为改善高速电磁阀的开关特性，从电磁阀的数学模型着手，用实验仿真的方法，分析了高速电磁阀的开关特性机理，提出了高速开关阀的设计准则，探讨了阀芯质量、阀芯行程、线圈匝数、线圈电阻、驱动电压与电流等各参数对开关特性的影响．提供了寻找电磁阀快速开关的有效方法．

介绍了一种新型的数字式大流量压力控制阀,该阀采用高速电磁阀为先导控制级,通过减压阀对系统的流量进行增益放大控制。既实现了压力系统的数字化控制,又达到了大流量的系统要求,通过试验验证达到了很好的控制精度。

数字式比例多路阀在抗污染能力、响应速度、远程控制等多个方面比传统电液比例多路阀更有优势。设计了一套基于高速电磁阀为导阀的数字式比例多路阀控制系统。首先对控先导制原理进行简单介绍，并建立控制系统数学模型，选用了抗积分饱和PID算法修正偏差信号，接着将建立的数学模型进行了MATLAB仿真分析。仿真结果确定了控制系统的快速响应性和稳定性。最后将设计的控制系统运用在多路阀数字控制之上，通过实验进一步验证了该多路阀控制系统具有稳定性好、响应速度快的优点。

根据工程机械中对"手动、自动"一体控制、远程控制、环保节能的需求,在多路阀原有手动控制的基础上,增加了以高速开关电磁阀为先导阀的数字式控制,设计出一种基于ARM-Cortex-M3内核的控制器,可以根据需求实现手动控制、自动控制、远程控制的切换。该控制器采用闭环控制,以PID调节结果确定输出PWM信号周期的个数和占空比,PWM信号驱动高速电磁阀实现对多路阀阀芯的快速精准控制,同时实现对液压系统流量和执行机构的速度控制,减少多路阀功耗,达到环保节能的效果。

为提高高速电磁阀动态响应速度,采用近似模型方法,以建立电磁阀多物理场零维近似耦合模型,实现其性能高效预测及优化。首先创建了柴油机电控单体泵高速电磁阀电磁力有限元计算模型,并通过与试验对比验证了模型的精度。结合面中心复合设计、嵌套中心复合设计、最优拉丁超立方设计与二次多项式响应面模型、Kriging模型、径向基函数模型,构建了18组电磁力近似模型。分析了不同样本点集大小、试验设计方法及近似方法对近似模型精度的影响。得出近似模型的精度随着样本点集的增大并非呈现单调递增的关系;而最优拉丁超立方试验设计与Kriging模型、径向基函数模型具有良好的适应性。构建高速电磁阀工作气隙、驱动电流、线圈匝数、副磁极半径、衔铁厚度、衔铁半径等关键参数的电磁力近似模型最佳方案是最优拉丁方试验设计与Kriging模型的...

采用ANSYS有限元分析软件研究了一款高速电磁阀的电磁静态吸力与电磁阀装配位置的关系,并且采用测量砝码悬重的试验方法验证电磁阀有限元模型的正确性。对高速电磁阀进行瞬态磁场分析,并模拟喷油器电磁阀在3段式电流驱动下的工作过程。仿真结果表明,该电磁阀的开启延迟时间和关闭延迟时间满足设计要求。

开发了高压共轨燃油系统高速电磁阀性能的测试系统，并阐述了高速电磁阀的特性。提出一种电路-磁路模型，分析了电磁阀衔铁的受力和运动过程。系统可测试不同电流及气隙工作环境下，高速电磁阀的静态性能和动态性能。通过对德国博世公司和国产的高速电磁阀性能的对比测试，验证了该系统的准确性和可靠性。

阐述了用两片C8051F020单片机实现高速电磁阀驱动测控系统的设计过程,从硬件和软件二方面讨论了系统的一些设计方法,说明了如何利用SM-Bus总线协议,来实现两片核心芯片的通讯,以及驱动信号的发生和实现方法.

在直线螺线管型高速电磁阀的整个运动过程中,由于铁磁材料的磁化需要一个动态过程,导致其电磁吸力随着铁磁材料的磁化而变化。为了获得一种不依赖电磁阀材料各异性的最优电压控制方法,从静态磁场出发,由电磁阀的理论静态吸力公式建立电磁阀衔铁的动力学模型,通过分析电磁阀的衔铁启动过程,上升运动过程和下落过程,得到各阶段的位移、电流随时间的变化。然后经过前面过程分析得到了采用两段梯形电压控制电磁阀的控制策略,实现了精准控制占空比的目的。

设计3个MCU协调工作的高速电磁阀驱动系统，利用高耐压功率管IGBT作为开关元件，采用高压引导、PWM低压维持和高速断流电路，提高了电磁阀的高速开关特性。