高速开关阀在高频PWM控制下的比例功能
PWM调速的C语言程序编写(非常简单)
PWM调速的C语言程序编写 关于PWM的原理在上一篇文章中已经说的很详细了，现在就细说一下pwm C语言程序的编写。 C语言中PWM的编写有这么几种方法;一、用普通的I/O 口输出的PWM ，二、使用定时计数器编写，三、就是使用片内PWM了。 1 先说使用普通的I\O口编写PWM程序了。 使用I/O口输出PWM波形你必须首先明白PWM他的实质是：调制占空比，占空比就是波形中高电平的长度与整个波长的比值。我们写C语言的目的是写PWM波形的一个周期。在这个周期内高低电平的比值是可以改变的。这也就符合了PWM的原意脉宽调制。即高电平的宽度的调制。当然了PWM他也可用于改变频率，我们这里只先说他改变脉宽。 一旦我们的C语言程序写完那么他产生的PWM波形的频率就一定了。（也可写频率变化的PWM，难度有点大）一般我们控制使用1K到10K的PWM波进行控制。当然了你也可在要求不是很高的地方使用频率更低的PWM波。比如在飞思卡尔智能车比赛中我们学校使用的PWM波频率只有600HZ. 我们要改变一个PWM波周期内的高电平的宽度显然需要
将一个PWM波的周期分成单片机可以控制的N个小的周期，N的取值越大你的调速等级越高，但产生的PWM频率就越低。我们下面以实现100级调速为例编写PWM程序。 先写出程序再慢慢给大家分析 void pwm (uchar x,uint y) //X 为占空比 Y为函数使用时间 { uint i,j,a,b; for(i=y;i>0;i--) //定时外函数 { for(j=7;j>0;j--) //定时内函数 { for(a=y;a>0;a--) / /PWM波高电平宽度 { PORTA=0X01;
高速电磁阀
高速电磁阀 高速电磁阀也叫高速开关阀、高速电磁开关阀。是很多控制系统的关键执行元件, 例如在汽车制动防抱死系统(ABS) ,电控柴油喷射系统,无凸轮电控液压驱动气门系统上都需要具有大流量,快速响应的开关电磁阀.它通过接受电子控制单元的控制信号实现快速的启闭,额定流量和动作时间是衡量电磁阀的重要指标,其直接影响系统的稳定性和可控性,电磁阀的额定流量越大,响应时间越快,系统的控制精度和稳定性越好. 目录 ?高速电磁阀的发展概况 ?高速电磁阀的分类 ?高速电磁阀的特点 ?高速电磁阀的设计考虑 高速电磁阀的发展概况 ?国外早在50年代末就开始了数字阀的研制工作，但在1975年以前只限于实验室研究。高速电磁开关阀自二十世纪七十年
代问世以来，国内外许多厂家、公司，竞相研制出不少的型式结构，对高速开关阀的研究和应用已经成为液压界的一个重要课题。 英国最先开展高速开关阀研究，开发出两种特殊结构的高速开关阀，分别采用筒状、锥状的结构设计从而提高了阀体结构刚度，克服了传统电磁开关阀电磁作用力越大衔铁加速度越小的矛盾，使得当阀芯行程小于1mm时，阀的响应时间不大于 1ms。 美国公司则于1984年推出了一种三通球形高速电磁开关阀，该阀的响应时间为：开启时间3ms，关闭时间2ms，工作压力10Mpa。 德国一公司成功地开发出一种适用于超高压下工作的高速电磁开关阀，该阀的开启时间为0.3ms，关闭时间为0.65ms。德国另一公司研制响应时间为0.2ms，工作压力为135MPa的超高压高速电磁开关阀。 日本一公司研制的高速电磁开关阀，为三位四通滑阀结构，最高工作压力为50MPa，响应时间为1ms，。此类型高速开关阀的工作流量都甚小，需要的额定电磁力就较小。各有特点，各有不同的实用范围，需要根据系统对电磁阀的性能、安装尺寸的具体要求选择合适的电磁阀结构设计。
新型压电高速开关阀仿真研究
