本发明涉及气动伺服控制，具体涉及一种用于降低开关阀死区的三电压加速切换控制系统。
背景技术：
1、气动伺服控制是一种利用气动元件和控制系统实现精确控制的技术，目前在汽车制造、电子制造、包装等自动生产领域得到广泛应用。在气动转换和传输过程中，由于摩擦力和流经阀口的复杂气流的非线性，气动伺服系统很难实现高精度的控制，压缩气体能量的摩擦损失是不可避免的，而整个系统的电能消耗也会增加。随着气动元件和微处理器的不断发展，更好的执行器和控制器被用来提高气动系统的控制精度，从而提高气动系统的性能。使用基于开关阀的高性能控制方法来提高气动伺服系统的精度是气动技术一个努力方向。
2、气动控制阀是气动伺服系统的关键，一般使用伺服阀或开关阀精确调节。伺服阀的特点是质量流量或压力输出与控制信号之间存在着线性关系。开关阀只有开和关两种状态，其控制精度比伺服阀低得多。开关阀的结构简单，带来了价格低廉、维修方便的优点。限制开关阀控制精度的主要问题是其不可避免的死区。死区是指当开关阀的输入信号发生变化时，输出量没有任何可感知的变化的有限区间，死区的宽度与阀门的开关频率密切相关。
3、为了减少开关阀死区的影响，提高阀门的性能，可以优化控制方式。控制方式通常采用控制算法与脉冲宽度调制(pulse width modulation,pwm)技术相结合，但pwm脉冲调制会带来气压的脉动误差，为了抑制脉动，人们就试图提高pwm的频率。陈晖等在发明专利“适应工况和控制参数变化的高速电磁阀控制系统及方法”中利用上位机设置开关信号的控制参数，即可实现对高速电磁阀的高动态控制，有利于缩短响应时间，减少能耗，拓宽高频下实现阀芯全开全关的占空比范围，提高控制的准确性、适应性和鲁棒性。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于降低开关阀死区的三电压加速切换控制系统，该系统有利于减少开关阀的控制死区，提高气动系统的控制精度。
2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于降低开关阀死区的三电压加速切换控制系统，包括：
3、实时控制器及加速波形生成模块，包括fpga模块和rt模块，所述rt模块用于调节三电压加速波形的幅值、电压时间，所述fpga模块用于根据设置生成三电压加速波形；
4、信号放大模块，用于对三电压加速波形进行功率放大，以满足对开关阀的控制要求；
5、气动系统模块，用于接收三电压加速波形，并使用所述三电压加速波形更精确地控制开关阀的启闭动作，以达到对密闭容腔内压力的控制要求。
6、进一步地，所述三电压式加速波形基于pwm波形进行更改，并且只针对高电平，低电平仍为0；首先在初始状态使用24v的高电压进行激励，使电流快速增大到开启电流处，随着电磁阀的开启，将电压降低至5v，同时维持该电压，此时电流下降但不会低于关闭电流，此时电压实际上大于电磁阀线圈等效电阻与关闭电流的乘积，在结束状态使用负电压-12v进行激励，使电流快速下降到关闭电流处，使电磁阀以更快的速度关闭。
7、进一步地，所述实时控制器及加速波形生成模块的工作方法为：
8、步骤s1)根据开关阀的控制要求，设置高电压的具体电压值与持续时间，同时保证此电压可使开关阀电流快速增大到开启电流处；
9、步骤s2)根据实际控制要求，设置低电压的具体电压值与持续时间，此电压主要为了保持开关阀持续打开；
10、步骤s3)根据开关阀的控制要求，设置负电压的具体电压值与持续时间，此电压可使开关阀电流快速下降到关闭电流处；
11、步骤s4)将设置好的三电压加速波形传输fpga模块，fpga产生实际的波形并进行输出。
12、进一步地，三电压的持续时间依据占空比及开关阀的开启和关闭时间参数进行设置；在闭环控制系统中，使用控制器调整输出信号来控制系统的运行状态，使系统的输出值尽可能地接近预期值或设定值，而占空比d由控制器的输出信号控制量u转换生成；假定开关阀开启时间为a1，关闭时间为a2，周期设置为t，则高电压持续时间th、低电压持续时间tl、负电压持续时间tn分别为：
13、th＝1.2a1 (1)
14、tn＝1.2a2 (2)
15、tl＝d·t-th-tn (3)。
16、进一步地，所述信号放大模块使用放大电路，根据实际开关阀控制要求设计具有特定放大倍数的电路。
17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：提供了一种用于降低开关阀死区的三电压加速切换控制系统，该系统提高了开关阀的启闭速度，对于闭环控制，提高了控制周期内的可控时间，减少了死区的影响；利用本系统可以根据不同型号开关阀的控制要求，对加速波形的参数进行更改，具有很强的通用性和广阔的应用前景。
1.一种用于降低开关阀死区的三电压加速切换控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于降低开关阀死区的三电压加速切换控制系统，其特征在于，所述三电压式加速波形基于pwm波形进行更改，并且只针对高电平，低电平仍为0；首先在初始状态使用24v的高电压进行激励，使电流快速增大到开启电流处，随着电磁阀的开启，将电压降低至5v，同时维持该电压，此时电流下降但不会低于关闭电流，此时电压实际上大于电磁阀线圈等效电阻与关闭电流的乘积，在结束状态使用负电压-12v进行激励，使电流快速下降到关闭电流处，使电磁阀以更快的速度关闭。
3.根据权利要求1所述的一种用于降低开关阀死区的三电压加速切换控制系统，其特征在于，所述实时控制器及加速波形生成模块的工作方法为：
4.根据权利要求3所述的一种用于降低开关阀死区的三电压加速切换控制系统，其特征在于，三电压的持续时间依据占空比及开关阀的开启和关闭时间参数进行设置；在闭环控制系统中，使用控制器调整输出信号来控制系统的运行状态，使系统的输出值尽可能地接近预期值或设定值，而占空比d由控制器的输出信号控制量u转换生成；假定开关阀开启时间为a1，关闭时间为a2，周期设置为t，则高电压持续时间th、低电压持续时间tl、负电压持续时间tn分别为：
5.根据权利要求1所述的一种用于降低开关阀死区的三电压加速切换控制系统，其特征在于，所述信号放大模块使用放大电路，根据实际开关阀控制要求设计具有特定放大倍数的电路。