电子测量中的基于电子测量中的基于ATmega16 的电液伺服阀反馈控制器设计方的电液伺服阀反馈控制器设计方
案案
导读: ATmega16平台的数字式液压伺服阀反馈控制器,是针对电液伺服阀在实际工程应用中出现输出压力不
稳定、输出压力偏高或偏低的问题而设计的。该控制器采集伺服阀输出压力作为反馈信号构成闭环控制系统,
采用经典的增量式数字PID控制算法进行压力调节。实际应用结果表明该数字式电液伺服阀反馈控制系统响应快
速、输出稳定、输出压力精度高。 0 引言 电液伺服阀在工程系统中有着广泛的应用。尽管液压系统具
有维护困难、泄漏、噪声比大等缺点,但是对于大功率的自动控制系统,液压控制是其他控制形式所不能替代
的。 随着电液伺服系统应用领域的拓展,对电液伺服阀提出了更高的要求,如控制精度高、动态响应快
导读:导读: ATmega16平台的数字式液压伺服阀反馈控制器,是针对电液伺服阀在实际工程应用中出现输出压力不稳定、输平台的数字式液压伺服阀反馈控制器,是针对电液伺服阀在实际工程应用中出现输出压力不稳定、输
出压力偏高或偏低的问题而设计的。该控制器采集伺服阀输出压力作为反馈信号构成闭环控制系统,采用经典的增量式数字出压力偏高或偏低的问题而设计的。该控制器采集伺服阀输出压力作为反馈信号构成闭环控制系统,采用经典的增量式数字
PID控制算法进行压力调节。实际应用结果表明该数字式电液伺服阀反馈控制系统响应快速、输出稳定、输出压力精度高。控制算法进行压力调节。实际应用结果表明该数字式电液伺服阀反馈控制系统响应快速、输出稳定、输出压力精度高。
0 引言
电液伺服阀在工程系统中有着广泛的应用。尽管液压系统具有维护困难、泄漏、噪声比大等缺点,但是对于大功率的自动
控制系统,液压控制是其他控制形式所不能替代的。
随着电液伺服系统应用领域的拓展,对电液伺服阀提出了更高的要求,如控制精度高、动态响应快、成本低等。但由于外
部环境的干扰或电液伺服阀本身的性能不足,会出现伺服阀输出压力抖动过大、输出压力偏高或偏低的问题。故设计此电液伺
服阀反馈控制器,可实现电液伺服阀稳定精确地输出压力。
1 总体设计
电液伺服阀反馈控制器核心控制芯片采用AT-mega16 单片机,ATmega16采用先进的RISC 结构,代码执行速度高,工作
可靠稳定。
外围电路的设计主要包括输入信号采集电路、电流信号输出电路以及故障切换电路三部分。
考虑工程实际应用需求及系统集成化要求,将两路控制电路集成使用一片ATmega16单片机实现控制。充分利用了单片机
的资源,同时节约开发成本。
系统总体结构如图1所示
2 输入信号采集电路
电液伺服阀依靠电流信号进行控制,控制电流范围为4~40 mA,对应输出压力为0~20 MPa.ATmega16有8路10位的ADC,
采集电压的范围为0~5 V.因此需要将控制电流信号进行调理供单片机A/D口进行采集。
输入信号采集电路主要由I V 转换电路和A/D 采集电路组成,实现将4~40 mA电流转换为可供单片机采集的0~5 V电压。电
路如图2所示