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数字型比例阀控制系统研究
  比例阀能根据指令信号比例控制液压系统的压力、流量等参数。其广泛应用于工业生产中，组成比例压力或流量控制回路和系统，实现位置、速度、加速度、压力及力矩等参数的控制。通常电液比例阀以比例电磁铁为电‐机械转换器，其存在控制精度低、阀芯易振动、滞环等问题。随着交流伺服技术的发展，交流伺服电机具有响应速度快、位置控制精度高及稳定性能好等特点。伺服电机可代替比例电磁铁驱动比例阀。论文设计以伺服电机为电‐机械转换器的数字型比例阀的控制系统，并通过仿真和实验研究控制系统的可行性。数字型比例阀通过控制其阀芯位置实现流量的连续控制，论文提出两种控制方案。控制方案１采用光电编码器检测电机轴位置，实现电机轴位置伺服控制。具有位置伺服功能的交流伺服电机通过丝杠控制阀芯位置，本文称之为“电机轴位置检测控制方案”。丝杠具有传动误差和回程误差，影响阀芯位置控制精度。控制方案２直接检测阀芯位置实现全闭环控制，消除了丝杠误差对阀芯位置精度的影响，称之为“阀芯位置检测控制方案”。其次，设计了基于PLC的数字型比例阀控制系统。控制系统由PC机、PLC、伺服驱动器、伺服电机、丝杠及比例阀本体组成。完成了控制系统硬件选型；完成了基于VB的PC上位机操作界面设计；实现了PC机与PLC的串行通讯；完成了PLC控制程序设计。在此基础上，基于AMESim环境建立数字比例阀的仿真模型，并将控制系统应用于数字型比例阀仿真模型。仿真模型由交流伺服模块、比例阀本体模块和比例阀试验测试回路模块等组成。仿真结果表明，数字型比例阀实现了流量的比例连续控制，且具有较好的动、静态性能，验证了控制系统可行。最后，将由欧姆龙CP1E系列的PLC、欧姆龙G5系列的交流伺服、IBM的PC等组成的控制系统应用于试验样机，通过实验验证控制系统的可行性。实验验证了该控制系统不仅能够准确控制阀芯位置，实现流量的连续控制，而且具有操作简单，易实现编程控制和远距离控制的特点。