阀用动圈式直线电机比例放大器的研究与设计

发布时间:2018-01-14 20:07

  本文关键词:阀用动圈式直线电机比例放大器的研究与设计 出处:《太原理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 双向驱动器 PWM脉宽调制 颤振 动圈式直线马达 PCB设计


【摘要】:电液比例技术发展迅速,电液比例元件的种类也越来越多,对电液比例放大器的要求也越来越高。目前,市场上的电液比例方向阀大都采用双比例电磁铁实现阀的双向控制,本次研究中的方向阀采用的是动圈式电-机械转换结构,通过控制动圈式电-机械转换器的输入电流的大小和方向实现对电液比例阀输出力的大小和方向的控制,这种方向阀大大减小了安装空间,并且能够实现大功率的输出。在此基础上设计了一种用于驱动该电液比例阀的比例放大器,为电液比例阀提供驱动电流,满足其双向、成比例的驱动要求。在国内市场对基于动圈式电-机械转换器的电液比例阀的研究还处于初级阶段,专门驱动该电液比例阀的比例放大器更是少之又少。本次设计对国内电液比例技术的研究具有重要的参考价值。设计中为了解决阀用动圈式直线电机的双向驱动问题,研发了比例放大器,采用脉宽调制信号驱动,提出将脉宽调制信号与颤振信号相互叠加的驱动方案。可解决电机驱动过程中的滞环现象,提高比例阀的动静态性能,减少运动损耗。理论分析与仿真研究表明,所研发的比例放大器性能可靠,能满足动圈式直线电机驱动要求。论文通过以下六章对主要内容进行了具体介绍:第一章:介绍了电液比例技术的发展以及比例放大器的组成和分类,提出了课题研究的意义并阐述了本文研究的主要内容。第二章:研究了动铁式和动圈式电机械转换器的结构特点,并根据结构特点提出了比例放大器设计过程中的技术要求和驱动性能。介绍了PWM脉宽调制技术的驱动原理,给出了总体设计方案。第三章:对设计的各个模块的原理进行了介绍,包括:电源模块、电流-电压(I/V)转换模块、PWM脉宽信号发生模块、颤振模块、功率放大模块、闭环控制模块。详细分析了各个模块的电路和功能。第四章:利用EDA仿真软件对电路的各个模块的功能进行了验证,包括:颤振信号产生功能、PWM信号产生功能、逻辑运算功能、以及输出电流的特性等等。通过验证得出所设计的电路能够满足对电液比例阀的双向、成比例的驱动要求。第五章:介绍了PCB板的设计方法以及流程,对设计过程中的元件布局,布线,以及DRC检查做了进一步的说明,并对设计过程中遇到的问题进行了总结和改进。第六章:对本次设计内容进行了总结并提出了设计中的不足之处和后续工作中的改进方法。
[Abstract]:With the rapid development of electro-hydraulic proportional technology, there are more and more kinds of electro-hydraulic proportional components, and the requirements of electro-hydraulic proportional amplifier are becoming more and more high. Most of the electro-hydraulic proportional directional valves in the market adopt double proportional electromagnet to realize the two-way control of the valves. The directional valves in this study adopt the moving coil electromechanical conversion structure. By controlling the size and direction of the input current of the moving-coil electro-mechanical converter, the output force and direction of the electro-hydraulic proportional valve are controlled, and the installation space of the directional valve is greatly reduced. On the basis of this, a proportional amplifier is designed to drive the electro-hydraulic proportional valve, which provides the driving current for the electro-hydraulic proportional valve and satisfies its bidirectional performance. The research of electro-hydraulic proportional valve based on moving coil electro-mechanical converter is still in the primary stage in the domestic market. This design has important reference value for the study of electro-hydraulic proportional technology in China. In order to solve the bidirectional drive of valve motor, the design is of great value. The problem. In this paper, a proportional amplifier is developed, which is driven by pulse width modulation signal, and a scheme of superimposing pulse width modulation signal and flutter signal is proposed, which can solve the hysteresis phenomenon in motor driving process. The theoretical analysis and simulation results show that the developed proportional amplifier is reliable. The main contents are introduced in the following six chapters: chapter 1: the development of electro-hydraulic proportional technology and the composition and classification of proportional amplifier. The significance of the research is put forward and the main contents of this paper are described. Chapter 2: the structure characteristics of the moving iron type and moving coil type electromechanical converter are studied. According to the characteristics of the structure, the technical requirements and the driving performance of the proportional amplifier are put forward, and the driving principle of the PWM pulse width modulation technology is introduced. In chapter 3, the principle of each module is introduced, including power supply module, current-voltage I / V conversion module and PWM pulse width signal generation module. Flutter module, power amplifier module, closed-loop control module. Detailed analysis of the circuit and function of each module. Chapter 4th: the use of EDA simulation software to verify the function of each module of the circuit. Including: flutter signal generation function PWM signal generation function logic operation function and output current characteristics and so on. Through the verification the designed circuit can meet the two-way of electro-hydraulic proportional valve. Chapter 5th: the design method and flow of PCB board are introduced, and the layout, wiring and DRC inspection of components in the design process are further explained. And the problems encountered in the design process are summarized and improved. Chapter 6th: this design content is summarized and the deficiencies in the design and the improvement methods in the follow-up work are put forward.
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM359.4;TN722

