2D数字阀及电―机械转换器的研究

发布时间：2023-12-13 18:47

　　电液控制元件作为连接电气部分与液压部分的桥梁,是电液伺服系统的核心部件,其性能优劣在很大程度上决定了电液伺服系统的好坏。随着计算机技术的发展与电液伺服系统应用领域的拓宽,对电液控制元件提出更高的要求,诸如:高频响、大流量、数字化,抗污染能力强等。2D数字阀作为电液控制元件之一,具有抗污染能力强,响应速度快,重复精度高,直接数字控制等优点,能很好地满足上述要求。电―机械转换器作为2D数字阀的关键元件,其频响在一定程度上决定了阀的整体性能,所以也很有必要对电―机械转换器进行研究。 混合式步进电机作为2D数字阀的电―机械转换器,具有抗干扰能力强、频响快、定位精度高,受摩擦力等非线性因素影响小等优点,但是也带来了控制方面的技术难题:(1)若按传统的步进方式进行控制,存在量化精度与响度速度之间的矛盾。虽然有研究者提出采用连续跟踪算法,但该算法只适用于开环控制,容易造成步进电机失步。(2)在工作过程中输入任意控制信号,要求转子能快速响应并能在任何位置精确定位,而电机不失步。本文的主要工作和成果如下: 1.针对频响快、数字化,抗污染能力强等要求,2D数字阀在结构上采用伺服螺旋机构。本文第二章对2D数...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 电液控制元件的发展历程及国内外研究现状
        1.2.1 喷嘴―挡板伺服阀
        1.2.2 射流管伺服阀及动圈式伺服阀
        1.2.3 比例阀
        1.2.4 数字阀
    1.3 电―机械转换器的国内外研究现状
        1.3.1 传统的电―机械转换器
        1.3.2 新型电―机械转换器
    1.4 论文研究的意义及内容
    1.5 本章小结
第2章 2D数字阀的建模及性能仿真
    2.1 2D 数字阀的结构及工作原理
        2.1.1 2D 数字阀的结构
        2.1.2 2D 数字阀伺服螺旋机构的工作原理
    2.2 2D 数字阀伺服螺旋机构的数学模型
    2.3 2D 数字阀伺服螺旋机构性能仿真分析
        2.3.1 龙格－库塔(Runge-Kutta) 法
        2.3.2 2D 数字阀伺服螺旋机构的静态性能仿真
        2.3.3 2D 数字阀伺服螺旋机构的动态性能仿真
    2.4 本章小结
第3章 电―机械转换器的建模及仿真
    3.1 电―机械转换器工作原理
        3.1.1 电―机械转换器概述
        3.1.2 电―机械转换器的工作原理
    3.2 电―机械转换器的数学模型
    3.3 电―机械转换器的仿真
        3.3.1 电―机械转换器的静态性能仿真
        3.3.2 电―机械转换器的动态性能仿真
    3.4 本章小结
第4章 2D数字阀控制器的设计
    4.1 2D 数字阀控制器的设计方案
    4.2 2D 数字阀控制器的硬件设计
        4.2.1 DSP 控制模块
        4.2.2 电机驱动模块
        4.2.3 位置检测模块
        4.2.4 电流反馈模块
        4.2.5 电源电路
    4.3 2D 数字阀控制器的软件设计
        4.3.1 软件设计的总体方案
        4.3.2 主系统程序框图及说明
        4.3.3 ADC 程序说明
        4.3.4 SPI程序说明
        4.3.5 事件管理器程序说明
        4.3.6 PID 控制算法
    4.4 本章小结
第5章 电―机械转换器及2D数字阀的性能实验研究
    5.1 实验系统
    5.2 电―机械转换器的实验研究
        5.2.1 电―机械转换器的静态实验研究
        5.2.2 电―机械转换器的动态实验研究
    5.3 2D 数字阀性能实验
        5.3.1 2D 数字阀的静态性能
        5.3.2 2D 数字阀的动态性能
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间参加的科研项目和成果



本文编号：3873756