本文關(guān)鍵詞：電液比例方向閥控制器設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 電液比例方向閥 Matlab/Simulink AT91R40008 裸機(jī)編程 顫振 雙閉環(huán)控制

【摘要】：本課題設(shè)計(jì)的數(shù)字式比例方向閥放大器，是以AT91R40008為處理器，擴(kuò)展了功率放大電路和傳感器測(cè)量放大電路等比例閥的接口電路。為了減化硬件電路的設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性，控制器各個(gè)模塊都采用專(zhuān)用的集成芯片。軟件設(shè)計(jì)上基于ARM裸機(jī)編程，提高了程序的運(yùn)行效率，降低了程序冗余。此外，基于C++/MFC編寫(xiě)了上位機(jī)參數(shù)配置軟件。 本文首先基于控制對(duì)象的技術(shù)文檔對(duì)比例方向閥的特性進(jìn)行了詳細(xì)分析，其次擬定了電液比例控制器的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，并基于此對(duì)控制器的硬件總體方案和軟件總體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。介紹了控制器各個(gè)模塊的硬件電路設(shè)計(jì)。主要包括了CPU模塊、電源模塊、模擬輸入模塊、功率驅(qū)動(dòng)模塊等。其中，功率驅(qū)動(dòng)電路的性能是影響比例控制器的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性的關(guān)鍵因素，本設(shè)計(jì)采用反接卸荷式驅(qū)動(dòng)電路，提高了比例電磁鐵的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性�？刂破鬈浖O(shè)計(jì)包括下位機(jī)控制程序設(shè)計(jì)和上位機(jī)參數(shù)配置軟件的開(kāi)發(fā)。其中下位機(jī)程序基于裸機(jī)環(huán)境實(shí)現(xiàn)，一定程度上提高了程序的執(zhí)行效率。 其次，針對(duì)反接卸荷式驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)詳細(xì)研究了電液比例控制中的顫振信號(hào)及其疊加方法，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其對(duì)滯環(huán)的影響。通過(guò)建模仿真和實(shí)驗(yàn)方法，證明了閥芯所受粘滯力在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的全行程范圍內(nèi)，具有大小和方向變化的特性，是直接影響閥滯環(huán)大小和階躍響應(yīng)特性的關(guān)鍵因素，，而疊加固定顫振幅值方法難于在全行程中消除粘滯力。本文在閥位閉環(huán)控制基礎(chǔ)上，增加顫振幅值閉環(huán)控制，將設(shè)定顫振幅值與實(shí)際幅值的偏差作為補(bǔ)償器輸入量，經(jīng)PID運(yùn)算對(duì)顫振幅值進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，在保證閥位控制精度的基礎(chǔ)上，大幅減小了方向閥的滯環(huán)，有效地提高了全行程的階躍響應(yīng)特性。 最后，借助浙江大學(xué)國(guó)家流體重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的液壓閥測(cè)試平臺(tái)針對(duì)本課題研制的控制器做了大量性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，同時(shí)選取一款某型號(hào)國(guó)產(chǎn)控制器做了性能對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明，本文所研制的控制器無(wú)論是從動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間還是穩(wěn)態(tài)誤差上都有很好的控制效果。
【關(guān)鍵詞】：電液比例方向閥 Matlab/Simulink AT91R40008 裸機(jī)編程 顫振 雙閉環(huán)控制
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH137.52
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題產(chǎn)生的背景和研究意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外電液比例控制技術(shù)的現(xiàn)狀10-11
• 1.3 比例放大器的組成和技術(shù)要求11-13
• 1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 第2章 比例方向閥控制器方案設(shè)計(jì)14-21
• 2.1 控制對(duì)象特性分析14-16
• 2.1.1 控制對(duì)象介紹14
• 2.1.2 控制對(duì)象的特性參數(shù)分析14-15
• 2.1.3 控制對(duì)象特性曲線分析15-16
• 2.2 控制器擬定技術(shù)指標(biāo)16-17
• 2.3 控制器的硬件總體方案設(shè)計(jì)17-18
• 2.4 控制器的軟件總體方案設(shè)計(jì)18-21
• 2.4.1 ARM 控制程序總體方案18-19
• 2.4.2 上位機(jī)軟件總體方案19-21
• 第3章 比例方向閥控制器硬件電路設(shè)計(jì)21-25
• 3.1 CPU 核心板模塊21
• 3.2 電源模塊21-22
• 3.3 模擬輸入模塊22
• 3.4 功率驅(qū)動(dòng)模塊22-23
• 3.5 電流采樣放大模塊23-24
• 3.6 A/D 轉(zhuǎn)換模塊24
• 3.7 位移傳感器模塊24
• 3.8 串口通訊模塊24-25
• 第4章 比例方向閥控制器軟件設(shè)計(jì)25-40
• 4.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介25
• 4.1.1 ADS1.225
• 4.1.2 MFC25
• 4.2 ARM 啟動(dòng)過(guò)程分析25-27
• 4.2.1 AT91R40008 的存儲(chǔ)系統(tǒng)25-26
• 4.2.2 啟動(dòng)過(guò)程分析26-27
• 4.3 ARM 控制程序設(shè)計(jì)27-35
• 4.3.1 主任務(wù)程序設(shè)計(jì)28-29
• 4.3.2 A/D 采集程序設(shè)計(jì)29
• 4.3.3 PID 運(yùn)算模塊29-30
• 4.3.4 串口通訊模塊30-35
• 4.4 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)35-40
• 4.4.1 軟件界面設(shè)計(jì)35
• 4.4.2 軟件主要功能的實(shí)現(xiàn)35-37
• 4.4.3 接收數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)37-38
• 4.4.4 發(fā)送數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)38-40
• 第5章 顫振及雙閉環(huán)控制研究40-53
• 5.1 基于 PWM 控制的顫振信號(hào)分析40-45
• 5.1.1 寄生顫振的理論分析40-43
• 5.1.2 寄生顫振的實(shí)驗(yàn)研究43-44
• 5.1.3 寄生顫振的影響因素44-45
• 5.2 獨(dú)立顫振的疊加方法研究45-48
• 5.2.1 脈寬調(diào)制法疊加顫振的原理45-46
• 5.2.2 頻率調(diào)制法疊加顫振的機(jī)理46-47
• 5.2.3 頻率調(diào)制法疊加顫振實(shí)驗(yàn)47-48
• 5.3 雙閉環(huán)控制策略研究48-53
• 5.3.1 電液比例方向閥閥芯受力特性48-51
• 5.3.2 方向閥雙閉環(huán)控制策略51-53
• 第6章 實(shí)驗(yàn)及性能測(cè)試53-57
• 6.1 流量特性實(shí)驗(yàn)53-54
• 6.2 動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)54-56
• 6.2.1 階躍特性實(shí)驗(yàn)54-55
• 6.2.2 方波跟隨實(shí)驗(yàn)55
• 6.2.3 正弦波跟隨實(shí)驗(yàn)55-56
• 6.3 實(shí)驗(yàn)總結(jié)56-57
• 第7章 總結(jié)與展望57-59
• 7.1 總結(jié)57-58
• 7.2 展望58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果63

