反饋控制旋轉(zhuǎn)式流量閥設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，特別是單片機(jī)價(jià)格低廉，液壓數(shù)字閥應(yīng)運(yùn)而生，成為了連接大功率控制對(duì)象和微電子技術(shù)的橋梁。數(shù)字閥是用數(shù)字信號(hào)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(jì)算機(jī)或者單片機(jī)相連、不需要DA轉(zhuǎn)換器、性價(jià)比高、對(duì)污染敏感度低，操作簡(jiǎn)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(dòng)發(fā)展的一個(gè)重要方向。
　　 本文設(shè)計(jì)了一種旋轉(zhuǎn)式流量閥，可與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)直接相連，單片機(jī)發(fā)出脈沖序列，控制

2、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)機(jī)之間的機(jī)械式轉(zhuǎn)換器（滾珠絲杠或凸輪機(jī)構(gòu)）。對(duì)流量閥進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、計(jì)算后，得出流量閥節(jié)流口面積與步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，將流量閥流量控制轉(zhuǎn)化為對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角的控制，使控制變得簡(jiǎn)單。并依據(jù)易于控制原則設(shè)計(jì)了單片機(jī)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、單片機(jī)以及接口電路組

3、成，單片機(jī)是本控制系統(tǒng)的核心。
　　 流量閥實(shí)時(shí)流量依據(jù)流量公式計(jì)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(huì)造成實(shí)時(shí)流量的計(jì)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(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建，計(jì)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(jī)根據(jù)此流量閥在各開口下的實(shí)際流量系數(shù)C和節(jié)流口形式參數(shù)m計(jì)算出實(shí)時(shí)流量與所需流量進(jìn)行比較，計(jì)算出偏差，得出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)角