一种电液比例阀智能控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种采用数字电路对电液比例阀进行放大控制的系统，采用集成度高、响应快、体积小控制芯片和运算芯片，并且采用较快速的智能算法，即达到简化电路复杂度的目的，又实现更智能、更快速的比例控制效果。

【技术实现步骤摘要】
一种电液比例阀智能控制系统
本专利技术涉及动力传动与控制
，尤其涉及一种电液比例阀智能控制系统。
技术介绍
电液比例阀一直是工业使用的标准配件，对于比例阀的控制一直是工业人在不断研究的课题，而随着技术不断的革新，产品的小型化、集成化和智能化成为大势所趋，而传统的电液比例阀的放大器是采用模拟电路设计的，在实现同样功能的情况下，模拟电路比数字电路要复杂很多，无法小型化和集成化。模拟电路由于是纯硬件的电路，没有软件的控制，所以不具备智能控制能力，因此需要一种小型的、集成化的、智能的电液比例阀放大控制系统。
技术实现思路
本专利技术提供一种采用数字电路对电液比例阀进行放大控制的系统，以达到更智能、更快速的比例控制效果，以及达到小型化和集成化的目的。本专利技术提供的完整技术方案(专利技术方案)附图说明图1是总体框图；图2是差分电压处理模块框图；图3是正弦波信号处理模块框图；图4是正弦波信号驱动模块框图；图5是功率放大模块框图；图6是差分电压输出模块框图；图7是电源管理模块框图。技术方案实现步骤：1、该控制系统包括差分电压处理模块、处理器、正弦波信号处理模块、电源管理模块、存储器、正弦波信号驱动模块、功率放大模块、差分电压输出模块，如图1。2、差分电压处理模块，包括差分电压输入、减法器和加法器、滤波器、线性电压，如图2。3、正弦波信号处理模块，包括正弦波输入、缓冲电路、整形电路、放大器、有效信号，如图3。4、正弦波信号驱动模块，包括控制信号、滤波器、放大器、正弦波驱动信号，如图4。5、功率放大模块，包括PWM信号、三极管开关电路、MOS管开关电路，如图5。6、差分电压输出模块，包括控制信号、滤波器、缓冲器、放大器、减法器差分电压，如图6。7、电源管理模块，包括24V输入、电源电路、+12V输出；12V输入、电源电路、-12V输出；12V输入、电源电路、5V输出；5V输入、电源电路、3.3V输出。8、差分电压处理模块工作流程说明：该模块接收到上位机下发的差分电压，差分电压的范围一般是-10V～+10V，我们设为-Vin～+Vin，该电压经过减法器和加法器的同步运算，输出可用于处理器ADC检查的正电压Vadc，再经过滤波器处理，形成平滑度较好的输出电压，随着输入电压的不断变化，该输出电压会是线性变化的电压，设为Vadc1～Vacdn，该电压输入到处理器的ADC模块。9、正弦波信号处理模块工作流程说明：该模块接收到由位移传感器输入的正弦波信号，该信号先经过缓冲电路，进行阻抗转换，然后依次进入整形电路和放大器，得到有效果信号输入到处理器。10、正弦波信号驱动模块工作流程说明：由处理器输出一定频率的控制信号，该信号经过滤波器处理，以使控制信号变的平滑，再经过放大器的放大，达到一定的幅度，再经过后级的滤波器的滤波和后面放大器的放大，输出幅度满足要求的正弦波信号，该信号做为驱动信号输入到位移传感器，以确保传感器正常工作。11、功率放大模块工作流程说明：处理输出PWM信号，作用于三极管开关电路，该电路的切换频率会和PWM频率保持一致，然后控制MOS管开关电路的实时的开和关，24V电源作用于MOS管，在MOS管开通时，24V作用于比例阀上的比例电磁铁，当MOS管关闭时，24V不起作用。12、差分电压输出模块工作流程说明：处理器输出控制信号，经过滤波器处理，以使控制信号变的平滑，再经过缓冲器到放大器，对控制信号进行放大，然后利用减法器和已知的电压作减法运算，用于对控制信号的微调，再输入到放大器中进行再次放大，以达到输出需要的幅度，再经过滤波处理，输出合适的差分电压信号，给到上位机，设为+Vout和-Vout。13、电源管理模块工作流程说明：该模块包括5路电源，+12V和-12V主要提供给运放电路和功率放大电路使用，分别由24V和12V经过相应的电源电路进行转换；5V和3.3V主要用于处理器及相应外围电路使用，分别由12V和5V经过相应的电源电路进行转换。14、该放大控制系统的工作原理如下：1)当上位机输出差分电压作为控制信号给到系统后，差分电压处理模块把处理后的Vadc输入到处理器，由于Vadc和阀芯位置是线性关系，所以处理器计算出Vadc对应的阀芯位置值Ladc，并保存到存储器；2)处理器根据正弦波信号处理模块处理后的数据，利用该数据和阀芯位置的线性关系，计算出阀芯当前的位置为Lt；然后判断Ladc和Lt大小关系。3)当Ladc>Lt时，处理器向功率放大模块输入两组不同占空比的PWM信号，分别控制两个比例电磁铁，由于电磁铁的作用力，会使阀芯向一端移动，在此过程中，处理器会通过正弦波信号处理模块持续采集和计算阀芯的位置Lt，当Ladc＝Lt+La时，处理器向功率放大模块输出固定的PWM占空比，来控制比例电磁铁让阀芯停止移动，由于惯性的原因，阀芯停止时，刚等于Ladc。所述的La是阀芯的惯性距离，因为电磁铁把电流转换为磁场作用于阀芯，电磁铁和阀芯之间产生反向的力，该力推动阀芯移动，在此移动过程中，阀芯是存在惯性的，处理器内部预置了惯性距离La；4)当Ladc<Lt时，处理器向功率放大模块输入两组不同占空比的PWM信号，分别控制两个比例电磁铁，由于电磁铁的作用力，会使阀芯另一端移动，在此过程中，处理器会通过正弦波信号处理模块持续采集和计算阀芯的位置Lt，当Ladc＝Lt-La时，处理器向功率放大模块输出固定的PWM占空比，来控制比例电磁铁让阀芯停止移动；5)当Ladc＝Lt时，处理器不作处理，依然保存上次的固定的PWM输出；6)在上述阀芯不断运动的过程中，处理器会根据不断变化的Lt，输出给差分电压输出模块相应的控制信号，然后向上位持续输出不断变化的+Vout和-Vout，用于告诉上位机当前的放大控制系统的状态。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电液比例智能控制系统，其特征在于，系统通过差分电压处理模块，对上位机发出的差分电压进行处理，处理器计算得出差分电压对应的阀芯位置，处理器利用正弦波信号处理模块检测和计算出阀芯当前位置，然后对比两种位置是否相等，当不相等时，处理器通过功率放大模块控制比例电磁铁从而控制阀芯的移动，以达到上位机要求的阀芯片位置。

【技术特征摘要】
1.一种电液比例智能控制系统，其特征在于，系统通过差分电压处理模块，对上位机发出的差分电压进行处理，处理器计算得出差分电压对应的阀芯位置，处理器利用正弦波信号处理模块检测和计算出阀芯当前位置，然后对比两种位置是否相等，当不相等时，处理器通过功率放大模块控制比例电磁铁从而控制阀芯的移动，以达到上位机要求的阀芯片位置。2.根据权利要求1所述的电液比例智能控制系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳泽世，韦锦平，
申请(专利权)人：深圳国器实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44