[实用新型]开环数字比例阀放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种开环数字比例阀放大器。

背景技术

在工业生产过程、工程机械、自动化生产线中，或机器人、船舶、航空等工业部门对液压系统的要求越来越高，传统的液压系统在一些工业领域中已难以满足要求。而随着电子元器件性能大幅度提高，价格下降，使得电液比例技术发展迅速，因此，如何更好的将电子技术、现代控制策略有机的与比例技术相结合，充分发挥各自的优点，使电液比例技术在控制性能、工业适应性等方面进一步完善、提高，已成为国内外推动液压技术发展的重要课题。目前，电液比例集成控制装置已成为电液比例器件发展的一种趋势，由专用集成控制装置及控制策略构成的液压集成模块将进一步开拓电液比例器件的应用范围，比例放大器作为电液比例集成控制装置的一个重要组成元件，对于推动电液比例集成控制装置的技术进步举足轻重。

目前比例阀放大器均采用大量的模拟电路实现各种功能控制，由于放大器需要调整参数较多、调整过程也比较繁琐，因此需要用到的模拟功能电路非常繁杂，控制精度不高，而成本却非常高昂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种控制精度高、成本低、结构简单的开环数字比例阀放大器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：该开环数字比例阀放大器，其特征在于：包括

输入接口电路，用于将输入的电流和/或电压信号转换为ARM主控制器适用的电压信号，然后再送给ARM主控制器中的A/D转换器进行模数转换；

ARM主控制器，输入接口电路的输出端与ARM主控制器的输入端相连，该ARM控制器包括斜坡发生器、阶跃发生器、颤振信号、线性度控制器和PID控制器，参数输入接口与上位机相连；

第一功率放大驱动电路，输入端与ARM主控制器的输出端相连，输出端与第一比例阀相连，用于控制比例阀的第一路电磁铁；

第二功率放大驱动电路，输入端与ARM主控制器的输出端相连，输出端与第二比例阀相连，用于控制比例阀的第二路电磁铁；

电源电路，为ARM主控制器、输入接口电路、第一功率放大驱动电路和第二功率放大驱动电路提供所需的稳定电源；

第一电流测量反馈电路，用于测量比例阀第一路线圈的电流，输入端与比例阀第一路线圈相连，输出端与ARM主控制器相连；

第二电流测量反馈电路，用于测量比例阀第二路线圈的电流，输入端与比例阀第二路线圈相连，输出端与ARM主控制器相连。

为满足ARM主控制器控制程序存储数据的需要，本实用新型提供的开环数字比例阀放大器还包括外部存储器扩展电路，外扩的存储器方便存储比例放大器的各种参数，并且使比例放大器的运行状态在掉电后也能有效保存。

为了与上位机进行通信，本实用新型提供的开环数字比例阀放大器还包括串口通信电路和USB通信电路和CAN总线接口电路，ARM主控制器采用的芯片可以通过RS232串口通信接口与上位机进行通信，不仅可以将上位机界面设置的参数发送到ARM主控制芯片中，同时也能将当前的电磁铁运行各参数显示在上位机界面上，给工作人员了解比例阀运行状况、调试设备等带来极大的方便，此外，USB通信模块和CAN总线接口模块，以方便将来放大器功能升级和联机调试。

较好的，所述输入接口电路包括模拟量接口电路和数字量接口电路，模拟量接口电路可以接受4～20mA电流或者-10～+10V电压的模拟输入。由于ARM控制器芯片自带的A/D转换器只能输入较小电压，因此需要把输入4～20mA的电流信号转换为较小电压信号输入，然后再送给ARM控芯片的A/D转换器进行模数转换。同理，-10～+10V电压模拟量输入也需要先转换为较小电压信号输入，然后再送给ARM主控芯片的A/D转换器进行模数转换；数字量接口电路四路接口一共对应16种工作状态，四路数字量输入接口均采用+12V电压输入；当其中任意一位接+12V电压时，则该路被选通。选通路的设定值输入信号由变阻器调节得到。

再改进，所述功率放大驱动电路采用反接卸荷式功率驱动电路，反接卸荷式功率驱动电路代替传统的功率放大驱动电路，在未对供电电源、大功率整流元件及大功率功放管提出特殊要求的前提下，能显著提高了比例电磁铁线圈电流的衰减速度，从而提高了比例电磁铁的动态频宽。