本文關(guān)鍵詞：基于ARM的高速開關(guān)閥橋控制放大器的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：與傳統(tǒng)的閥口連續(xù)控制的滑閥相比,高速開關(guān)閥具有加工容易、工作可靠、耐污染、易維護和便于實現(xiàn)計算機控制等優(yōu)點,以高速開關(guān)閥構(gòu)成的液壓閥橋為先導(dǎo)閥的比例閥代替?zhèn)鹘y(tǒng)比例閥,是工程機械等高污染應(yīng)用領(lǐng)域的趨勢之一。作為先導(dǎo)閥的高速開關(guān)閥橋須依據(jù)主閥芯的位置給定信號與反饋信號,有效控制進入主閥控制腔的先導(dǎo)流量,從而控制比例閥主閥開度,其關(guān)鍵問題是構(gòu)建高速開關(guān)閥橋控制規(guī)律,設(shè)計出可有效實現(xiàn)該控制規(guī)律的閥橋控制放大器硬件和軟件。本文以四個高速開關(guān)閥(兩個常開閥和兩個常閉閥)構(gòu)成的液壓閥橋為研究對象,研究了如下內(nèi)容:分析了其作為比例閥先導(dǎo)閥時的工作原理,類比負遮蓋四邊滑閥工作原理,提出了高速開關(guān)閥橋兩半橋PWM(脈寬調(diào)制)互補控制方法:1)高速開關(guān)閥橋在工作過程中,以主閥芯位置偏差為依據(jù),經(jīng)PID控制算法,獲得四路高速開關(guān)閥的PWM信號占空比的變化規(guī)律;2)閥橋由左右半橋組成,控制每個半橋的兩個高速開關(guān)閥(一常開一常閉)的PWM信號占空比變化規(guī)律相同;3)控制左半橋與右半橋的高速開關(guān)閥的PWM信號占空比變化規(guī)律相反,左右半橋PWM信號占空比之和始終為1,構(gòu)成兩半橋互補控制;4)當主閥芯未達目標位置時,左右半橋高速開關(guān)閥PWM信號占空比不同,主閥芯響應(yīng)PWM信號平均值,向占空比大的對應(yīng)方向運動;5)當主閥芯達到目標位置時,左右半橋互補的PWM信號占空比相等,主閥芯在目標位置處高頻小幅顫振,有效的提高了主閥的動態(tài)特性。該控制方法已申報了發(fā)明專利。建立了高速開關(guān)閥橋為先導(dǎo)閥控制比例閥主閥芯的模型,并在AMESim中采用兩半橋PWM互補控制規(guī)律進行了仿真,驗證了該互補控制方法的正確性。設(shè)計了以ARM處理器為主控芯片的高速開關(guān)閥橋控制器和以四個CMOS管組成H橋驅(qū)動電路的功率放大級,以及電源電路、LVDT(閥芯位置反饋傳感器)驅(qū)動電路、LVDT反饋測量放大電路、采樣信號放大電路和CAN總線通信接口等主要的硬件電路,編寫了PWM信號生成程序,A/D轉(zhuǎn)換程序以及PID控制算法程序等,采用LabVIEW開發(fā)了控制放大器參數(shù)設(shè)置和調(diào)試的上位機人機界面。構(gòu)建了以ARM開發(fā)板為基礎(chǔ),以丹弗斯公司的PVE閥(高速開關(guān)閥橋部分和LVDT部分)為控制對象的高速開關(guān)閥橋控制方法實驗系統(tǒng),實驗驗證了高速開關(guān)閥橋控制規(guī)律的有效性。
【關(guān)鍵詞】：高速開關(guān)閥橋 ARM處理器 控制放大器 PWM
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH137.5
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題來源10
• 1.2 課題研究背景及意義10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.3.1 高速開關(guān)閥國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.2 高速開關(guān)電磁鐵國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.3.3 高速開關(guān)閥電液控制器概述14-15
• 1.3.4 高速開關(guān)閥控制放大器的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.4 論文主要內(nèi)容16-18
• 第2章 高速開關(guān)閥橋控制放大器控制策略研究18-29
• 2.1 PWM控制的高速開關(guān)閥18-19
• 2.1.1 高速開關(guān)閥結(jié)構(gòu)及原理18-19
• 2.1.2 高速開關(guān)閥性能參數(shù)19
• 2.2 高速開關(guān)閥橋的組成及其脈寬調(diào)制原理19-22
• 2.2.1 高速開關(guān)閥橋的組成20
• 2.2.2 PWM信號產(chǎn)生原理20-21
• 2.2.3 高速開關(guān)閥PWM信號的控制原理21-22
• 2.3 高速開關(guān)閥橋兩半橋PWM互補控制方法22-28
• 2.3.1 負遮蓋四邊滑閥工作原理22-24
• 2.3.2 高速開關(guān)閥橋兩半橋PWM互補控制方法及仿真分析24-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 高速開關(guān)閥橋控制放大器的硬件設(shè)計29-40
• 3.1 高速開關(guān)閥橋控制放大器硬件系統(tǒng)的組成29
• 3.2 主控制器模塊29-31
• 3.2.1 選擇控制器主控芯片所要考慮的因素29-30
• 3.2.2 ARM與單片機的比較30-31
• 3.2.3 主控芯片的主要性能參數(shù)31
• 3.3 控制系統(tǒng)硬件電路31-38
• 3.3.1 主控芯片核心電路31-32
• 3.3.2 電源電路32-33
• 3.3.3 功率放大電路模塊33-35
• 3.3.4 LVDT驅(qū)動電路與反饋測量電路35-36
• 3.3.5 CAN通信電路36-38
• 3.4 硬件抗干擾措施38
• 3.5 本章小結(jié)38-40
• 第4章 高速開關(guān)閥橋控制放大器軟件系統(tǒng)設(shè)計40-47
• 4.1 PWM信號生成程序40-41
• 4.2 A/D轉(zhuǎn)換程序41-43
• 4.3 高速開關(guān)閥橋兩半橋PWM信號互補控制算法43-46
• 4.4 上位機人機界面設(shè)計46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第5章 高速開關(guān)閥橋控制放大器實驗研究47-53
• 5.1 高速開關(guān)閥橋?qū)嶒炏到y(tǒng)的組成47-48
• 5.2 高速開關(guān)閥橋控制放大器控制規(guī)律實驗驗證48-51
• 5.2.1 高速開關(guān)閥橋控制放大器實驗原理48
• 5.2.2 測試系統(tǒng)的設(shè)計48-49
• 5.2.3 控制放大器測試49-51
• 5.3 高速開關(guān)閥橋為導(dǎo)閥的比例閥控制性能實驗設(shè)計51-52
• 5.3.1 高速開關(guān)閥橋為導(dǎo)閥的比例閥的結(jié)構(gòu)及工作原理51
• 5.3.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計51-52
• 5.4 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論與展望53-55
• 1 結(jié)論53
• 2 展望53-55
• 參考文獻55-58
• 致謝58-59
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄59-60
• 附錄B 科研實踐60

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  本文關(guān)鍵詞：基于ARM的高速開關(guān)閥橋控制放大器的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：404016