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新型可编程电液比例控制器关键技术研究

聂勇  
【摘要】:可编程电液比例控制器应用范围广、需求量大,是提高电液比例控制系统智能化水平的一个重要部件,对其展开研究具有重要意义。对可编程电液比例控制器的研究主要集中在与其控制的电液比例元件密切相关的关键技术:比例电磁铁功率驱动技术、比例电磁铁电流环控制参数自整定技术、比例阀阀芯位移检测技术。对上述关键技术的研究将为研制新型可编程电液比例控制器奠定基础。 论文通过对传统比例放大器功率驱动分析,提出了一种三态调制式比例电磁铁功率驱动方案;接着,提出了一种比例电磁铁电流环控制参数的自整定方法;然后,提出了一种阀芯位移的耐高压霍尔传感检测装置,并利用可编程电液比例控制器对其进行了非线性补偿;最后,在上述关键技术研究的基础上,提出了一种新型可编程电液比例控制器整体结构,设计了相应的软、硬件系统。 论文各章内容分述如下: 第一章论述了在电液比例系统小型化、智能化发展趋势下,研究可编程电液比例控制器的关键技术的重要意义。介绍了电液比例控制器功率驱动的发展概况,分析了各种驱动结构的特点;分析了现有的阀芯位移检测技术的原理及发展现状;阐述了电液比例控制器的研究现状及发展趋势;提出了本论文的研究内容及研究工作。 第二章提出了一种三态调制式比例电磁铁功率驱动结构;设计了三态调制式比例电磁铁功率驱动的硬件电路;用全数字方式实现了三态调制算法;对主要技术参数进行了试验研究。试验结果表明,提出的三态调制式比例电磁铁功率驱动结构提高了功率驱动的动、.静态性能,降低了功耗与纹波电流,实现了低频颤振信号幅值与频率的独立调节。 第三章提出了具有比例电磁铁电流环控制参数自整定功能的电液比例控制器结构,并分析了其工作原理;提出了一套比例电磁铁电流环控制参数自整定控制算法;并对其进行了试验研究。试验结果表明具有比例电磁铁电流环控制参数自整定功能的电液比例控制器可自动识别比例电磁铁线圈参数,自动匹配电流环的控制参数,且电流控制精度高。 第四章分析了现有的阀芯位移检测技术,提出了一种新型阀芯位移的耐高压霍尔传感检测方法;介绍了新型阀芯位移的耐高压霍尔传感检测装置的结构组成及工作原理;选择了新型阀芯位移的耐高压霍尔传感检测装置零部件的磁性材料;建立了新型阀芯位移的耐高压霍尔传感检测装置的磁场有限元仿真模型,对新型阀芯位移的耐高压霍尔传感检测装置的结构参数与性能指标进行了仿真分析;最后研制了新型新型阀芯位移的耐高压霍尔传感检测装置原理样机,并对其进行了试验研究;最后通过电液比例控制器对其进行了非线性补偿,实现了高精度的阀芯位移检测。 第五章在前面几章研究成果的基础上,提出了一种新型可编程电液比例控制器的总体结构,并介绍了该控制器的特点;提出了控制器硬件系统结构,并设计了关键硬件电路;开发了控制器应用程序开发软件和参数配置软件,应用程序开发软件用于开发用户应用程序,参数配置软件用于配置控制器内部参数;最后,以一个基于电液比例技术的水压控制系统为例,验证了新型可编程电液比例控制应用开发流程和控制器设计的合理性,以及功能的完整性。 第六章概述了论文的主要研究工作和成果,并展望了今后的研究工作和方向。


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