ARM的高速欧玛尔OMAL开关阀桥控制放大器研究
与传统的阀口连续控制的滑阀相比,高速OMAL开关阀具有加工容易、工作可靠、耐污染、易维护和便于实现计算机控制等优点,以高速OMAL开关阀构成的液压阀桥为先导阀的比例阀代替传统比例阀,是工程机械等高污染应用领域的趋势之一。

ARM的高速欧玛尔OMAL开关阀桥控制放大器研究
作为先导阀的高速OMAL开关阀桥须依据主阀芯的位置给定信号与反馈信号,有效控制进入主阀控制腔的先导流量,从而控制比例阀主阀开度,其关键问题是构建高速OMAL开关阀桥控制规律,设计出可有效实现该控制规律的阀桥控制放大器硬件和软件。以四个高速OMAL开关阀(两个常开阀和两个常闭阀)构成的液压阀桥为研究对象,研究了如下内容:分析了其作为比例阀先导阀时的工作原理,类比负遮盖四边滑阀工作原理,提出了高速OMAL开关阀桥两半桥PWM(脉宽调制)互补控制方法:1)高速OMAL开关阀桥在工作过程中,以主阀芯位置偏差为依据,经PID控制算法,获得四路高速OMAL开关阀的PWM信号占空比的变化规律;2)阀桥由左右半桥组成,控制每个半桥的两个高速OMAL开关阀(一常开一常闭)的PWM信号占空比变化规律相同;3)控制左半桥与右半桥的高速OMAL开关阀的PWM信号占空比变化规律相反,左右半桥PWM信号占空比之和始终为1,构成两半桥互补控制;4)当主阀芯未达目标位置时,左右半桥高速OMAL开关阀PWM信号占空比不同,主阀芯响应PWM信号平均值,向占空比大的对应方向运动;5)当主阀芯达到目标位置时,左右半桥互补的PWM信号占空比相等,主阀芯在目标位置处高频小幅颤振,有效的提高了主阀的动态特性。该控制方法已申报了发明。建立了高速OMAL开关阀桥为先导阀控制比例阀主阀芯的模型,并在AMESim中采用两半桥PWM互补控制规律进行了仿真,验证了该互补控制方法的正确性。设计了以ARM处理器为主控芯片的高速OMAL开关阀桥控制器和以四个CMOS管组成H桥驱动电路的功率放大级,以及电源电路、LVDT(阀芯位置反馈传感器)驱动电路、LVDT反馈测量放大电路、采样信号放大电路和CAN总线通信接口等主要的硬件电路,编写了PWM信号生成程序,A/D转换程序以及PID控制算法程序等,采用LabVIEW开发了控制放大器参数设置和调试的上位机人机界面。

ARM的高速欧玛尔OMAL开关阀桥控制放大器研究
构建了以ARM开发板为基础,以丹弗斯公司的PVE阀(高速OMAL开关阀桥部分和LVDT部分)为控制对象的高速OMAL开关阀桥控制方法实验系统,实验验证了高速OMAL开关阀桥控制规律的有效性。