【摘要】：隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,特別是單片機(jī)價(jià)格低廉,液壓數(shù)字閥應(yīng)運(yùn)而生,成為了連接大功率控制對(duì)象和微電子技術(shù)的橋梁。數(shù)字閥是用數(shù)字信號(hào)直接控制液壓閥的流量、壓力和方向。數(shù)字閥與傳統(tǒng)液壓閥相比,數(shù)字閥直接與計(jì)算機(jī)或者單片機(jī)相連、不需要DA轉(zhuǎn)換器、性價(jià)比高、對(duì)污染敏感度低,操作簡(jiǎn)單靈活。在液壓控制技術(shù)方面具有廣泛的應(yīng)用前景,是目前流體傳動(dòng)發(fā)展的一個(gè)重要方向。 本文設(shè)計(jì)了一種旋轉(zhuǎn)式流量閥,可與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)直接相連,單片機(jī)發(fā)出脈沖序列,控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),步進(jìn)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)閥芯轉(zhuǎn)動(dòng),改變流量閥的開口面積,從而控制流量閥的流量。省去傳統(tǒng)流量閥與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)之間的機(jī)械式轉(zhuǎn)換器(滾珠絲杠或凸輪機(jī)構(gòu))。對(duì)流量閥進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、計(jì)算后,得出流量閥節(jié)流口面積與步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系,將流量閥流量控制轉(zhuǎn)化為對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角的控制,使控制變得簡(jiǎn)單。并依據(jù)易于控制原則設(shè)計(jì)了單片機(jī)硬件電路和系統(tǒng)軟件,本反饋控制系統(tǒng)主要由流量閥進(jìn)出口壓力傳感器、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、單片機(jī)以及接口電路組成,單片機(jī)是本控制系統(tǒng)的核心。 流量閥實(shí)時(shí)流量依據(jù)流量公式計(jì)算得出,流量系數(shù)C和節(jié)流口形式參數(shù)m的選擇不準(zhǔn)確,會(huì)造成實(shí)時(shí)流量的計(jì)算不準(zhǔn)確,流量閥流量得不到準(zhǔn)確控制。本文進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建,計(jì)算出流量閥在不同開口角度下的流量系數(shù)C和節(jié)流口形式參數(shù)m,最后用最小二乘法擬合出曲線并得出奇函數(shù)。單片機(jī)根據(jù)此流量閥在各開口下的實(shí)際流量系數(shù)C和節(jié)流口形式參數(shù)m計(jì)算出實(shí)時(shí)流量與所需流量進(jìn)行比較,計(jì)算出偏差,得出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)角度,并控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)流量閥流量的精確控制。
[Abstract]:With the development of microelectronic technology, especially the low price of single-chip microcomputer, hydraulic digital valve emerges as the times require, and becomes the bridge between high-power control object and microelectronics technology. Digital valves use digital signals to directly control the flow, pressure and direction of hydraulic valves. Compared with the traditional hydraulic valve, the digital valve is directly connected to the computer or the single chip microcomputer. It does not need DA converter, has high performance-price ratio, low sensitivity to pollution and simple and flexible operation. It has a wide application prospect in hydraulic control technology and is an important direction of fluid transmission development. In this paper, a kind of rotary flow valve is designed, which can be connected directly with step motor, and the single chip microcomputer sends out pulse sequence to control the rotation of step motor, and step motor drives valve core rotation directly to change the opening area of flow valve. Thus control the flow of the flow valve. Eliminate mechanical converters (ball screw or cam mechanism) between conventional flow valves and stepping motors. By analyzing the structure of flow valve and calculating, the relationship between throttle area of flow valve and the angle of step motor is obtained, and the flow control of flow valve is transformed into the control of rotation angle of step motor, which makes the control become simple. According to the principle of easy control, the MCU hardware circuit and system software are designed. The feedback control system is mainly composed of flow valve inlet and outlet pressure sensor, step motor angle sensor, step motor, single chip microcomputer and interface circuit. Single-chip microcomputer is the core of this control system. According to the calculation of flow formula, it is concluded that the choice of flow coefficient C and throttle form parameter m is not accurate, which will result in inaccurate calculation of real-time flow rate, and the flow rate of flow valve can not be controlled accurately. The flow coefficient C and throttle form parameter m of the flow valve at different opening angles are calculated. Finally, the curve is fitted with the least square method and the odd function is obtained. According to the actual flow coefficient C and throttle shape parameter m of this flow valve under each opening, the real-time flow rate is compared with the required flow rate, the deviation is calculated, and the rotation direction and angle of the stepping motor are obtained. And control the stepping motor rotation to achieve accurate flow control of the flow valve.
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TH134

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 丘尚初;;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器[J];微電機(jī);1988年04期

2 王宗培,孫禮明;混合式功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的新型驅(qū)動(dòng)電路[J];微電機(jī);1997年02期

3 施進(jìn)浩,龔春雨,吳舜潔;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量現(xiàn)狀及分析[J];微特電機(jī);2002年03期

4 ;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電源攻關(guān)工作近況[J];微電機(jī);1979年02期

5 陸玲明;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的順序驅(qū)動(dòng)問(wèn)題[J];光子學(xué)報(bào);1982年01期

