​ 以Parker公司的VSO® LOWPRO微型比例阀为例，该比例阀具有体积小，功耗低等优势。

​ 下图是在12V供电，1.7bar的压力条件下，比例阀的流量与控制电流之间的关系曲线，可以发现比例阀的流量控制具有滞环的特点。

​ 下图则是比例阀的流量与入口压力之间的关系曲线， 从图中可以看出流量随着压力的增大，但是增长速度在减慢，与平方根关系曲线接近，这和阀的理论模型是符合的。

下图是该比例阀的主要性能参数，与软件控制相关的主要有操作压力，控制滞环和相应时间等。

​ 比例阀的输出流量与气体性质，有效通气面积，阀门前后两端的气压压差有关，呼吸机中通过比例阀的气体绝大部分为氧气和空气（ N 2 , O 2 N_2,O_2 N2​,O2​），均为双原子气体分子，气体动力学性质基本相同，在模型中可以不用考虑气体自身性质的影响。因此可以得到比例阀的理论数学模型如下： Q = k ( v ) A g 5 Δ P H ( s ) H ( s ) = 1 T s + 1 Q=k(v)A\sqrt{\frac{g}{5}} \sqrt{\Delta P}H(s)\\ H(s)=\frac{1}{Ts+1} Q=k(v)A5g​ ​ΔP ​H(s)H(s)=Ts+11​ ​ 其中：Q为流过比例阀的流量（L/s），A为比例阀开度到最大时的等效通气面积( c m 2 cm^2 cm2)， Δ P \Delta P ΔP 为比例阀前后的气压差( c m H 2 O cmH_2O cmH2​O)。H(s) 为惯性环节，用来表示比例阀的动态特性，k 为一个系数，与比例阀的驱动电压有关，表示在驱动电压的控制下比例阀的开度情况。g为重力加速度( m / s 2 m/s^2 m/s2)。

​ 将datasheet中的直径参数带入到该理论模型中，画出流量与压力之间的理论曲线如下图所示，将理论模型的曲线与datasheet中给出的曲线对比，当直径较小时，理论模型与实际较接近，当直径较大时，理论流量要偏大。

​ 下图是一个比例阀驱动电路，驱动电路的输入为来自控制芯片的使能信号和PWM脉冲信号。通过控制PWM脉冲的占空比就可以控制比例阀端口的驱动电流，从而达到控制流量的目的。

​ 比例阀的驱动脉冲信号的占空比对应程序中的一个数字量（PWM比较寄存器值），通过控制这个数字量就能够控制比例阀的输入端口电流，从而控制流量。

​ 将呼吸机的吸气管道接到PF300，同时将呼气管堵住，然后接入氧气源（氧气瓶）。使用仿真器连接呼吸机控制器通过在线仿真的方式，实时给定对应PWM模块的比较寄存器值，记录比较寄存器的值和PF300以及呼吸机内部测量得到的流量数据等。

​ 在不同的气源压力下按照如前所述的流量控制测试，下面给出一组在初始气源压力为290kpa时的测试数据：

​ 根据记录的数据，可以画出程序内PWM信号占空比与实际流量之间的关系，下图是290kpa下测试得到的曲线，从曲线中可以看出，比例阀的控制存在滞环，但是滞环的影响较小，相同流量情况下的占空比差不超过5%。从曲线还可以看出，当驱动信号占空比低于一个开启阀值时，比例阀完全关闭，没有流量。高于一个饱和值时，比例阀完全打开，流量也基本不再变化。而在这中间，流量数据与驱动信号的占空比基本呈线性关系。

​ 从理论模型中可以知道，流过比例阀的流量还与比例阀两端的气压差有关，由于实际使用中比例阀出口端的压力相较于入口端的压力很小，因此出口端的压力变化可以忽略，仅考虑入口端的气源压力的影响。下图是在不同气源压力下进行测试得到数据绘制的曲线（仅考虑阀由闭到开的过程）。从图中可以看出，在气源压力不同时，流量随驱动信号占空比变化曲线的偏移是很小的。这可能与气源压力的变化范围，流量变化范围比较小有关。

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​ 考虑到实际测试中在一般使用范围内，气源压力对流量控制的影响较小，可以选择一个实际应用中气源压力的典型值400kpa，来拟合得到驱动信号占空比与流量之间的关系。通过线性拟合，可以得到驱动信号占空比和流量之间的关系如下： Q = { 0 , if  D < 34 0.676 D − 22.976 , if  34 < D < 91 ; 38.54 if  D > 91 Q = \begin{cases} 0, & \text{if } D