本文關鍵詞：先導式電液比例方向閥控制器的設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電液比例控制技術是靈活、精準和大傳動比的控制方式,在大型機械設備的控制領域應用廣泛,甚至某些大型工業(yè)設備必須使用液壓控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。而先導式電液比例方向閥控制器是大型工業(yè)設備控制的核心,國外有很多純熟的技術,但是對我國技術封鎖。本文使用高性能和效率ARM系列Cortex-M3為主控芯片,設計先導式電液比例方向閥控制器硬件電路和軟件算法,并通過實驗驗證控制器的性能。首先,本文對先導式電液比例方向閥的結(jié)構和特性方面進行分析,提出了控制器的總體設計要求和具體技術參數(shù),然后制定了系統(tǒng)硬件、軟件的總體設計方案。其次,重點介紹了控制器的關鍵電路的改進與設計,從理論上分析了電路設計的原理,為控制器電路的設計提供了理論依據(jù),深入的分析了電路實驗時出現(xiàn)問題的原因以及解決的方法。然后對控制器底層驅(qū)動的編寫、定時控制程序、和與上位機通信的程序等,并介紹了Matlab的GUI編寫的上位機調(diào)試軟件。最后,介紹了控制器的核心算法雙閉環(huán)控制系統(tǒng),從理論上分析了本算法的原理與用處,對PID算法改進并使用Matlab進行仿真驗證。然后使用某大學國家流體實驗室的液壓閥試驗平臺驗證本控制器的性能。實驗發(fā)現(xiàn),本控制器的控制算法正確,控制效果良好,整體性能比國外某公司的控制器性能高。
【關鍵詞】：先導式電液比例方向閥控制器 Cortex-M3 關鍵電路改進 雙閉環(huán)控制 Matlab
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH137.52
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 背景及研究意義8
• 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢8-9
• 1.3 先導式電液比例方向閥控制器簡介9-10
• 1.4 先導式電液比例方向閥控制器性能評價指標10-11
• 1.5 本文的研究研究內(nèi)容及難點11-13
• 1.5.1 本文的研究工作的內(nèi)容11
• 1.5.2 先導式電液比例方向閥控制器的研究難點11-13
• 第二章 先導式電液比例方向閥特性分析與控制器總體設計13-25
• 2.1 關鍵元件結(jié)構的原理分析13-17
• 2.1.1 先導式電液比例方向閥結(jié)構組成和工作原理13-14
• 2.1.2 比例電磁鐵14-16
• 2.1.3 LVDT位置式傳感器16-17
• 2.2 先導式電液比例方向閥特性分析17-19
• 2.3 控制器總體設計要求和參數(shù)19-21
• 2.3.1 設計要求19
• 2.3.2 控制器硬件技術數(shù)據(jù)19-21
• 2.4 控制器硬件總體方案設計21-23
• 2.5 控制器軟件總體方案設計23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第三章 控制器硬件設計與改進25-48
• 3.1 主控芯片的選型與改進25-28
• 3.1.1 綜合比較主控芯片優(yōu)缺點分析25
• 3.1.2 新控制器的主控芯片選型與資源分配25-27
• 3.1.3 控制器主控芯片模塊的硬件電路設計27-28
• 3.2 驅(qū)動電流采樣電路的設計和改進28-35
• 3.2.1 綜合比較驅(qū)動電流采樣優(yōu)缺點分析28-29
• 3.2.2 新控制器的驅(qū)動電流采樣電路設計和改進29-32
• 3.2.3 驅(qū)動電流采樣電路的測試實驗32-35
• 3.3 位移測量電路擴展性設計與改進35-39
• 3.3.1 位移測量電路擴展性設計35-36
• 3.3.2 位移測量電路的改進36-39
• 3.4 電源電路的設計和改進39-43
• 3.4.1 電源電路優(yōu)缺點分析39-40
• 3.4.2 電源電路的設計與改進40-42
• 3.4.3 電源電路的測試42-43
• 3.5 濾波電路的設計和改進43-45
• 3.5.1 歷年濾波電路優(yōu)缺點分析43-44
• 3.5.2 濾波電路設計與改進44-45
• 3.6 控制器的硬件復位和下載接.的設計與改進45-46
• 3.7 控制器的其他電路設計46-47
• 3.7.1 反接卸荷式驅(qū)動電路的工作原理46-47
• 3.7.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設計47
• 3.7.3 參數(shù)保存與讀取電路47
• 3.8 本章小結(jié)47-48
• 第四章 控制器的軟件設計48-61
• 4.1 軟件開發(fā)環(huán)境48
• 4.2 底層驅(qū)動初始化程序48-53
• 4.2.1 IO初始化49
• 4.2.2 AD模塊初始化和驅(qū)動程序49-51
• 4.2.3 E~2PROM初始化和驅(qū)動程序51-52
• 4.2.4 串口初始化52
• 4.2.5 PWM初始化52
• 4.2.6 定時器初始化52-53
• 4.3 應用控制程序53-54
• 4.4 串口控制程序54-56
• 4.5 上位機程序56-59
• 4.6 其他程序59-60
• 4.6.1 自檢程序59
• 4.6.2 故障處理程序59-60
• 4.7 本章小結(jié)60-61
• 第五章 控制器的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)與實驗61-77
• 5.1 PID控制的改進61-66
• 5.1.1 普通PID的原理61-62
• 5.1.2 引入濾波器62-64
• 5.1.3 積分分離與抗積分飽和算法64-65
• 5.1.4 加入死區(qū)的控制算法65-66
• 5.2 控制器的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)66-68
• 5.3 控制器實驗測試68-76
• 5.3.1 輸入輸出模塊測試實驗69-71
• 5.3.2 電流環(huán)測試實驗71-73
• 5.3.3 雙閉環(huán)控制實驗73-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 第六章 總結(jié)與展望77-79
• 6.1 總結(jié)77-78
• 6.2 展望78-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-83
• 攻讀學位期間的研究成果83

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：先導式電液比例方向閥控制器的設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：266470