基于现场总线的智能液压比例阀控制器研究

发布时间：2020-04-14 12:37

【摘要】：基于现场总线(fieldbus)的智能化控制单元的研究正成为当前自动控制领域的研究热点，将传感器、测量放大器、控制放大器和阀复合一体化的新型电液比例元件是电液比例控制技术中的一个新方向。本文研究了直接在比例阀内集成微控制器，采用现场总线技术进行联网的新型智能化电液比例阀，使比例阀的电控系统功能更加完善，适应现代自动控制领域的新发展。 本文的主要工作包括：结合国内外的研究成果，提出了一种基于现场总线的新型智能电液比例阀模型；对流行的现场总线协议进行了研究，选择CANBUS总线作为新型智能电液比例阀的总线接口，并分析了其应用层设备通信协议；结合单片机系统特点，提出了一种适用于在单片机系统中运行的智能控制算法——参数模糊自整定PID控制算法；设计了以单片机为中心的智能电液比例阀控制器；对设计的比例阀控制器进行了初步的实验研究，验证了设计的正确性。 文章根据电液比例控制技术发展的需要，围绕新型电液比例控制阀的设计，进行了一些初步的研究工作，设计了一个样机雏形。但这些工作离建立一套完整的智能电液比例控制阀还相差甚远，大量的工作还有待于今后进一步的研究。
【图文】：

太原理工大学硕士研究生学位论文传统控制系统的结构比较见图1一1。由于现场智能仪表集检测、转换、计算、控制、通讯等功能于一体，因此，传统系统的输入输出功能和控制站的控制功能可分散在各现场智能设备上。作为智能节点的智能仪表具备独立的测量、校正、调节、诊断等多种功能，由网络协议统筹工作，任何节点的故障都只影响该节点自身，不会危机全局，从而提高了系统的可靠性〔”」。现场总线系统的技术特点包括:(a)传统控制系统(b)现场总线控制系统图1一1现场总线拉制系统与传统控制系统的结构比较F191一1ThestruetureeomParebetweenFCSandtraditionaleontrolsystem(a)数字通信传统的模拟仪表采用1一5V或4一20mA的直流模拟信号，由于模拟信号的传递需要采用一对一的连接，信号变换慢，抗干扰能

太原理工大学硕士研究生学位论文板，主板和现场总线接口板，主板含有两个处理器(CPU)，32位主处理器用于完成上层控制算法，逻辑控制和通讯，另一个处理器是数字信号处理器(DSP)，用于完成大部分的低层信号处理，，信号转换，并产生用于线圈电流的PWM信号。LVDT可测出阀芯的位置信息，通过此反馈信号及底层控制算法可实现线圈电流的闭环控制。阀上有两个电器接头，一个是与现场总线无关的模拟信号接口，另一个是现场总线接口，采用CAN0pen通信协议〔2。〕〔2”。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TH137

【引证文献】

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1 武鹏飞;电液比例控制技术在提升系统上的应用研究[D];昆明理工大学;2009年

2 赵江辉;比例阀用比例电磁铁控制系统的研究与设计[D];太原理工大学;2011年

3 于志赣;电液比例流量阀控制器设计[D];南昌大学;2011年

4 纪世梁;20MN锻造液压机组控制系统开发[D];华中科技大学;2011年

5 黄春韶;2D数字伺服阀设计及实验研究[D];浙江工业大学;2009年

6 邹维;高能效智能型比例控制器的设计[D];浙江大学;2010年

7 朱冠军;电液比例流量阀开环控制器设计[D];南昌大学;2010年

8 陈林;基于嵌入式技术的智能网关设计[D];武汉理工大学;2012年

本文编号：2627306