液压系统的电子控制
随着移动设备技术越来越复杂，对液压系统电子控制的需求也越来越大。
电子元件变得更加可靠和坚固。它们现在可以承受移动设备应用所需的恶劣环境条件。
精密的电子控制器通常只提供低功耗控制信号。通常需要对控制信号进行放大，以驱动电磁控制的液压阀。设计用于液压应用的电子控制器通常包括所需的放大功能。
为什么选择脉冲宽度调制 （PWM）？
当电压施加到阀线圈上时，流过阀线圈的电流会产生磁场，从而提供力来移动阀的滑阀或阀座。输入电压除以线圈的电阻等于电流绘制。当与开/关阀一起使用时，这非常简单，但比例阀只有在通过改变输入电流可以精确控制滑阀位置时才有用。
一个简单的电位计可用于改变电阻，然后改变输入电流。这是一种低效的控制方法，在需要高电流时不实用。此外，当使用无限可变直流信号操作比例阀电磁阀时，放大器的输出晶体管的功能就像可变电阻器一样。它将电源电压降至电磁线圈在特定时间所需的水平。完整的线圈电流，可能是几个安培，需要通过这个输出晶体管。结果是晶体管产生热量，需要一个大散热器。
脉冲宽度调制 （PWM） 是一种能够克服上述问题的控制技术。使用PWM，输出晶体管用作开/关开关，以恒定电压为电磁阀线圈提供一系列开/关脉冲。脉冲设置为恒定频率，通常为 400 至 5000 Hz。信号电水平由相对于"关闭"脉冲的"开"脉冲的持续时间变化决定。
该技术的优点是，在"关闭"脉冲期间，输出晶体管没有通过任何电流，在"开"脉冲期间，晶体管几乎没有电压降，因此产生的热量非常小。实际上，在"开"脉冲期间，晶体管的电压降很小，打开和关闭需要有限的时间，因此会产生少量热量。但是，热量比传统直流输出信号产生的热量要小得多。
PWM 已成为所有阀门放大器的标准，以减少放大器尺寸和功率浪费。无需修改阀电磁线圈以使用此技术。PWM 是控制比例阀线圈电流的高效方法。它允许使用电子装置进行电流调节、振荡、斜坡、短路保护和消除死带。
PWM 的工作原理
PWM 信号不是恒定的，它打开一段时间，关闭一段时间，如下所示。
占空比"D"是指循环的"打开"部分。占空比可以从 0（信号始终关闭）到 1（信号始终打开） 的任意位置。50% 的"D"产生完美的方波。
PWM 信号频率可以是低（100 至 400 Hz）或高（超过 5000 Hz）。高频 PWM 更可取，因为它会产生更恒定的无纹波安电流输出。
线圈电感
电感是反对电流启动、停止或变化的电路的特性。电气系统中的电感类似于机械系统中的惯性。其效果是将时滞引入占空比波形式。从理论上讲，波形是完全矩形的，在施加电流时立即上升，在电流被撤回时立即下降。由于电感的影响，实际波形式上升和下降更逐渐，如下所示。
PWM 电流特性
在 25% 信号下，"D"比电流达到其最大值所用的时间要短。这会导致阀线圈的电流输出减少，从而降低阀的液压输出。如果 PWM 频率足够低，则电流将在关闭时间降至零。这被描述为"不连续电流"，如下图所示。
振颤（电流波纹）
吸附和迟滞会使液压比例阀的行为显得不稳定和不可预知。
当输入信号变化较小时，粘连会阻止阀滑阀移动。当信号最终变得足够大，足以启动阀芯移动时，滑阀往往会超过精确控制所需的位置。
滞后是滑阀移位的趋势，具体取决于更改是增加还是减少，即使控制信号输入值相同。
振颤是滑阀围绕所需位置的快速、小运动。它旨在保持滑阀移动，以避免粘连和平均滞后。抖动振幅必须足够大，频率足够慢，滑阀才能响应，但也要小而快，以避免阀门在液压输出中产生明显的脉动。
振颤是由线圈电流"波纹"引起的 – 电流围绕所需的控制信号值变化。由于惯性，滑阀阀芯将遵循低频纹波比跟随高频纹波更好。纹波的振幅确定了滑阀在给定频率下是否移动或移动多远。
低频 PWM
