發(fā)布時間：2018-07-13 15:14

【摘要】：隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,特別是單片機價格低廉,液壓數(shù)字閥應(yīng)運而生,成為了連接大功率控制對象和微電子技術(shù)的橋梁。數(shù)字閥是用數(shù)字信號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)字閥直接與計算機或者單片機相連、不需要DA轉(zhuǎn)換器、性價比高、對污染敏感度低,操作簡單靈活。在液壓控制技術(shù)方面具有廣泛的應(yīng)用前景,是目前流體傳動發(fā)展的一個重要方向。 本文設(shè)計了一種旋轉(zhuǎn)式流量閥,可與步進(jìn)電動機直接相連,單片機發(fā)出脈沖序列,控制步進(jìn)電動機轉(zhuǎn)動,步進(jìn)電動機直接驅(qū)動閥芯轉(zhuǎn)動,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)電動機之間的機械式轉(zhuǎn)換器(滾珠絲杠或凸輪機構(gòu))。對流量閥進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、計算后,得出流量閥節(jié)流口面積與步進(jìn)電機轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系,將流量閥流量控制轉(zhuǎn)化為對步進(jìn)電機轉(zhuǎn)角的控制,使控制變得簡單。并依據(jù)易于控制原則設(shè)計了單片機硬件電路和系統(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)電動機轉(zhuǎn)角傳感器、步進(jìn)電動機、單片機以及接口電路組成,單片機是本控制系統(tǒng)的核心。 流量閥實時流量依據(jù)流量公式計算得出,流量系數(shù)C和節(jié)流口形式參數(shù)m的選擇不準(zhǔn)確,會造成實時流量的計算不準(zhǔn)確,流量閥流量得不到準(zhǔn)確控制。本文進(jìn)行了實驗臺搭建,計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)。單片機根據(jù)此流量閥在各開口下的實際流量系數(shù)C和節(jié)流口形式參數(shù)m計算出實時流量與所需流量進(jìn)行比較,計算出偏差,得出步進(jìn)電動機的轉(zhuǎn)動方向及轉(zhuǎn)動角度,并控制步進(jìn)電動機轉(zhuǎn)動,實現(xiàn)對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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH134

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本文編號：2119841