本发明专利技术涉及一种用于变量泵复合控制的比例放大器，包括一个变量泵，有一个带有设定压力信号输入口、设定流量信号输入口和设定功率信号输入口的信号调理电路和一个Ａ／Ｄ转换器连接一个ＦＰＧＡ单元，所述的ＦＰＧＡ单元经一个串口电路连接一个上位机，一个ＦＬＡＳＨ连接所述ＦＰＧＡ单元，所述的ＦＰＧＡ单元的输出口经一个Ｄ／Ａ转换器，再经一个功率驱动电路连接所述变量泵；所述的变量泵分别连接三个传感器，所述的三个传感器的输出口经另一个信号调理电路和另一个Ａ／Ｄ转换器连接至所述ＦＰＧＡ单元；由于本发明专利技术将通讯、控制等功能集成在可编程片上系统中实现，采用嵌入式处理器Ｎｉｏｓ Ⅱ来完成软件控制算法，使其结构简单，可降低开发成本。
Proportional amplifier for compound control of variable pump
The invention relates to a composite control variable pump for a proportional amplifier, including variable pump, with a set pressure signal input port, set flow signal input port and a signal input port of the power setting signal conditioning circuit and a A / D converter is connected with a FPGA unit, FPGA unit connected a host computer via a serial interface circuit, a FLASH connected to the FPGA unit, FPGA unit and the output port through a D / A converter is connected with the variable pump circuit by a power drive; the variable pump are respectively connected with three sensors, the output of three sensors the mouth through a signal conditioning circuit and another A / D converter is connected to the FPGA unit; because of the communication and control functions Integrated with the programmable chip system, the embedded processor Nios II is used to complete the software control algorithm, so that the structure is simple, and the development cost can be reduced.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于变量泵复合控制的比例放大器，适用于变量泵的复合控制系统。
技术介绍
液压泵将机械能转换为液压能，是液压系统的动力源。在电液比例控制中，液压 泵是实现不同控制功能的变量泵。电液比例复合控制泵可更好的适应设备的复杂工 况，简化液压系统。用于变量泵复合控制的比例放大器主要完成复合控制泵所要求的 各种控制功能。目前，国内生产的恒功率变量泵大多采用复合弹簧控制形式，其调节精度很低， 且很难得到较宽的功率调节范围；国外主要采用电反馈和数字控制技术相结合的电液 比例复合控制泵，把控制功能交给比例放大器完成，检测交给压力、位移变送器完成， 而基泵仍与普通手调变量泵的基泵相同，其共同的问题是设计复杂、价格昂贵。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的缺陷，提出一种用于变量泵复合控制的比例放大 器，其结构简单，可减低开发成本。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案 一种用于变量泵复合控制的比例放 大器，包括一个变量泵，其特征是有一个带有设定压力信号输入口、设定流量信号输入口和设定功率信号输入口的信号调理电路和一个A/D转换器连接一个FPGA单元， 所述的FPGA单元经一个串口电路连接一个上位机， 一个FLASH连接所述FPGA单元， 所述的FPGA单元的输出口经一个D/A转换器，再经一个功率驱动电路连接所述变量 泵；所述的变量泵分别连接三个传感器，所述的三个传感器的输出口经另一个信号调 理电路和另一个A/D转换器连接至所述FPGA单元。所述的两个信号调理电路均由运算放大器U1 (0P-07)和若干电阻组成的加法器 电路构成，对输入信号进行处理，以适应A/D芯片的量程要求，连接方式为V-in 为输入电压信号，输出端为V-out;所述的两个A/D转换器均选用AD1812模数转换 芯片实现，将输入的模拟量转换成数字量，连接方式为信号V-out经电阻R13接入 U4的2展卩，U5 (TLC431)为U4提供电压，U4的16端接+5V电源，U4的管脚8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15输出数字量，接入FPGA芯片的相应I/O 口；所述的FPGA单元选取FPGA芯片；所述串口电路由电平转换芯片MAX3232 (U3)和若干器件组成， 连接上位机，连接方式为U3的l、 3端经电容C3连接，4、 5端经电容C4连接，11 端经电阻RIO、 二极管DS2接+3. 3V，并接到FPGA芯片的I/O 口， 12端经电阻R9、 二极管DS1接+3. 