伺服比例阀数字实时控制系统研究与开发.pdf

武汉科技大学
硕士学位论文
伺服比例阀数字实时控制系统研究与开发
姓名:文广
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:许益民
20080430
武汉科技大学硕士学位论文摘要随着计算机技术在流体控制领域的广泛应用,流体控制技术及其元件的数字化已经成为一种必然的趋势。因此,对液压元件中阀的数字化研究及其在具体领域中的应用已经成为当今流体传动与控制研究的重要方向之一。伺服比例阀作为液压系统中的关键控制元件,以其良好的工作特性、优良的抗污染能力和较低廉的价格,已经在工业控制领域获得本文在分析了伺服比例阀的工作原理和控制特点后,设计了伺服比例阀数字实时控制率褂没惚嘤镅允迪帧J莶捎弥兄德瞬处理和改进型的惴ㄔ怂悖砑绦虻母鞲瞿?橹湎嗷ザ懒ⅲ芍鞒绦蛐鞴ぷ鳌软硬件的结合使数字实时控制系统具备了自动控制、手动调整、参数保存、在线调试等功本文还进行了单级伺服比例阀控制系统的实验分析。实验表明,伺服比例阀数字实时服比例阀的实时闭环控制。第了广泛的使用,其控制方式的数字化符合现代工业控制智能化、集成化和高度自动化的发展趋势。本文首先介绍了本文的研究背景和意义,在比较了国内外电液控制及其元件数字化的相关方法后,拟定了伺服比例阀数字化技术丌发方案,并在总结国内外电液数字控制及元件的相关研究成果的基础上,提出了伺服比例阀数字实时控制系统应具有的功能及发展趋势。系统的具体方案,并以此方案为基础制作了以:诵牡氖挚刂葡低场8孟低硬件由阀芯位移传感器调制解调模块、信号调理输入模块、采样模块、芟咄ㄑ模块、输出模块、功率输出模块、电源模块、手动调整模块、串行通讯模块等组成,各个模块之间相互独立,彼此之间由软件协调动作。系统的软件设计采用结构化、模块化的思想在盗械テ喑袒肪矼能。控制系统原理设计正确,能完成提出的基本功能,控制精度较高,稳定性好,能实现对伺关键词:伺服比例阀;テ籔控制;数字控制器;闭环控制
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,兼有一般液压传动技术和电液作为电液比例控制系统中关键控制部件之一的伺服比例阀,〉奈侍猓染哂兴欧У男阅埽钟锌制放大电路,控制伺服比例阀比例电磁铁线圈电流和衔铁推力的大小,从而改变其阀口大一种模拟控制器只适用于一种或者一类阀,不同阀之间的控制器不能通用。另外,由于模以做到精确量化参数;其参数调整完毕后,也不能将参数直接复制到其它阀的控制器上,损电位计。此外,模拟控制器与计算机之间无法通讯,计算机不能方便地得知模拟控制器件的数字化提供了物质条件和理论基础,伺服比例阀数字化的条件已经成熟。相比模拟控寤⑽榷ㄐ院谩K孀盼⒌缱蛹际醯姆⒄梗矶嗟テ潭嘟恍┦涤霉δ芗换模块,,低压检测等,从而能有效地减小数字控制硬件的大小;与此同时,由第本文研究背景与意义伺服技术的主要优点,展现了与电子控制、计算机控制良好的兼容性。在新的液压控制概念指导下,由计算机控制的电液控制系统正在使各类流体机械成为真正意义上的机电液一体化系统。例电磁铁,功率级阀芯采用伺服阀的结构和加工工艺阏诟欠,阀芯与阀套之间的配合关阀的抗污能力和合适的制造成本,这使得它的应用领域已经渗透到几乎所有需要高精度控制的工业部。目前伺服比例阀的控制任由模拟器件控制,即以运算放大器和功率放大器为主组成控小,达到控制流量和压力的目的。由于模拟器件的分散性,使得模拟控制的功能较为单一,拟器件多采用电位计来调整参数,参数的调整很大程度上要靠专业人员的手感和经验,难为了得到同样的控制效果,还需要专业人员重新调整,给生产和调试带来了不便;模拟控制器的参数也不易保存,同一个控制器每次调整的参数也不具备重复性,这些都是模拟器件组成的控制器无法克服的缺点。另外,模拟控制器中的电位计的可靠性也是一个潜在的问题,即在调整