高能效智能型比例控制器的设计

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1、摘要比例控制器是电液比例控制系统核心部分，现代电液比例控制器集成了PWM式比例放大器、智能控制器、现场总线接12等数字化功能模块，为了与比例阀集成一体化设计，比例控制器应微型化和有高能效比，国内目前在比例控制器的设计上与国外，还有较大的差距，特别是高能效设计的缺少，国内比例控制器的能耗较高。本课题设计了一款高能效智能型比例控制器，其特点是电路体积小，可与比例阀集成一体化设计；发热功耗低，具有较高的能效比；具有CAN总线通信接12，能与上位机交互通信；能自动调节控制参数，高能效和智能化是本控制器的两大亮点。研究工作包括：1选用高集成度的SOC芯片C8051F040做比例控制器的控制模块

2、，另外选用集成芯片L6506直接产生PWM，简化了电路设计，比例控制器体积为81×39mmx21mm，可与比例阀集成一体化设计。2设计了电源电路、信号调理电路、数字处理单元、PWM式功率驱动电路硬件系统，比例控制器输出电流稳定并与控制电压成线性控制，输出电流．压力特性曲线稳定性好且滞环小，当控制电压Uo>_0．3V，比例控制器输出效率超过70％，具有高能效比的优点。3开发了控制器的软件系统，有CAN总线通信、智能控制、输出调节功能模块，使比例控制能与上位机作CAN总线通信，能进行智能化的闭环控制，能软件实现颤振、斜坡控制、初始信号功能。所设计的比例控制器在科研项目中得到应用，并通过相

3、关部门验收。电液比例控制系统的日益复杂，高能效、智能型、微型化的比例控制器将得到大规模的应用。关键词：高能效、CAN总线、PWM、稳定电流、智能控制、比例控制、小体积AbstractProportionalcontrolleristhecoreofelectro-hydraulicproportionalcontrolsystem，themodemelectro—hydraulicproportionalcontrollerincludesPWMtypeproportionalamplifier,intelligentcontroller,fieldbusinterface．etc，

4、inordertointegratewiththeproportionalvalves，itshouldbeminiatureandhigh·energyefficiency,thereisabiggapbetweendomesticcontrollerdesignandoverseas，inparticular,thelackofhigh-energyefficiencydesign,theenergyconsumptionofdomesticproportionalthecontrollerishigher．Thistopichasdesignedanenergy—efficie

5、ntintelligentproportionalcontroller,itsfeatures：smallcircuits，canbeintegrated埘t11theproportionalvalve；heatpowerconsumptionislow,mghenergyefficiency；withCANbuscommunicationinterface．Caninteract、衍mthehostcomputer；BeabletOautomaticallyadjustthecontrolparameters．energy—efficientandintelligentofthet

6、womajorhighlightsofthiscontroller．Thisresearchworkincludes：1selectionofhighlyintegratedSOCchipC8051F040asproportionalcontrollercontrolmodule，whileICsL6506directlyresultingPWM，simplifyingthecircuitdesign,thesizeis81移922lmm，itcarlbeintegrated晰ththeproportionalvalve．2Designhardwaresystem：powersupp

7、lycircuit，signalconditioningcircuit，digitalprocessingunit，PWM-typepowerdrivercircuit，theoutputcurrentisstable，currentandcontrolvoltageisalinearrelation,output．current—pressurecharacteristiccurveisstableandhassmallhysteresis，whenth