一种调音阀角度控制方法
阅读说明：本技术 一种调音阀角度控制方法 (Angle control method of tone tuning valve ) 是由 张小平 沈卫东 周琪 冯逸斐 王雪 董伟 于 2021-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种调音阀角度控制方法,包括以下步骤：首先在调音阀的阀片与其驱动部件刚性连接时,测量阀片在一个完整的角度行程过程中对应的霍尔脉冲数,记为P-(f),并计算得到每个单位角度对应的霍尔脉冲数P-(per)=P-(f)/m；调音阀与其驱动部件弹性连接后,在调音阀的每一个上电工作循环,进行初始化过程,计算阀片在起始点角度因压紧状态而产生的压紧脉冲P-(lock)=((P-(1)+P-(2))/2-P-(f))/2；在调音阀正常工作过程中,先获取阀片的目标角度；将目标角度减去当前角度得到本次角度行程的转动角度D；本次角度行程需要计算的霍尔脉冲数为P-(D)；通过计算霍尔脉冲数P-(D)控制调音阀的电机启动与停止,以实现控制阀片开启角度；能够精确控制调音阀中阀片角度。(The invention provides a method for controlling the angle of a tuning valve, which comprises the following steps: firstly, when a valve plate of a tuning valve is rigidly connected with a driving part thereof, measuring the number of Hall pulses corresponding to the valve plate in a complete angle stroke process, and recording the number of Hall pulses as P f And calculating to obtain the number P of Hall pulses corresponding to each unit angle per =P f (ii)/m; after the tuning valve is elastically connected with a driving part thereof, each power-on working cycle of the tuning valve is performed, an initialization process is performed, and a compression pulse P generated by the valve plate at the initial point angle due to the compression state is calculated lock =((P 1 +P 2 )/2‑P f ) 2; in the normal working process of the tuning valve, firstly, acquiring a target angle of a valve plate; subtracting the current angle from the target angle to obtain a rotation angle D of the current angle stroke; the number of Hall pulses required to be calculated in the angular travel is P D (ii) a By counting the number of Hall pulses P D Controlling the starting and stopping of the motor of the tuning valve to realizeThe opening angle of the valve plate is controlled; the valve plate angle in the tuning valve can be accurately controlled.)
技术领域
本发明涉及机动车尾气排放声音调节阀（简称调音阀）的控制领域，尤其是一种调音阀角度控制方法。
背景技术
机动车尾气排放声音调节阀（简称调音阀）在实际使用中，需要精确调整其阀片的角度，但是由于阀片与涡轮之间是依靠扭力弹簧弹性连接，以及电机存在一定的过冲现象，因此在依靠霍尔脉冲计数的控制方案中，比较难精确控制阀片的角度。
发明内容
本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种调音阀角度控制方法，能够精确控制调音阀中阀片角度。为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：
本发明实施例提供了一种调音阀角度控制方法，包括以下步骤：
首先在调音阀的阀片与其驱动部件刚性连接时，测量阀片在一个完整的角度行程过程中对应的霍尔脉冲数，记为Pf，并计算得到每个单位角度对应的霍尔脉冲数Pper=Pf/m，m为阀片角度行程的行程量；
调音阀与其驱动部件弹性连接后，在调音阀的每一个上电工作循环，进行初始化过程，使得调音阀阀片经过正、反方向两个完整的角度行程过程，分别记录对应的全行程霍尔脉冲数P1、P2；计算阀片在起始点角度因压紧状态而产生的压紧脉冲Plock=((P1+P2)/2-Pf)/2；
在调音阀正常工作过程中，先获取阀片的目标角度；将目标角度减去当前角度得到本次角度行程的转动角度D；本次角度行程需要计算的霍尔脉冲数为PD；通过计算霍尔脉冲数PD控制调音阀的电机启动与停止，以实现控制阀片开启角度；
每一次角度行程停止之后，记录每次角度行程的过冲脉冲Pover；
角度行程需要计算的霍尔脉冲数为PD如下式进行计算：
PD=Pper*D+Plock±Pover