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 寇強(qiáng);黨宏社;;一種串口多機(jī)應(yīng)答式通信協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];電視技術(shù);2008年S1期

2 陳曉靜;;基于MSP430單片機(jī)的多機(jī)串口通信設(shè)計(jì)[J];信息化研究;2009年12期

3 陳偉;張剴;戴興建;;基于AD698的半橋式電感位移傳感器高靈敏度測(cè)量電路設(shè)計(jì)[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2008年07期

4 楊智;工業(yè)自整定PID調(diào)節(jié)器關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)綜述[J];化工自動(dòng)化及儀表;2000年02期

5 宮文斌,劉昕暉,孫延偉;電液比例PWM控制方法[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2003年03期

6 郭劍鋒;基于ARM微處理器的以太網(wǎng)工業(yè)智能控制器[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2004年03期

7 朱玉田;唐興華;;脈寬調(diào)制中的顫振算法[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2009年04期

8 周翔;金敏;唐修俊;易小剛;;工程機(jī)械專(zhuān)用運(yùn)動(dòng)控制器的研究與發(fā)展[J];中國(guó)機(jī)械工程;2006年20期

9 吳愛(ài)國(guó),劉林山;嵌入式應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)與ARM嵌入式微處理器發(fā)展現(xiàn)狀[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2004年09期

10 王國(guó)慶;劉潔;張宗濤;賀小平;路志軍;楊寶鴻;;工程機(jī)械智能化控制器研究[J];筑路機(jī)械與施工機(jī)械化;2008年03期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 聶勇;新型可編程電液比例控制器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

本文編號(hào)：715357