反饋控制旋轉(zhuǎn)式流量閥設(shè)計及實驗研究.pdf

1、隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，特別是單片機價格低廉，液壓數(shù)字閥應(yīng)運而生，成為了連接大功率控制對象和微電子技術(shù)的橋梁。數(shù)字閥是用數(shù)字信號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)字閥直接與計算機或者單片機相連、不需要DA轉(zhuǎn)換器、性價比高、對污染敏感度低，操作簡單靈活。在液壓控制技術(shù)方面具有廣泛的應(yīng)用前景，是目前流體傳動發(fā)展的一個重要方向。
　　 本文設(shè)計了一種旋轉(zhuǎn)式流量閥，可與步進電動機直接相連，單片機發(fā)出脈沖序列，控制

2、步進電動機轉(zhuǎn)動，步進電動機直接驅(qū)動閥芯轉(zhuǎn)動，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)流量閥與步進電動機之間的機械式轉(zhuǎn)換器（滾珠絲杠或凸輪機構(gòu)）。對流量閥進行結(jié)構(gòu)分析、計算后，得出流量閥節(jié)流口面積與步進電機轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，將流量閥流量控制轉(zhuǎn)化為對步進電機轉(zhuǎn)角的控制，使控制變得簡單。并依據(jù)易于控制原則設(shè)計了單片機硬件電路和系統(tǒng)軟件，本反饋控制系統(tǒng)主要由流量閥進出口壓力傳感器、步進電動機轉(zhuǎn)角傳感器、步進電動機、單片機以及接口電路組

3、成，單片機是本控制系統(tǒng)的核心。
　　 流量閥實時流量依據(jù)流量公式計算得出，流量系數(shù)C和節(jié)流口形式參數(shù)m的選擇不準確，會造成實時流量的計算不準確，流量閥流量得不到準確控制。本文進行了實驗臺搭建，計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)。單片機根據(jù)此流量閥在各開口下的實際流量系數(shù)C和節(jié)流口形式參數(shù)m計算出實時流量與所需流量進行比較，計算出偏差，得出步進電動機的轉(zhuǎn)動方向及轉(zhuǎn)動角