航天器中大量采用了自动化程度较高的双稳态电磁阀,其控制方式和动态性能是设计中的重要环节.根据双稳态电磁阀的工作特点,建立电、磁、机系统的机电模型,并对等效电路模型进行了改进.根据多场耦合的特点,考虑到磁性材料的非线性特性及磁路的漏磁效应,选择有限元法进行仿真计算,并建立了电磁阀的二维有限元模型.电磁阀动态仿真计算数据与试验结果相一致,达到了定量判定出电磁阀所受电磁力大小以及开关放电电流的特征曲线的目的.多耦合场条件下运用有限元法对控制方式进行优化可以提高设计工作的费效比,且能够达到较高的精度,是进行电磁阀优化设计的有效方法.

针对双稳态电磁阀启／闭不可靠和运行不稳定两个关键技术问题，提出了在双稳态电磁阀的基本结构上，安装一个位置传感器，同时采用非固定脉宽驱动；方案还设计了具有自动纠错功能的驱动电路。实验结果证明：该方法实现了最佳效率驱动，彻底解决了双稳态电磁阀启／闭不可靠和运行不稳定等问题。