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1、第33卷第3期吉林大學學報（工學版）Vol.33No.32003年7月JournalofJilinuniversity（EngineeringandtechnologyEdition）July2003!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章編號：1671-5497（2003）03-0104-03電液比例PWM控制方法宮文斌，劉昕暉，孫延偉（吉林大學機械科學與工程學院，吉林長春130025）摘要：討論了電液比例控制的PWM控制原理及控制方法。推導了比例閥電流的數學模型。分析了PWM控制中占空比D與平均電
2、流I、波動電流dI之間的關系和斬波穩(wěn)流控制的原理。給出了具體應用電路。研究結果為電液比例控制系統設計提供了依據。關鍵詞：電液比例；裝載機；斬波穩(wěn)流中圖分類號：tP273文獻標識碼：AMethodofelectronic-hydraulicproportioncontrolGONGWen-bin，LIUxin-hui，SUNYan-tei（CollegeofMechanicalScienceandengineering，JilinUnioersity，Changchun130025，China）Abstract：Amath.modelforcurrentofproportionalval
3、veusingPWMcontroltheoryandeletro-hydraulicproportionalcontrolwaspresented.therelationsbetweendutyratio（D）andaveragecurrent（I），dutyratio（D）andfluctuationcurrent（dI）inPWMcontrol，andthetheoryofchopper-stabilizedcurrentcontrolwerediscussed.theapplicationofspecificcircuitwasgiven.theresultsprovidethe
4、basicmethodforthedesignoftheelectro-hydraulicproportionalcontrolsystem.Keywords：electro-hydraulicproportion；loader；chopper-stabilizedcurrent電液比例控制的核心是控制電液比例閥的電流。模擬式控制功率輸出級到比例閥線圈的電流是連續(xù)電流，電子功率器件功耗大，需加裝散熱裝置。而PWM（脈沖寬度調制）控制功率輸出級為開關型結構，功耗小，PWM信號中包含了同頻率的脈動量，無需另加顫振信號，抗干擾能力強、滯后時間短、重復精度高［1］。應用單片機作控制部件可使系統
5、結構更加簡單、靈活、可靠。PWM控制參數（如周期、占空比）的確定對系統設計尤為重要。作者在ZL50G裝載機上利用PIC單片機研制的工作裝置電液比例控制系統經裝機驗證，控制效果良好。1電液比例閥線圈電流的數學模型加到比例閥線圈的電壓波形為周期一定、脈沖寬度可控的矩形波。由于脈沖周期遠小于閥芯的響應周期，所以閥芯的運動只響應PWM信號的平均值。閥芯工作時處于微振動狀態(tài)，這大大地減小了比例滯環(huán)。PWM電路基本的形式是比例閥等效線圈加等效電阻，并聯續(xù)流二極管，經大功率三極管加到收稿日期：2002-11-15?；痦椖俊埃?63”國家計劃資助項目（9923-01-03）。作者簡介：宮文斌（195
6、6-），男，吉林龍井人，副教授。第3期宮文斌等：電液比例PWM控制方法·105·電源（車輛電源一般為24V）。PWM信號控制開關管的導通與截止。占空比定義為：D=TH／T（1）式中：TH為三級管導通時間；T為PWM周期，T=TH+TL（TL為三極管關斷時間）。由圖1（b）和圖1（c）可知，當占空比D和周期T取值比較合適時，可使比例閥電流保持穩(wěn)定的平均（a）電路基本形式（b）占空比較大時的電流波形（c）占空比較小時的電流波形圖1PWM電路基本形式及電流波形Fig.1Theelementarycircuitandvoltaicwaveform值；在時間常數L／R一定時，穩(wěn)定電流平均值I及電
7、流波動值dI取決于占空比D和周期T。時域關系如下：（I-dI-U／R）e（-I／!）（0IDT）i（I）=U／RL+L（2）i（I）=（I+dI）e-（I-DI）／!（DTIT）式中：!為比例閥電氣時間參數，!=L／R，S；R為比例閥線圈等效電阻，!；L為比例閥線圈電感量，LL。I=TH和I=TH+TL時刻的電流值分別為：I+dI=U／R（I-dI-U／R）e-DT／!I-dI=（I+dI）eT（1-D）／!L+L令A=e-TD／!和B=e-T
