氣動(dòng)比例調(diào)壓閥是氣動(dòng)比例控制系統(tǒng)的核心元件，它在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用最多，同時(shí)在軍工方面也具有廣闊的發(fā)展空間。近年來，日本的SMC公司和德國(guó)的FESTO公司相繼研制出電-氣比例調(diào)壓閥，它是一種將微電子技術(shù)應(yīng)用于氣動(dòng)系統(tǒng)壓力控制的新型機(jī)電一體化元件，是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)向氣動(dòng)控制信號(hào)轉(zhuǎn)換的接口。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)此種精密閥的需求主要依賴進(jìn)口，由于價(jià)格昂貴，因此積極研制具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電-氣比例調(diào)壓閥具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略意義。鑒于此，本課題對(duì)電-氣比例調(diào)壓閥進(jìn)行了研究開發(fā)。 本文首先介紹了電-氣比例調(diào)壓閥的機(jī)械、電氣結(jié)構(gòu)及工作原理。比例調(diào)壓閥由高速開關(guān)閥、微型壓力傳感器和單片機(jī)構(gòu)成先導(dǎo)調(diào)壓裝置。以單片機(jī)為核心的控制電路，根據(jù)輸入信號(hào)與傳感器反饋信號(hào)的偏差來驅(qū)動(dòng)進(jìn)、排氣高速開關(guān)閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)先導(dǎo)腔壓力的調(diào)節(jié)，直到偏差為零，進(jìn)氣閥和排氣閥均關(guān)閉，主閥閥芯在新的位置上達(dá)到平衡，從而得到一個(gè)與輸入信號(hào)成比例的輸出壓力。 其次，在控制策略方面，本課題采用二位PID脈寬調(diào)制方式，即將PID的運(yùn)算結(jié)果送入周期固定（30ms）、占空比可調(diào)的PWM驅(qū)動(dòng)輸出，用于控制開關(guān)閥的開啟時(shí)間，從而達(dá)到連續(xù)調(diào)壓的目的；在高... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
目錄
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說明
第一章 緒論
    1.1 氣動(dòng)技術(shù)概述
    1.2 電-氣伺服控制的發(fā)展概況
    1.3 電-氣比例調(diào)壓閥簡(jiǎn)介
    1.4 本課題的主要工作
    1.5 本章小結(jié)
第二章 電-氣比例調(diào)壓閥的氣路結(jié)構(gòu)及工作原理
    2.1 電-氣比例調(diào)壓閥的氣路結(jié)構(gòu)
        2.1.1 高速開關(guān)閥
        2.1.2 壓力傳感器
        2.1.3 膜片組件
    2.2 電-氣比例調(diào)壓閥的工作原理
    2.3 本章小結(jié)
第三章 電-氣比例調(diào)壓閥控制策略的可行性分析
    3.1 脈寬調(diào)制(PWM)控制工作原理
    3.2 高速開關(guān)閥的動(dòng)態(tài)特性
    3.3 高速開關(guān)閥的靜態(tài)特性
    3.4 控制策略的可行性分析
        3.4.1 理論可行性分析
        3.4.2 硬件實(shí)現(xiàn)可行性分析
    3.5 PID調(diào)節(jié)
        3.5.1 PID控制規(guī)律
        3.5.2 PID歸一參數(shù)整定法
    3.6 本章小結(jié)
第四章 電-氣比例調(diào)壓閥的主要性能
    4.1 電氣性能
    4.2 機(jī)械性能
    4.3 本章小結(jié)
第五章 電-氣控制硬件設(shè)計(jì)
    5.1 硬件設(shè)計(jì)流程圖
    5.2 硬件電路器件選擇
    5.3 硬件電路圖
    5.4 本章小結(jié)
第六章 電-氣控制軟件設(shè)計(jì)
    6.1 主程序
    6.2 A／D采樣
    6.3 數(shù)據(jù)處理
    6.4 PWM控制
    6.5 PWM二次調(diào)制
    6.6 本章小結(jié)
第七章 樣閥實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    7.1 樣閥
    7.2 測(cè)試條件及測(cè)試工具
    7.3 測(cè)試情況介紹
    7.4 測(cè)試數(shù)據(jù)
        7.4.1 MPPE-3-1／4-420B電流型電-氣比例調(diào)壓閥
        7.4.2 ITV2031-012S電流型電-氣比例調(diào)壓閥
        7.4.3 BP08A-06電流型電-氣比例調(diào)壓閥
    7.5 性能測(cè)試結(jié)果分析
    7.6 本章小結(jié)
第八章 全文總結(jié)及后續(xù)工作展望
    8.1 全文總結(jié)
    8.2 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]壓阻傳感器原理及應(yīng)用[J]. 白旭.  儀器儀表用戶. 2004(05)
[2]時(shí)間控制在脈寬調(diào)制氣動(dòng)調(diào)壓閥中的應(yīng)用[J]. 張河新,李建朝,韓建海,周海強(qiáng).  液壓與氣動(dòng). 2004(09)
[3]高速開關(guān)電磁閥在位置伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 郭秀芳.  液壓氣動(dòng)與密封. 2004(03)
[4]PID控制技術(shù)與應(yīng)用[J]. 楊巨慶,黃健,段麗華.  哈爾濱師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào). 2004(02)
[5]高準(zhǔn)確度溫度變送器的補(bǔ)償與校正方法[J]. 唐正茂,王永驥,汪國(guó)祥,李長(zhǎng)寶.  傳感器技術(shù). 2004(04)
[6]PID控制[J]. 王蕾,宋文忠.  自動(dòng)化儀表. 2004(04)
[7]基于PWM方式的氣動(dòng)調(diào)壓閥的設(shè)計(jì)[J]. 周海強(qiáng),張河新,韓建海,李建朝.  機(jī)床與液壓. 2004(03)
[8]高速開關(guān)閥PWM控制電路的開發(fā)[J]. 田靜.  中國(guó)民航學(xué)院學(xué)報(bào). 2003(06)
[9]利用單片機(jī)改進(jìn)電磁閥驅(qū)動(dòng)[J]. 李廣榮,鄭萍.  電子產(chǎn)品世界. 2003(22)
[10]單片機(jī)AT89C52在不完全PID調(diào)節(jié)器中的應(yīng)用[J]. 姜毅龍,劉西玲,任文斌.  甘肅科學(xué)學(xué)報(bào). 2002(S1)



本文編號(hào)：3299309