基于STM32的2D比例伺服閥數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著機(jī)電裝備自動(dòng)化需求的提高，工程領(lǐng)域?qū)﹄娨嚎刂葡到y(tǒng)提出了更高的性能指標(biāo)。電液比例伺服控制技術(shù)綜合了電液比例控制和電液伺服控制的優(yōu)點(diǎn)，具有性能可靠、成本低、控制精度高和響應(yīng)特性快等優(yōu)點(diǎn)，因此獲得廣泛應(yīng)用，成為當(dāng)前電液控制技術(shù)的亮點(diǎn)之一。
　　本文設(shè)計(jì)的2D比例伺服閥則利用單閥芯的雙運(yùn)動(dòng)自由度（旋轉(zhuǎn)和直動(dòng)）設(shè)計(jì)的伺服螺旋機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)功率放大功能，集直動(dòng)-導(dǎo)控功能于一體，相較于其他電液閥具有抗污染能力強(qiáng)、固有頻率高、零位泄漏小、

2、動(dòng)態(tài)特性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。該2D比例伺服閥以直流電機(jī)為電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器，具有成本低、便于控制等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)設(shè)計(jì)了基于Stm32F405為核心的數(shù)字控制器，不僅使得2D比例伺服閥具有良好的動(dòng)靜態(tài)特性，而且其自身具有體積小、集成度高、高性?xún)r(jià)比的優(yōu)點(diǎn)，具體研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　1.研究了2D比例伺服閥的結(jié)構(gòu)和工作原理。2D比例伺服閥閥體采用了液壓伺服螺旋機(jī)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)的單級(jí)直動(dòng)式電液閥難以實(shí)現(xiàn)大流量和高壓力控制與導(dǎo)控型電液閥復(fù)雜結(jié)構(gòu)

3、的難點(diǎn)。通過(guò)MATLAB對(duì)伺服螺旋機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真分析，研究了各種結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其性能的影響。
　　2.對(duì)2D比例伺服閥的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器直流電機(jī)建立了理論模型，用Simulink對(duì)電機(jī)及其雙閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，分析出主要是相位滯后限制了電機(jī)的頻寬并設(shè)計(jì)了相位補(bǔ)償算法拓寬了電機(jī)的頻寬。進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性的實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明直流電機(jī)階躍響應(yīng)的上升時(shí)間約為5ms，動(dòng)態(tài)特性良好，對(duì)2D比例伺服閥的控制奠定了基礎(chǔ)。
　　3.Stm32F4