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非接触测量法进行电磁阀动作特性研究

王婷  
【摘要】:近年来,直动式电磁阀以其结构简单、体积小巧、响应速度快、稳定性好等性能越来越多地应用到了航天、航空、石化等各种控制系统。作为控制系统的开关执行元件,在系统工作时,电磁阀要进行多次重复启动和脉冲工作,因此对电磁阀准确的开关时间的把握是至关重要的。本设计通过对电磁阀模型进行了分析,掌握电磁阀的启闭工作特性,采用非接触式感应线圈测磁法对电磁阀动作时产生的微弱电磁信号进行A/D采集并进行了分析。由于电磁阀动作快,采集量大,同时产生的电磁信号很微弱,为便于采集,在A/D采集前用仪表放大器INA118对其进行放大,再用A/D采集板进行大量的数据采集。而受到周围环境和采集系统自身带来的电磁的干扰较大,带来不可避免的噪声,在放大采集有用信号的同时也将噪声进行了放大和采集。由于电磁阀开关动作时间短暂,用采集的带噪声的信号,对电磁阀开关时间的精确判断会造成较大的误差。为了确定电磁阀准确的开启和关断时间点,需对电磁线圈传感器采集放大的信号进行数字信号处理,本设计通过分析研究与对比多种自适应滤波算法,设计基于归一化LMS算法的自适应滤波器对信号进行噪声消除。 本文介绍了自适应滤波器的基本原理,结构和应用。对自适应算法中的最小均方算法进行了深入研究,具体分析了他们的收敛特性及各参数对算法性能的影响,并对算法的性能进行比较。应用MATLAB软件,对自适应算法在噪声对消中的应用进行了仿真研究,针对各类不同参数和不同输入信号,分析比较了各种情况下的滤波器收敛速度、稳态误差和各算法的优缺点;并完成了对采集微弱电磁信号时产生的噪声干扰的有效消除,达到了对电磁阀开启和关闭的精确时间的估计。


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