的弹片梁结构电磁比例阀的控制方法，其特征在于，所述基于控制系统的状态数据，分别构建控制系统的比例阀控制模型、传感器控制模型、反馈控制模型，并基于反馈控制模型得到反馈控制信号，包括：
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：于辉，易红宝，于洁云，
申请(专利权)人：深圳市宗泰电机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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