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘国平;夏五星;齐大伟;胡tb华;;电液比例阀PWM控制中的颤振信号分析[J];现代制造工程;2014年08期

2 马晓虹;吴延海;尹向雷;;直流电机的IR2110驱动控制设计及DSP实现[J];微型机与应用;2013年15期

3 张小鸣;卢方民;;基于IR2110的H桥可逆PWM驱动电路应用[J];常州大学学报(自然科学版);2012年04期

4 李庭贵;;基于DAC0832和AT89S52的信号发生器设计[J];电子科技;2012年06期

5 程建辉;陈波;蒋树刚;;基于ICL8038芯片的单片机可控的函数信号发生器的设计[J];科学大众(科学教育);2012年03期

6 田刚;赵莹;;计算机控制系统中的PID算法[J];大家;2011年24期

7 张欣;徐昆鹏;;电液比例控制技术的发展及应用[J];科协论坛(下半月);2011年10期

8 张亦慧;;基于C8051单片机和SG3525的太阳能控制-逆变器[J];微电机;2011年02期

9 贾玉芬;吕建军;;PWM控制器SG3525的变频控制[J];煤矿机械;2011年02期

10 姚志树;周云龙;;基于单片机和SG3525的程控开关电源设计[J];江苏技术师范学院学报;2010年09期

相关博士学位论文 前1条

1 许小庆;新型电液伺服比例阀用电—机械转换器的理论分析和试验研究[D];太原理工大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘帅;大功率动圈式电—机械转换器的设计与试验研究[D];太原理工大学;2016年

2 高宇;动圈式比例电磁铁双向驱动器的研究和设计[D];太原理工大学;2015年

3 张璐璐;数字式比例阀控制器及其PID参数整定研究[D];浙江大学;2014年

4 张德盛;基于ARM的数字式比例放大器的研究[D];浙江大学;2012年

5 朱冠军;电液比例流量阀开环控制器设计[D];南昌大学;2010年

6 方爱平;基于单片机的步进电机控制系统的设计与实现[D];浙江工业大学;2009年

7 黎职富;基于高频PWM的电液比例控制系统的研究与设计[D];湖南大学;2008年

8 李言军;电液伺服/比例放大器的研究[D];浙江大学;2007年

9 周洪军;工程机器人试验台的自动控制研究[D];吉林大学;2007年

10 霍q,

本文编号:1425091


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/1425091.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户6a460***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com