针对液压系统伺服比例阀数字控制技术研究

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1、液压气动与密封／2015-tlF．31~03期doi：lO．3969~．issn．1008—0813．2015．03．009液压系统伺服比例阀数字控制技术研究须民健，李文锋，廖强，>--j燕(招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067)摘要：介绍了液压系统中伺服比例阀的功能及特性，对几种常用的比例阀数字控制芯片进行了分析和对比，采用了基于ARM内核LPC1l12处理器和TLE7242控制芯片的硬件设计方案，进行了电路设计及驱动软件设计，完成对比例电磁铁的数字控制和精密控制，进一步提高了液压系统的智能化程度。关

2、键词：液压系统；比例阀；数字控制；TLE7242；比例电磁铁中图分类号：TH137文献标志码：A文章编号：1008—0813(2015)03—0032—03ResearchofProportionalValvesDigitallyControlTechnologyforHydraulicSystemXUMin-jian,LIWen-feng,LIAOQiang,x1Yah(ChinaMerchantsChongqingCommunicationsReserch&DesignInstituteCo．，Ltd．，Chon

3、gqing400067，China)Abstract：Introducethefunctionsandfeaturesofservoproportionalvalveforhydraulicsystem，analyzedandcomp~edforseveralcommondigitalcontrolchipofproportionalvalve，usingtheLPC1112ARMcore—basedprocessorandTLE7242，makethedesignofhardwarecircuitandconduc

4、tdriversoftware，tocompletedigitalcontrolandprecisecontroloftheproportionalsolenoid，andfurtherimprovetheintelligenceofthehydraulicsystem．Keywords：hydraulicsystem；proportionalvalve；digitalcontrol；TLE7242；proportionelectro-magnetO引言电一机械转换装置采用比例电磁铁，它把来自比例控制放大器的电流信号

5、转换成力或位移。其工作原理是将在采用伺服比例控制的液压系统中，力值的精确两端的等效电压转换成正比的电流信号，进而产生与控制是衡量系统性能最重要的技术指标，控制的基本电流成正比例的阀心位移1。比例阀的特性及工作可原理是通过调节伺服比例阀线圈电流控制阀芯开口，靠性，对电液比例控制系统和组件具有十分重要的影以达到流量及压力的控制。而对伺服比例阀线圈电流响，比例电磁铁产生的推力大，结构简单，对油质要求的控制，目前有模拟控制和数字控制两种方式。模拟不高，维护方便，成本低廉。为研究需要，本文采用德控制以V／I转换电路、运算放大电

6、路、功率放大电路、可国Have公司的PwVP型比例阀进行研究与实验，压力调电位器为主组成控制放大器，控制比例阀比例电磁铁控制范围为0—700bar，与电气控制相关的主要技术参线圈电流和衔铁推力的大小，从而改变其阀口大小--。数如表1：由于模拟器件自身固有的缺点，如元件温漂大、分散性表1比例阀电气参数表大、对外围阻容元件参数依赖性大等，使得模拟控制的功能较为单一、控制参数难以灵活调整和量化处理，此外，模拟控制器与计算机之间无法实时通信，不能实现力值的闭环控制，严重影响了设备的自动化与智能化的水平。所以，本文介绍了一种伺

7、服比例阀的数字控制技术，采用微型处理器与比例阀控制芯片实现比例由于比例阀线圈磁铁的磁滞特性和运动的摩擦，电磁铁线圈电流的数字控制与精密控制，具有响应快、会导致比例阀的稳态特性存在滞环现象，影响阀的动控制灵活、集成度高、稳定性好、易于扩展应用等特点。态响应性能，减小滞环的有效方法是在比例阀电流信1比例阀特性与控制芯片选择号中叠加一定频率的颤振信号，给电磁铁一个间断的脉冲电流，使阀芯一直处于非常小的运动状态，可防止1．1比例阀特性阀芯卡死。颤振频率一般取值为60～150Hz，颤振幅值比例阀是液压控制系统中关键控制部件之一

8、，其不宜太大，过大易引起输出电流及负载特性的变化，一收稿Et期：2014—12—08般取值为冷态电流的30％。当额定电压为24V时，作者简介：须民健(1984一)，男，重庆人，工程师，硕士，研究方向：智能工程机械设备、智能交通。PWVP型比例阀实际的控制电流范围为0．1—0．63A，其32HvdraulicsPneumatics&Seals／N