比例阀双闭环设计

沈阳化工大学本科毕业论文

题目：比例阀流量闭环控制系统硬件设计院系：信息工程学院

专业：电气工程及其自动化

班级： 0803 学生姓名：胡志鹏

指导教师：蔡胜年

论文提交日期：年月日

论文答辩日期：年月日

毕业设计（论文）任务书

电气工程及其自动化专业电气0803班学生：胡志鹏

摘要

本文以国外比例阀电源控制器的功能和技术参数为参考，致力于将外部标准输入信号转换成PWM电压信号,通过控制驱动PWM电压的占空比，实现控制主电路的大信号;通过双闭环设计，使比例电磁阀的电流、流量更稳定，保持比例阀的开度不变，达到提高流量的控制精度的目的；同时，通过增加频率可调环节，选择适用于比例阀的最优脉动性。由于控制途径是采用电流闭环控制,保证了电流的稳定性。经过仿真与实验分析，完成了单片机控制器的设计。

在硬件电路设计方面，根据本设计控制对象的特点，本文采用了AT89S52为核心控制器件在使用特殊功能寄存器功能下的PWM驱动电路方案，将理论计算和面包板调试相结合的方法,实现了主电路和驱动控制电路的参数研究，完成了控制主电路,PID调节电路和电流反馈控制电路的设计工作。其中工作主电路部分主要使用单片机直接输出PWM控制信号。

本文设计最后进行了实际测试，实验结果表明本文所设计的电路基本都能满足控制要求，对电磁阀平稳、宽范围内的流量控制有着明显的作用。

关键词：电磁阀；单片机；PWM；PID

Abstract

In this paper, the proportion of foreign power controller valve function as a reference, is committed to an external standard voltage input signal into a PWM signal, PWM voltage by controlling the duty cycle of drive to achieve control of the main circuit of the large-signal; through closed-loop design, the compensation coil The temperature rise, the solenoid valve with a stable current to maintain the same ratio of valve opening, to improve the accuracy of flow control purposes; the same time, by increasing the frequency adjustable links, choose the best for the pulse of proportional valve . As the current control approach is the use of closed-loop control to ensure that the current stability. Through simulation and experimental analysis, completed the micro-controller design.

In circuit design, according to the characteristics of the design control object, we use as the core control device AT89S52 SFR functions using the PWM drive circuit under the program, the theoretical calculations and bread board debugging method of combining to achieve the main circuit and drive control circuit parametric studies, completed the main control circuit, PID regulator circuit and current feedback control circuit design. The major part of the main circuit which work directly with the microcontroller output PWM control signal.

Finally, this design was the actual test, experiment results show that the design of the control circuit to meet the basic requirements of the solenoid valves smooth, wide range of flow control has a significant role.

Key words:Solenoid valve；SCM；PWM；PID

目录

一、绪论

1.1电液比例阀概述

1.2研究内容与预期结果

1.3研究意义

二、总体设计方案

2.1控制系统的组成及工作原理

2.2比例阀双闭环控制原理

2.3PWM控制技术

2.31脉宽调制技术的原理

2.32脉宽调制技术的优点

2.4PID控制技术介绍

三、系统硬件设计

3.1硬件系统整体设计

3.2单片机系统各部分介绍及功能

3.21晶振电路

3.22复位电路作用与原理

3,23键盘与显示电路

3.3报警电路

3.4驱动电路

3.5双闭环控制电路

四、系统软件设计