STM32驱动的液压支架电液控制器设计与分析

"基于STM32的液压支架电液控制器设计" 本文主要介绍了一种采用STM32F105微处理器为核心的电液控制器设计，该控制器应用于液压支架系统，利用双CAN总线进行通信。STM32F105是一款高性能、低功耗的微控制器，具有丰富的外设接口和强大的处理能力，适合于复杂工业控制应用。 在设计过程中，重点讨论了控制器的各个模块电路，包括电源模块、信号调理模块、A/D转换模块、D/A转换模块以及CAN通信模块。电源模块确保稳定可靠的电压供应，信号调理模块用于处理传感器输入的模拟信号，使其适应A/D转换器的要求。A/D转换器将模拟信号转化为数字信号供微处理器处理，而D/A转换器则将处理器产生的数字信号转换为模拟信号，驱动执行元件如液压阀。CAN总线通信模块则是整个系统的关键部分，它允许控制器与其他设备高效地交换数据，确保系统的实时性和可靠性。 在软件开发方面，文章提及了嵌入式程序的编写，这通常涉及到底层驱动程序的开发，如CAN通信协议栈的实现，以及上层应用逻辑的构建，如故障诊断、参数设置和实时监控功能。这些程序需要考虑到系统的实时响应能力和容错机制，以确保在复杂的工业环境中稳定运行。 在实际应用中，电液控制器通过双CAN总线连接多个液压支架，实现对支架的动作协调和自动化控制，提高煤矿开采的安全性和效率。实验结果显示，设计的系统结构合理，达到了预期的目标，能够有效控制液压支架的动作，并通过CAN总线实现远程监控和故障排查。 此外，文中还涉及到了液压支架连杆的结构优化问题。通过有限元分析，确定了连杆在最大拉伸和压缩工况下的应力分布，发现在连杆大头、小头过渡圆角处及大头轴承挡板存在应力集中。通过改变这些部位的尺寸，例如增大轴承挡板的厚度或调整过渡圆角半径，可以有效减小应力值和形变量。特别指出，当连杆小头过渡圆角半径为160mm时，由于结构特点导致局部应力集中，形成了峰值现象。这一发现对于优化连杆设计、提高其疲劳安全系数具有重要意义。 该设计不仅展示了STM32在电液控制系统中的应用，还涵盖了结构优化和力学分析的工程实践，为液压支架控制系统的改进提供了理论依据和技术支持。