1.一种电磁阀高动态控制系统,其特征在于包括预加载电压源(1)、高电压源(2)、稳电压源(3)、负电压源(4)、零电压源(5)、高速切换开关(6)、电流检测器(7)、电磁阀(8)、压力传感系统(9)和控制器(10);
所述高速切换开关(6)具有六个接触头,其中第一接触头(6‑1)、第二接触头(6‑2)、第三接触头(6‑3)、第四接触头(6‑4)、第五接触头(6‑5)分别与预加载电压源(1)、高电压源(2)、稳电压源(3)、负电压源(4)、零电压源(5)相连;第六接触头(6‑6)通过电流检测器(7)与电磁阀线圈相连;所述控制器(10)的输出端口与高速切换开关(6)相连并可控制第六接触头(6‑6)与其余接触头的连接状态;压力传感系统(9)与电磁阀(8)各工作口连接用于获得电磁阀各工作口的压力状态;控制器(10)与压力传感系统(9)连接,所述控制器(10)包含控制信号产生单元。
2.根据权利要求1所述的电磁阀高动态控制系统,其特征在于所述的控制信号产生单元产生的控制信号为方波信号,方波信号的占空比即电磁阀目标开启时间和周期时间比。
3.根据权利要求1所述的电磁阀高动态控制系统,其特征在于所述的控制器(10)实时获取控制信号产生单元产生的控制信号的占空比、频率、上升沿时刻和下降沿时刻。
4.一种如权利要求1所述电磁阀高动态控制系统的电磁阀高动态控制方法,其特征在于包括如下步骤:
在控制信号上升沿到来之前,根据预加载阶段的持续时间,控制器提前将第六接触头(6‑6)与第一接触头(6‑1)连通进入预加载阶段,预加载阶段后线圈电流稳定在一个小于开启电流设定比例的预加载电流状态;
当控制信号上升沿到来时,控制器将第六接触头(6‑6)与第二接触头(6‑2)连接,线圈在高电压源的激励下,电流迅速上升,由于电流在控制信号上升沿到来前就已经稳定在预加载电流状态,在外加高电压源的激励下,电流将在短时间内上升至开启电流,此时,电磁阀阀芯开启移动,进入开启阶段,控制第二接触头(6‑2)和第六接触头(6‑6)继续保持连接直到确保电磁阀完全开启;
然后,控制器将第六接触头(6‑6)与第三接触头(6‑3)连接,电流逐渐下降,并最终稳定在一个大于关闭电流设定比例的维持电流状态,以保持电磁阀开启的状态;
当控制信号下降沿到来时,控制器将第六接触头(6‑6)与第四接触头(6‑4)连接,在负电压源的激励下,线圈电流迅速降低至关闭电流,此时阀芯开始运动,进行复位,负电压继续激励,直至电流降低至0;
当电流达到0时,控制器将第六接触头(6‑6)与第五接触头(6‑5)连接,线圈电流在零电压源的激励下,继续保持0电流状态,直到下一个预加载阶段到来。
5.根据权利要求4所述的电磁阀高动态控制方法,其特征在于预加载电压源的电压数值小于电磁阀线圈电阻与开启电流的乘积,稳电压源的电压数值大于电磁阀线圈电阻与关闭电流的乘积。
6.根据权利要求4所述的电磁阀高动态控制方法,其特征在于所述的预加载阶段所需的持续时间的计算过程为:控制器根据当前电磁阀电流、线圈电阻和电感,计算线圈电流上升至预加载电流所需的时间,该时间的基础上,延长设定的时间作为预加载阶段的持续时间。
7.根据权利要求4所述的电磁阀高动态控制方法,其特征在于所述第二接触头(6‑2)和第六接触头(6‑6)的连接时间等于该电磁阀在0电流状态下,采用所述的高电压源激励至完全打开所需的时间。