一种基于ATmega16L的电液伺服控制系统技术方案

一种基于ATmega16L的电液伺服控制系统，采用性价比较高的ATmega16L微处理器代替传统的模拟仪表，针对阀门运转速度在不同阶段的变化情况，经过阀门位置采集、检测反馈模块及电机驱动、正反转控制模块等，成功地解决了阀门位置定位精准度低这一难题。该控制系统灵敏度较高、操作灵活、响应速度快、抗干扰性强；有效地克服了突发性的停电或泵停工作、油管或水管、气管内部产生的水锤现象等故障，进而减少水锤冲击。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ATmega16L的电液伺服控制系统所属
本专利技术涉及一种基于ATmega16L的电液伺服控制系统，适用于机械领域。
技术介绍
随着电力电子技术、电机控制技术、计算机技术和传感器技术的发展，交流伺服控制技术已逐步取代了传统的直流控制技术，越来越多地应用到各种工业控制领域中。现代制造行业的迅速崛起，对伺服控制系统的控制性能提出了更高的要求。要求提高伺服系统的移动速度、跟随精度和定位精度。而提高伺服控制系统的动态性能主要有以下两个途径：一是采用高性能的伺服电动机和测量装置，提高伺服控制系统的硬件性能；二是采用新的控制策略，提高软件系统的性能。
技术实现思路
本专利技术提出了一种基于ATmega16L的电液伺服控制系统，采用性价比较高的ATmega16L微处理器代替传统的模拟仪表，针对阀门运转速度在不同阶段的变化情况，经过阀门位置采集、检测反馈模块及电机驱动、正反转控制模块等，成功地解决了阀门位置定位精准度低这一难题。本专利技术所采用的技术方案是。所述控制系统的硬件电路由ATmega16L控制器及其最小系统、信号检测模块、PWM输出缓冲模块、驱动电路、RS485通信模块、液晶显示及按键模块组成。其中，AT-mega16L控制器最小系统包括单片机复位电路、电源配置电路、时钟电路等。所述控制系统采用单相电压型桥式逆变电路，功能是将控制板送过来的功率较小的信号放大为能驱动IGBT开通关断的功率较大的信号。对前级控制电路输出的PWM信号进行光耦隔离。所述控制系统的软件程序模块主要包括：系统自检及其初始化模块、数据信息采集模块、键盘的操作及其处理模块、(零点、灵敏度、行程)主要参数调节模块、系统监控程序模块等。所述控制系统给定阀门开度指令信号，通过检测位置和转速信号形成闭环系统，输出PWM控制信号，通过驱动电路和控制主电路开关管，进而控制电机的转速和阀门的开度。位置和转速信号的输入要用到ADC转换模块。本专利技术的有益效果是：该控制系统灵敏度较高、操作灵活、响应速度快、抗干扰性强；有效地克服了突发性的停电或泵停工作、油管或水管、气管内部产生的水锤现象等故障，进而减少水锤冲击。附图说明图1是本专利技术的控制器的硬件组成结构框图。图2是本专利技术的主程序流程图。图3是本专利技术的监控程序流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，控制系统的硬件电路由ATmega16L控制器及其最小系统、信号检测模块、PWM输出缓冲模块、驱动电路、RS485通信模块、液晶显示及按键模块组成。其中，AT-mega16L控制器最小系统包括单片机复位电路、电源配置电路、时钟电路等。控制系统的软件程序模块主要包括：系统自检及其初始化模块、数据信息采集模块、键盘的操作及其处理模块、(零点、灵敏度、行程)主要参数调节模块、系统监控程序模块等。控制系统给定阀门开度指令信号，通过检测位置和转速信号形成闭环系统，输出PWM控制信号，通过驱动电路和控制主电路开关管，进而控制电机的转速和阀门的开度。位置和转速信号的输入要用到ADC转换模块。在阀门智能控制系统中，通过控制液体的流量和压力等参数来控制阀门开度值。调节管道系统中介质的流量，从而使控制参数符合要求。远程控制中心送来的设定信号可以是标准的DC4~V20mA的电流信号，也可以是1~5V的电压信号。键盘设定的。0~100%的开度百分比，智能电液执行机构控制器通过状态选择开关键来接收控制信号。驱动电路主要作用为将控制输出信号放大并驱动功率晶体管。它输出的脉冲幅值、波形直接影响到功率晶体管的开关特性、整机效率与调节特性。控制系统采用单相电压型桥式逆变电路，功能是将控制板送过来的功率较小的信号放大为能驱动IGBT开通关断的功率较大的信号。对前级控制电路输出的PWM信号进行光耦隔离。单片机引脚输入电压为0~5V，为避免测试或使用过程中将单片机引脚烧掉，所以在单片机的PWM输出引脚后可加一级缓冲电路后再送入驱动电路中。这样，一方面避免单片机引脚直接与驱动电路相连，另外一级非门缓冲电路可增加PWM信号的驱动能力。如图2，软件程序模块主要包括：系统自检及其初始化模块、数据信息采集模块、键盘的操作及其处理模块、(零点、灵敏度、行程)主要参数调节模块、系统监控程序模块等。其主要流程分为：单片机控制器内部资源(看门狗、定时器、串行口、A/D转换、I/O口设定、中断向量等)及其外围电路的初始化，数据采集及滤波处理、按键操、作处理、参数调整及液晶显示、故障检测、系统过程监控等。如图3，主控单元的调试是调试核心，其主要为ATmega16L微处理的数据处理。首先编写开环控制程序，然后编写闭环控制智能算法。查看相应的寄存器功能。闭环控制需要输出调试完成后联合模拟试验箱进行调试。显示单元调试通过液晶显示控制系统的各项参数，并且配合按键完成相应的功能。数据输出单元调试主要为D/A功能调试，运放隔离调整电路的调试。通信输出的调试主要观察控制器向上位机输出数据，通过串口调试软件进行观察。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ATmega16L的电液伺服控制系统，其特征是：所述控制系统的硬件电路由ATmega16L控制器及其最小系统、信号检测模块、PWM输出缓冲模块、驱动电路、RS485通信模块、液晶显示及按键模块组成。

【技术特征摘要】
1.一种基于ATmega16L的电液伺服控制系统，其特征是：所述控制系统的硬件电路由ATmega16L控制器及其最小系统、信号检测模块、PWM输出缓冲模块、驱动电路、RS485通信模块、液晶显示及按键模块组成。2.根据权利要求1所述的一种基于ATmega16L的电液伺服控制系统，其特征是：所述AT-mega16L控制器最小系统包括单片机复位电路、电源配置电路、时钟电路等。3.根据权利要求1所述的一种基于ATmega16L的电液伺服控制系统，其特征是：所述控制系统采用单相电压型桥式逆变电路，功能是将控制板送过来的功率较小的信号放大为能驱动IGBT开通关断的功率较大...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋珊珊，
申请(专利权)人：宋珊珊，
类型：发明
国别省市：辽宁,21