[发明专利]一种数字式伺服放大器及放大方法

说明书

本发明公开了一种数字式伺服放大器，属于伺服放大器技术领域，包括接收外部计算机或控制器的数字指令信号的指令输入模块；采集表征伺服机构的动作，并输出模拟反馈电压信号的反馈输入模块；接收所述指令输入模块输出的数字指令信号和所述反馈输入模块输出的模拟反馈电压信号，并进行滤波、比较转换为控制量的数字电压信号的ARM模块；接收所述ARM模块输出的控制量的数字电压信号并转换为控制量的模拟电压信号的DA转换模块；产生颤振信号的颤振信号模块；接收所述DA转换模块输出的控制量的模拟电压信号进行放大并转换为模拟电流信号的功率放大模块。本发明提供的数字式伺服放大器精度高、成本低且电路简单，有效减小了库伦摩擦力对阀的干扰。

技术领域

本发明涉及伺服放大器技术领域，尤其涉及一种数字式伺服放大器及放大方法。

背景技术

伺服放大器是指驱动电液伺服阀的直流功率放大器。伺服放大器的作用是将指令输入信号与反馈输入信号比较后的偏差信号加以放大和运算，输出一个与偏差信号电压成一定函数关系的控制电流，输入到伺服电机或伺服力矩马达线圈中去驱动伺服电机或伺服阀。进一步减少这个偏差信号，使得系统达到所需的控制精度。

目前的伺服放大器一般为模拟电路，使用模拟电路元件对信号实现简单的放大、运算和滤波；另外有部分伺服放大器中采用了数字电路，该类型伺服放大器使用数字电路代替模拟电路对信号实现了放大、运算和滤波。常用的数字式伺服放大器包括ARM或DSP电路、DA转换电路、功率放大电路和AD转换电路等模块。

现有技术存在以下缺点：一是模拟式伺服放大器结构较为复杂，需较多的模拟电路元件，并且无法实现比较复杂的控制算法，从而使得控制精度较低；二是目前数字式伺服放大器的成本较高，给成本控制带来一定的压力；三是由于阀的库伦摩擦力影响，现有数字式伺服放大器易存在阀芯卡滞的现象。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种数字式伺服放大器，包括，

接收外部计算机或控制器的数字指令信号的指令输入模块；

采集表征伺服机构的动作，并输出模拟反馈电压信号的反馈输入模块；

接收所述指令输入模块输出的数字指令信号和所述反馈输入模块输出的模拟反馈电压信号，并进行滤波、比较转换为控制量的数字电压信号的ARM模块；

接收所述ARM模块输出的控制量的数字电压信号并转换为控制量的模拟电压信号的DA转换模块；

接收所述DA转换模块输出的控制量的模拟电压信号进行放大并转换为模拟电流信号的功率放大模块。

进一步地，还包括产生颤振信号的颤振信号模块，所述颤振信号模块将产生的颤振信号与所述DA转换模块输出的控制量的模拟电压信号一起传送给所述功率放大模块。

进一步地，所述颤振信号模块包括电源滤波模块、放大电路模块、正反馈选频网络模块和稳幅环节模块；

所述电源滤波模块包括电容C15和C16；其中，电容C15一端与外部+15V电源连接，另一端接地；电容C16一端与外部-15V电源连接，另一端接地；

所述放大电路模块包括运算放大器U3，电阻R11、R13，滑动变阻器R12；其中，运算放大器U3的引脚2与电阻R11和滑动变阻器R12的一端连接，电阻R11的另一端接地；电阻R13一端与滑动变阻器R12的另一端连接，另一端接运算放大器U3的引脚6；

所述正反馈选频网络模块包括电阻R14和R15及电容C17和C18；其中，电容C18和电阻R15并联后一端与运算放大器U3的引脚3连接，另一端接地；电容C17和电阻R14串联后一端与运算放大器U3的引脚3连接，另一端与运算放大器U3的引脚6连接；