电液比例流量阀开环控制器设计

摘要

电液比例控制技术凭借其经济性、实用性等诸多优点,已成为现代控制手段的重要分支,在军用、民用和工业等几乎所有机械行业中得到了广泛的应用,成为衡量一个国家工业水平的重要指标。随着嵌入式技术的引进,电液比例阀控制器朝着数字化、智能化与网络化的趋势发展。
　　 本文结合比例控制器的发展现状,及已有的相关设备仪器,就以下几个方面进行了阐述:
　　 1、分析国内外电液比例控制技术及电液比例控制器发展的过去、现状与未来趋势,得出了本课题的可行性与必要性；
　　 2、结合控制对象,分析电液比例流量阀的比例电磁铁和比例流量阀的特性,并建立对应的数学模型；
　　 3、在上述实测与分析的基础上,设计了基于LPC2290微控制器的比例流量阀控制器的整体框架及LPC2290资源分配,并重点分析设计了PWM功率驱动电路、状态显示电路、位移反馈电路以及供通用标准模拟电压、电流输入、输出信号使用的I/V、和V/I电路,部分电路设计了两套方案进行比较,并利用Multisim电路仿真软件对部分主要电路进行仿真,仿真结果比较理想。同时还为控制器设计了扩展A/D、D/A电路、电源电路和数字I/O电路:
　　 4、电液比例流量阀为非线性元件,控制时需要进行非线性补偿。为此,利用MATLAB图像处理和曲线拟合工具,针对控制对象电液比例流量阀出厂实测的流量特性曲线和负载特性曲线进行数据的获取及其误差分析,再利用最小二乘法分别进行拟合与组合,得到了电液比例流量阀的任意设定电压值、任意压差下的流量通用函数,效果比较好。