其中，本次角度行程的起始位置是第一起始点角度或第二起始点角度时，上述公式中需要Plock,否则不需要；若本次角度行程与上次角度行程转向相同，则需要减去上次角度行程的过冲脉冲，即Pover前取减号；若本次角度行程与上次角度行程转向相反，则需要加上上次角度行程的过冲脉冲，即Pover前取加号。
进一步地，所述获取目标角度，具体通过查询map表得到目标角度。
进一步地，第一起始点角度为0度。
进一步地，第二起始点角度为90度。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本申请基于现有的调音阀结构，设计了更为精确的调音阀角度控制方法；通过该方法，能通过计算霍尔脉冲数控制电机转向、转速与启停，从而控制阀片运行到目标角度；目标角度通过查询标定map表而得，它可以是0度到90度之间的任意位置（整数角度值）；本申请兼顾了零部件的一致性，通过每次上电初始化过程中的自学习过程，取得本次循环的压紧脉冲（补偿用），保证了角度控制准确的可靠性；同时，本申请兼顾了电机转动过程不可避免的过冲问题，记录过冲脉冲，并进行过冲脉冲补偿；很好的解决了过冲问题、零部件一致性问题、压紧锁定问题产生的阀片角度控制不准的问题。
附图说明
图1为本发明实施例中的调音阀结构示意图。
图2为本发明实施例中的控制方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
目前使用较为普遍的一种调音阀，其结构如图1所示，电机1与检测磁环2和蜗杆4同轴固定；电机1可以正转和反转；检测磁环2可采用四对极磁环；与检测磁环2相对设置有霍尔测量模块3，检测磁环2转动一圈，霍尔测量模块3检测到8个脉冲，本申请中称为霍尔脉冲；蜗杆4与涡轮5啮合；在本实施例中，蜗杆4涡轮5的传动比为57：1；涡轮5与扭力弹簧6和阀片7同轴安装，其中扭力弹簧6的两端分别连接涡轮5轴和阀片7中心轴；阀片7的角度行程为第一起始点角度～第二起始点角度，例如0度～90度；阀片角度行程的行程量m=第二起始点角度-第一起始点角度；
调音阀的工作过程为：电机1带动蜗杆4转动，蜗杆4带动涡轮5转动，涡轮5通过扭力弹簧6带动阀片7转动；电机1转动的同时，同轴固定的检测磁环2同步转动，霍尔测量模块3实时采集霍尔脉冲，计算电机转速和转动的角度；通过控制电机1转动，带动阀片7转动至0度～90度角度行程内任意角度；
由于调音阀的阀片7与涡轮5的连接为弹性连接（通过扭力弹簧6），所以在角度行程的两个起始点（阀片的第一起始点角度0度和第二起始点角度90度）的位置会产生压紧力，即：在角度行程起始点，扭力弹簧6存在形变；同时，不同的扭力弹簧6，扭力形变存在差别；不同的电机1，力矩也存在差别；故为了通过霍尔脉冲数准确控制阀片7的角度，本申请设计的调音阀角度控制方法，流程如下：
首先将扭力弹簧6取消，将调音阀的阀片7与涡轮5同轴刚性连接，测量阀片7在一个完整的角度行程过程中对应的霍尔脉冲数，记为Pf，并计算得到每个单位角度对应的霍尔脉冲数Pper=Pf/m，m为阀片角度行程的行程量；在一个实例中，阀片7可以从0度转动到90度，其角度行程的行程量m=90，阀片7从0度转动到90度对应的霍尔脉冲数Pf=135，每个单位角度对应的霍尔脉冲数Pper=Pf/m=135/90=1.5；在刚性连接结构下，除去测量误差的影响，该霍尔脉冲数Pf为固定的，因此测量只需进行一次；
调音阀安装在排气管中，需确保在第一起始点角度0度和第二起始点角度90度的位置锁定，故目标角度是第一起始点角度0度或第二起始点角度90度时，需要在行程角度外增加压紧过程；控制每一次压紧停止的条件保持一致，即每一次在第一起始点角度0度和第二起始点角度90度压紧产生的扭力弹簧形变一致，扭力弹簧形变带来的压紧脉冲一致；调音阀与涡轮5弹性连接后，在调音阀的每一个上电工作循环，进行初始化过程，使得调音阀阀片7经过正、反方向两个完整的角度行程过程，分别记录对应的全行程霍尔脉冲数P1、P2；计算阀片7在起始点角度（0度或90度）因压紧状态而产生的压紧脉冲Plock=((P1+P2)/2-Pf)/2；在正常工作过程中，若阀片的当前角度是0度或者90度，从当前角度起转，需要先释放扭力弹簧形变，再产生角度行程，故需要进行压紧脉冲的补偿；在一个实例中，调音阀阀片7经过正、反方向两个完整的角度行程过程对应的全行程霍尔脉冲数P1、P2分别都是145；则压紧脉冲Plock=((P1+P2)/2-Pf)/2=5；
在调音阀正常工作过程中，先通过查询map表得到目标角度；将目标角度减去当前角度得到本次角度行程的转动角度D；本次角度行程需要计算的霍尔脉冲数为PD；通过计算霍尔脉冲数PD控制调音阀的电机1启动与停止，以实现控制阀片7开启角度；
由于实际应用过程中，电机1存在停机过冲的情况，即转动对应的霍尔脉冲数PD达到后，控制电机停止，此时，电机不能立马停下，会产生过冲脉冲，该过冲脉冲记为Pover；每一次角度行程（即阀片的转动)停止之后，会统计每次角度行程产生的过冲脉冲，并在下一次角度行程过程中进行补偿；
角度行程需要计算的霍尔脉冲数为PD如下式进行计算：
PD=Pper*D+Plock±Pover
其中，本次角度行程的起始位置是第一起始点角度或第二起始点角度时，上述公式中需要Plock,否则不需要；若本次角度行程与上次角度行程转向相同，则需要减去上次角度行程的过冲脉冲，即Pover前取减号；若本次角度行程与上次角度行程转向相反，则需要加上上次角度行程的过冲脉冲，即Pover前取加号；
在一个实例中，阀片7的起始位置为0度，上次角度行程的转向为反向转动（往0度方向关闭），上一次角度行程的过程脉冲Pover=3；查询map表得到的目标角度为80度；则PD=Pper*D+Plock+Pover=1.5*80+5+3=128；即从当前角度位置（0度）转到目标角度位置（80度）需要经过128个脉冲，控制电机停止。
本申请通过准确计算单个角度单位对应的霍尔脉冲数，结合0度和90度起始点角度的压紧脉冲（补偿用）、每个角度行程的过冲脉冲（补偿用），最终达到准确控制阀片角度的目的，控制精度控制在±2°。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：柴油机颗粒捕集再生系统及其控制方法