开平路灯车出租,   电液比例系统控制器的发展及国内外现状??     开平路灯车租赁, 开平路灯车公司   电液比例系统控制器能够输出特定性能电压或电流来实现对控制对象进行控制，进而对电液比例阀或电液比例控制系统完成开环或闭环控制。它是电液比例控制系统的重要组成部分。电液控制器初始阶段，是调节恒压控制，控制性能较差，且为开环控制。而后逐渐发展为恒流驱动，其可以抑制负载阻抗热特性的影响，可实现闭环控制，具有优良动态特性。上世纪七八十年代，控制形式逐渐形成了模拟式和开关式两种控制模式＇模拟式控制基于功率放大管处在线性放大区工作，具有温升高、功耗大、能量利用率低等缺点；开关式以脉冲宽度调制最为突出，通过控制器输出数字信号对控制对象完成控制，基于ＰＷＭ控制的控制器具有控制灵活、效能高等优点，ＰＷＭ控制尤其在电机调速方面广泛应用。随着控制对象的类别和性能需求不同，控制器的原理、姐成、参数都会不同，典型比例放大器组成。一般由电源管理、输入接口、信号处理、调节器、前置放大级、功率放大级、测量放大电路等部分组成。 控制器是电液比例产品实现自动化、集成化和智能化的关键所在，因此国内外科研单位和液压制造公司对它的研究表达了极度的热爱。Ｒｅｘｒｏｔｈ的ＶＴ系列控制器在各种比例阀和电控变量泵上成功应用。Ｒｅｘｒｏｔｈ和Ｖｉｏｋｅｒｓ初期产品以模拟式和低频ＰＷＭ控制为主，后高频ＰＷＭ控制式逐渐产生；另外Ｍｏｏｇ公司研发了具有远程功能的控制器；ＶｉｏｋｅｒｓＥＥＡ－ＰＡＭ列控制器在国内市场，为了摆脱国外企业产品的垄断，国内许多机构也对电液比例控制器开展了一系列的开发研究工作。北京华德公司生产的ＶＴ系列电液比例放大器并成功控制比例溢流阀、比例方向阀和电磁铁驱动的叶片泵等，用于控制先导式比例溢流阀的ＶＴ－２０１３ＢＳ／ＢＫ４０电液比例放大器原理图。其主要部分包括稳压器、差动和电位器输入电路、可控恒流发生器、斜坡发生器、２００Ｈｚ振荡器。最大输出电流１．６Ａ，颤振电流频率２００Ｈｚ，通过改变输入到放大器的电压来线性改变驱动比例溢流阀先导阀的比例电磁铁的电流。以上电液比例控制器主要以模拟电路及运算放大组成，内部无数字处理电路，一般通过通过电位器来实现参数调整，该操作使得电位器磨损严重，控制器可靠性降低，因此研究数字式比例系统控制器非常必要。随着计算机技术的飞速发展，电液比例控制器逐渐向数字化、微型化、智能化发展，智能化控制器通过实时感知输入，微处理器完成存储、逻辑运算以及控制输出，使用软件技术来替代一定的硬件电路功能。同时随着模糊控制、神经网络控制、自适应控制等现代智能控制理论的蓬勃发展，高级算法应用于电液比例控制器已是大势所趋。目前Ｒｅｘｒｏｔｈ、Ｖｉｏｋｅｒｓ等公司的数字式电液控制器已经研制成功，但国内尚不成熟，浙江大学研发了新型可编程电液比例控制器，以ＤＳＰ＋ＦＰＧＡ为主控芯片，采用新的二态调制式比例电磁铁驱动结构，可完成系统级控制，但“可编程”功能却仅仅实现参数“可配置”，且开发者开发需同时对ＤＳＰ和ＦＰＧＡ两者进行编程，增加了开发的复杂性。国内公司也做过一些尝试研究，如励贝电液科技有限公司开发了一款数字式的电液控制器替代力士乐ＶＴ１１１１８放大器，用于控制力士乐系列不带电气位移反馈的直动式双电磁铁比例方向阀，先导式双电磁铁比例方向阀以及双电磁铁比例減压阀，ＣＰＵ采用３２位处理器，通过指示灯和数码管和按钮进行工作状态，功能以及参数的显示调整，但其性能和稳定性方面仍然需要改进提高。励贝电液科技替代力士乐ＶＴ１１１１８放大器自研产品考虑到国内可编程电液比例控制器还未非常成熟，同时市场对于功耗低、运行稳定可靠的可编程控制器产品需求巨大，因此研发可编程电液比例系统控制器意义重大，有利于促进比例控制器产品更新换代，为液压元件产品和液压系统自动化、智能化落地提供重要依据。

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      本文对负载口独立液压阀电控系统展开研究。首先研究负载口独立阀和阀控缸数学模型，得出先导－主阀环节传递函数并判断求解先导－主阀环节稳定性和稳态误差，另外本文又求解出了负载口独立阀控缸关键方程。接着又提出负载口独立阀主阀芯位移控制、负载口压力控制、主阀芯流量控制及压力流量复合控制策略。使用ＡＭＥｓｉｍ搭建负载口独立阀控制系统模型，开展仿真实验，验证了控制算法的可行性。最后，搭建负载口独立阀控制系统硬件平台和软件控制系统，开展实验研究。研究内容主要包含以下几个部分：（１）介绍了负载口独立阀电控系统组成，又介绍了基于双阀芯电液比例比例系统组成的负载口独立阀工作原理；重点对负载口独立阀和阀控缸系统数学模型展开了研究。包括负载口独立阀先导－主阀环节组成以及各部分传递函数，得出了负载口独立阀先导－主阀芯环节开／闭环传递函数；利用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ搭建仿真模型，判断求解先导－主阀环节系统稳定性和稳态误差同时对负载口独立阀控缸模型进行数学建模，以伸出和缩回工况计算两根主阀芯阀口的流量增益系数和流量压力系数，并得出负载口独立阀控缸的统一流量连续性方程，为后续负载口独立阀控缸仿真研究提供理论依据。

   （２）开展负载口独立阀控制系统仿真研究。首先提出负载口独立阀主阀芯位移控制、负载口压力控制、主阀芯流量控制以及流量压力复合控制策略，使用ＡＭＥＳｉｍ搭建液压和控制系统模型。并结合挖掘机动臂缸的阻抗伸出和超越缩回工况分别设计了复合控制策略。开展仿真实验，验证控制策略的有效性。并以阻抗伸出工况为例分析压力流量复合控制策略抗击阶跃和斜坡负载变化的性能。

   （３）开发负载口独立阀电控系统软硬件系统。主要包括嵌入式控制器硬件设计、嵌入式软件系统开发以及上位机ＧＵＩ交互系统开发。嵌入式控制器设计包括：以ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５为主控芯片，完成最小系统设计、电源管理、高频驱动电路、抗过载高精度采样电路、通信接口等硬件设计；嵌入式软件系统设计根据功能需求开展基于ＳＹＳ／ＢＩＯＳ的多任务实时控制软件系统开发。上位机ＧＵＩ交互系统基于ＬａｂＶＩＥＷ开发，集状态监测、总线拥堵自检通知、参数变化发送、单界面多图表监控、下位机上传数据记录保存与一身。

    （４）开展了负载口独立阀电控系统实验。重点研究了负载口独立阀的主阀芯位移控制、负载口压力控制、主阀芯流量控制以及压力流量复合控制实验，研究了复合控制策略下背压波动对进油流量控制稳定性的影响。验证了控制策略的正确性。同时表明本文开发的负载口独立阀控制器硬件和软件的有效性。

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