6 王宗培,俞德方,王英,鄭大鵬;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)特性的微機(jī)測(cè)試系統(tǒng)[J];電氣應(yīng)用;1993年05期

7 姚宏,呂泓;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最佳齒寬[J];微特電機(jī);1994年05期

8 陳大科;一種新穎的大功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路[J];微電機(jī);1994年04期

9 孫興進(jìn),曹廣益,朱新堅(jiān);步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最佳細(xì)分控制[J];自動(dòng)化與儀器儀表;2001年01期

10 Bernhard Dwersteg;通過(guò)編碼器提高驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性[J];現(xiàn)代制造;2002年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王宗培;;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)[A];電氣技術(shù)發(fā)展綜述[C];2004年

2 高國(guó)琴;王長(zhǎng)勇;;并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的新型滑�？刂圃O(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2009年中國(guó)智能自動(dòng)化會(huì)議論文集（第二分冊(cè)）[C];2009年

3 顏閩秀;薛必春;;火焰切割機(jī)插補(bǔ)控制方法的實(shí)現(xiàn)[A];冶金軋制過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年

4 張長(zhǎng)栓;;劍桿織機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊式電子選緯裝置設(shè)計(jì)與開發(fā)[A];第十屆陳維稷優(yōu)秀論文獎(jiǎng)?wù)撐膮R編[C];2007年

5 李勝;裴翔;阮健;;數(shù)字閥控制器的設(shè)計(jì)方法研究[A];第二屆全國(guó)流體傳動(dòng)及控制工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第四卷）[C];2002年

6 王勝濤;朱學(xué)忠;;三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)[A];2008中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2008年

7 楊東;劉妙芳;黃平堅(jiān);;呼吸機(jī)分類新論及關(guān)鍵氣路組件綜合技術(shù)分析[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會(huì)第八次學(xué)術(shù)年會(huì)暨《醫(yī)療設(shè)備信息》創(chuàng)刊20周年慶祝會(huì)論文集[C];2006年

8 李天柁;肖剛;弟宇鳴;韓峰;;核徑跡圖像自動(dòng)分析系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[A];第9屆全國(guó)核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1998年

9 胡敦利;徐繼寧;李穎宏;;基于PLC的自動(dòng)玻璃切割控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];中國(guó)計(jì)量協(xié)會(huì)冶金分會(huì)2008年會(huì)論文集[C];2008年

10 胡敦利;徐繼寧;李穎宏;;基于PLC的自動(dòng)玻璃切割控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];2008全國(guó)第十三屆自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2008年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 劉伊婷;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)質(zhì)量合格率為87.5%[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2007年

2 成都 解蒙;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與單片機(jī)控制（一）[N];電子報(bào);2004年

3 成都 解蒙;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與單片機(jī)控制（二）[N];電子報(bào);2004年

4 成都 解蒙;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與單片機(jī)控制（三）[N];電子報(bào);2004年

5 本報(bào)記者 石珊珊;兩步進(jìn)電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠商登上質(zhì)檢總局“黑名單”[N];機(jī)電商報(bào);2007年

6 記者 李明海 通訊員 李帆;東風(fēng)儀表公司“看齊”國(guó)際水平[N];中國(guó)企業(yè)報(bào);2006年

7 郭學(xué)宏;采用DCS對(duì)生料庫(kù)底流量閥進(jìn)行控制的實(shí)踐[N];中國(guó)建材報(bào);2010年

8 記者 李映;汽車儀表技術(shù)演繹三大趨勢(shì)[N];中國(guó)電子報(bào);2005年

9 本報(bào)記者 吳磊;中電信巧撥“流量閥門”[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2011年

10 回穎;緊貼市場(chǎng)需求的保健產(chǎn)品貼標(biāo)機(jī)[N];中國(guó)包裝報(bào);2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 李云峰;銅包鋁線坯高速TIG焊工藝與焊縫跟蹤及熔寬控制[D];吉林大學(xué);2008年

2 劉偉;挖掘機(jī)電液流量匹配控制系統(tǒng)特性研究[D];浙江大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 丁娟;反饋控制旋轉(zhuǎn)式流量閥設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2011年

2 盧華鋒;嵌入式DSP在航海設(shè)備中的應(yīng)用[D];武漢理工大學(xué);2006年

3 唐愛(ài)民;三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];福州大學(xué);2004年

4 安立宇;基于Nios Ⅱ的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D];東華大學(xué);2009年

5 鄭鳳杰;多臺(tái)出租車計(jì)價(jià)器本機(jī)檢定管理系統(tǒng)的研制[D];鄭州大學(xué);2005年

6 徐修青;遙控輪式諸元裝定平臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D];南京理工大學(xué);2008年

7 劉鑫;用于醫(yī)療器械的二維運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];北京交通大學(xué);2008年

8 王濤;基于球面機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)跟蹤裝置控制系統(tǒng)的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2005年

9 楊慶坤;高速主軸在線動(dòng)平衡裝置的設(shè)計(jì)與研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2006年

10 刁奉麗;二相混合式步進(jìn)電機(jī)微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];西安理工大學(xué);2006年

，

本文編號(hào)：2119841