3V，并接到FPGA芯片的I/O 口 ， 10端经电阻Rl 1、二极管DS3接+3. 3V， 并接到FPGA芯片的I/O 口 ， 9端经电阻R12、 二极管DS4连接+3. 3V，并接FPGA芯片 的I/O 口 ， 7端和14端接入JP3， 13端和5端接入JP4， JP3、 JP4接入JP5的2端 禾口3端，2端经电容C6、 6端经电容C7、 15端接地，16端接+3. 3V电平；所述FLASH 选用芯片AMD29LV160DB实现，存储数据处理结果；所述D/A转换器选用DAC0808数 模转换芯片实现，将输出的数字量转换成模拟量，连接方式为U5的13端接+12V， 3端接-12V， 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12端接FPGA芯片的相应输出端，14端通过 R15接参考电压，15端通过R16接地，16端通过电容C10接-12V， 4端经过一个由 U6组成的减法器输出信号端V-0;所述功率驱动电路选用直流电机驱动芯片(LMD18200) U2实现，对输出信号进行功率放大，连接方式为V-o接入5端，3、 4、 8分别通过电阻R5、 R6、 R7接地，1、 2、 10、 ll外接插座JP， JP接变量泵；所述 上位机为PC机；所述三个传感器分别是一个压力变送器和两个位移变送器；所述变量泵为柱塞变量泵或叶片变量泵。在上述FPGA芯片内包括主控制模块、通讯接口 、通讯接口控制模块和双端口 RAM， 连接方式为输入信号经A/D转换器后经主控制模块连接D/A转换器，双端口RAM 分别连接主控制模块与通讯接口控制模块，通讯接口控制模块连接通讯接口，通讯接 口连接串口电路。上述主控制模块和通讯接口控制模块分别由上述FPGA芯片内的两 个嵌入式处理器NiosII组成，所述NiosII是一种32位微处理器软核，需配置Avalon T三态总线桥、双端口RAM及若干PIO、 SPI，连接方式为NiosII通过Avalon片上 总线与片内RAM、片内ROM、时钟、看门狗、双端口 RAM、 Avalon T三态总线桥、PIO、 SPI、 UART相连，UART连接上述上位机，SPI连接上述A/D转换器，PIO连接上述D/A 转换器，Avalon T三态总线桥接Avalon三态总线。与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在本专利技术将通讯、控制等功能集成在 可编程片上系统中实现，采用嵌入式处理器NiosII来完成软件控制算法，使其结构 简单，可降低开发成本。 附图说明图i是本专利技术实施例的总休结构:图2是图1示例的信号调理电路原理图；图3是图1示例的A/D转换器电路原理图；图4是图1示例的串口电路原理图；图5是图1示例的D/A转换器电路原理图；图6是图1示例的功率驱动电路原理图；图7是图]示例的FPGA芯片功能模块框图及接口说明；图8是图1示例的嵌入式处理器NiosII结构图；图9是图1示例的主程序流程图。以下通过具体实施方式，并结合附图对本专利技术作进一步说明。具体实施方式本专利技术的一个优选实施例结合附图详述如下参见图l，本实施例的控制对象为变量泵，图中上位机9、传感器13、 14、 15 和变量泵12不属于本专利技术内。 一种用于变量泵复合控制的比例放大器，包括一个变 量泵12，其特征是有一个带有设定压力信号输入口 1、设定流量信号输入口2和设 定功率信号输入口 3的信号调理电路4和一个A/D转换器5连接一个FPGA单元6， 所述的FPGA单元6经一个串口电路8连接一个上位机9， 一个FLASH 7连接所述FPGA 单元6，所述的FPGA单元6的输出口经一个D/A转换器10，再经一个功率驱动电路 11连接所述变量泵12;所述的变量泵12分别连接三个传感器13、 14、 15，所述的 三个传感器13、 14、 15的输出口经另一个信号调理电路16和另一个A/D转换器17 连接至所述FPGA单元6。上述设定输入信号可由电位器、程控器或计算机产生，可 接受由压力变送器检测的变量泵出口压力信号，与压力给定信号比较，构成对复合控 制泵的压力控制；可接受由位移变送器检测的变量液压缸排量信号，与流量给定信号 比较，构成对复合控制泵的流量控制；可接受由位移变送器检测的阀芯位移信号，与 前面运算输出信号比较，构成对阀芯的位置调节，稳定比例电磁铁的电流；还可实现 对复合控制泵的功率控制。所述的两个信号调理电路4、 16均由运算放大器U1 (0P-07)和若干电阻组成， 对输入信号进行处理，以适应A/D芯片的量程要求，V-in为输入电压信号，输出端 为V-out，其电路原理图如图2所示。所述的两个A/D转换器5、 17均选用AD1812模数转换芯片U4实现，将输入的 模拟量转换成数字量，信本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于变量泵复合控制的比例放大器，包括一个变量泵（１２），其特征是：有一个带有设定压力信号输入口（１）、设定流量信号输入口（２）和设定功率信号输入口（３）的信号调理电路（４）和一个Ａ／Ｄ转换器（５）连接一个ＦＰＧＡ单元（６），所述的ＦＰＧＡ单元（６）经一个串口电路（８）连接一个上位机（９），一个ＦＬＡＳＨ（７）连接所述ＦＰＧＡ单元（６），所述的ＦＰＧＡ单元（６）的输出口经一个Ｄ／Ａ转换器（１０），再经一个功率驱动电路（１１）连接所述变量泵（１２）；所述的变量泵（１２）分别连接三个传感器（１３、１４、１５），所述的三个传感器（１３、１４、１５）的输出口经另一个信号调理电路（１６）和另一个Ａ／Ｄ转换器（１７）连接至所述ＦＰＧＡ单元（６）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邢科礼，姚磊，金侠杰，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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