低频PWM，通常小于400 Hz，产生抖动(电流纹波)作为PWM过程的副产品(如下图所示)。PWM频率足够低，所以在下一次上升开始之前，电流有时间衰减。抖动(纹波)的数量随着平均线圈电流的变化而变化。抖动最大值为50%“d”。抖动在0%和100% d时降低为零这可能导致在当前的某些水平上有太多的抖动，而在其他水平上则不够。
在给定的平均电流下抖动电流幅值是线圈电感和PWM频率的函数。线圈的电感在很大程度上是其额定电压和瓦特数的函数。一个低瓦数线圈通常有更多的电感(因此较少的副产品抖动给定的PWM频率)比一个高瓦数线圈。
不同的阀门设计对相同的抖动频率和振幅有不同的响应。更改 PWM 频率将允许调整抖动，但抖动的振幅和频率无法根据各种阀门设计的要求独立设置。
高频 PWM
当 PWM 频率足够高（通常高于 5000 Hz）时，线圈电流在所有实际用途中都是恒定的，如下所示。高频 PWM 不会产生任何次产品抖动。
使用高频PWM的优点是，抖动可以单独产生，然后叠加在输出电流上，如下图所示。这允许用户独立控制电流水平，以及抖动频率和振幅。因此，抖动将是恒定的任何电流水平，其频率和振幅可由用户设置，以优化特定的液压阀的功能。
坡道
坡道用于减缓阀门驱动器对不断变化的命令输入的响应。当命令输入信号发生突变时，这将导致平稳过渡。如果输入信号的变化比匝道设置慢，匝道就没有效果。
斜坡可以是固定的或可调的，对称的或独立的，单或双。可调节斜坡通常在零到八秒范围内工作，并由电位计控制。单侧斜坡通常用于慢移控制，其中只涉及加速度问题。
对称坡道（如下所示）由单个电位计控制，该电位计可对增加和减少的斜坡进行相同调整。
独立的斜坡(如下所示)有单独的增减方向电位计，允许加速和减速相互独立设置。
双线圈双向阀驱动器每个线圈提供两个独立的斜坡，总共四个独立控制的斜坡，如下所示。
增益或 I-最大值。
放大器的增益是其大输出信号（与阀门）与小控制输入信号的比率。
增益 = 输出信号÷输入信号
增益通常由放大器上的电位计调整。此调整通常称为"I-Max"。调整 I-Max。调整放大器增益。这可用于调整放大器的最大输出（控制阀门设置）以获得完整的输入信号。
启用/禁用
某些控制/放大器包含"启用"功能。这是一个安全功能，要求在控制器输出工作之前，在启用连接时存在特定电压。启用可用于紧急停止开关或其他安全联锁设备。
虽然可以在电源中放置紧急停止开关，但不建议这样做，因为电容器中的存储电荷可以在开关打开后保持阀门信号一段时间。
死带 / I - min 。
滑阀式比例阀通常具有一定量的滑阀重叠，从而产生死带。对于压力和流量控制，此死带将在滑阀移动开始时发生。对于方向阀，死带将围绕中心位置发生。滑阀重叠可减少空位置的泄漏，并在电源故障或紧急停止情况下提供更大程度的安全性。滑阀重叠的效果要求在系统中出现任何明显结果之前，电磁阀线圈必须存在一定的最小信号电平。
如果此特性不可取，可以通过在控制器/放大器上设置最小电流(I-Min.)来消除或减小死区(用于压力和流量控制)。当I-Min调到零点以上时，阀芯将立即跳至该设置，消除死区。请注意I-Min调整会影响I-Max设置，所以它应该总是首先设置。
使用多功能/双电磁阀控制方向阀时，通常使用浸渍开关激活死带消除功能。死带跳转量通常是出厂设置的，并且是特定于应用程序的。
电流反馈
当电流通过电磁线圈时，产生热量。这种热能增加线圈的电阻。例如，线圈在 20°C 时的电阻为 7 欧姆，在 100°C 时电阻为 9 欧姆。 这种增加的电阻会导致线圈功率降低，从而降低阀门设置。
为了补偿温度引起的变化，一些控制器/放大器具有称为"电流反馈"的功能。与电磁线圈一起将电流反馈电阻器与电磁线圈一起添加到电路中。这允许电磁阀电流与输入信号电压成正比，并且与电磁阀电阻无关。电源电压必须足以克服增加的电阻