2008年 第53卷 第14期: 1737 ~ 1741 https://www.360docs.net/doc/d613556437.html, https://www.360docs.net/doc/d613556437.html, 1737 《中国科学》杂志社 SCIENCE IN CHINA PRESS 论 文 新型压电高速开关阀仿真研究 欧阳小平, 杨华勇, 蒋昊宜, 徐兵 浙江大学流体传动及控制国家重点实验室, 杭州 310027 E-mail: ouyangxp@https://www.360docs.net/doc/d613556437.html, 2008-02-22收稿, 2008-05-14接受 国家重点基础研究发展计划(编号:2007CB714004)和浙江省钱江人才计划(编号: 2007R10024)资助项目 摘要 利用压电晶体高频响、高输出力的特性, 提出一种新型压电开关阀结构, 解决了压电晶体输出位移小、温度效应的影响. 建立PZT 高速开关阀的数学模型并进行仿真分析; 仿真结果表明, PZT 执行器能够高频响地控制油液的切换, 并能同时输出高压大流量油液; PZT 阀的输出压力达到20 MPa 、流量达到10 L/min, 响应频率达到200 Hz. 关键词 压电 高速 开关阀 仿真 高速开关阀(又称数字阀)作为一种新型电液控制技术, 对传统的比例/伺服控制技术提出了挑战. 它可以实现高精度的液压伺服控制, 具有体积小、控制灵活、可靠性高、抗污染能力强和价格低廉等优点, 可以替代成本高、抗污染性差的液压伺服阀, 适合冶金、煤炭、工程机械等恶劣环境下使用[1]. 高速开关阀以提高响应频率来实现精确控制. 减小阀芯质量和液动力可以提高响应频率, 但是提高开关阀响应频率主要依靠增加驱动器作用力及缩小响应时间. 高速开关阀的驱动器主要是高磁力电磁铁, 由于高电磁力电磁铁安匝数较多、结构复杂, 受安装空间、运动惯性等因素影响, 进一步提高电磁阀的响应能力遇到了限制[1]. 此外, 由于开关阀受开关时间的限制, 阀芯行程不能太大, 因此其额定流量受到限制. 在相同驱动力下, 增加阀的额定流量, 将降低开关阀的响应速度. 同时随着高速阀工作压力的增加, 导致阀芯液动力增加, 也将降低开关阀的响 应速度[1] . 因此, 高速开关阀存在高频响与高压、大流量之间的矛盾. 目前国内外研制的高速电磁开关阀很难同时达到响应频率为200 Hz 、工作压力20 MPa 、流量为10 L/min. 因此, 解决高速响应与高压、大流量之间的矛盾是提高数字阀性能的关键; 寻求新型驱动器, 提高直动型高速开关阀的响应能力是 解决该问题的一个重要途径[2] . 液压技术的一个重要发展方向是将智能材料 (smart material)(包括压电晶体、超磁致伸缩材料等)应用到液压元件与系统当中, 利用智能材料的高频响、高能量密度、体积小、结构紧凑等优点, 来提高 液压产品的性能和竞争力[3] . 压电晶体(PZT)执行器是近年来快速发展起来的一种新型微位移驱动器件, 与超磁致伸缩材料和电磁驱动器相比较, 压电晶体具有响应快(频率可达GHz)、输出力大(可达kN)、功耗低(电流为mA 级)、价格低等优点. 因此利用压电晶体的特性, 研究新型高速开关阀—— 压电晶体高速开关阀, 将推动液压技术的革新[4,5]. 尽管压电晶体驱动器能够大幅度提高开关阀的响应速度, 但是由于输出位移只约占其长度的0.1%, 通常为几十微米, 而液压阀阀芯位移都在几百微米以上; 因此, 解决压电晶体驱动器位移放大的问题, 是利用好压电晶体材料的关键. 目前国际上主要采用杠杆位移放大、三角位移放大、液压放大、柔性铰链等方法来放大压电晶体的微位移[6]. 上述方法在放大压电晶体位移的同时, 也使其输出力缩小了相同的倍数; 此外, 由于放大机构内部的相互耦合作用, 降低了压电晶体驱动器的响应频率和控制精度, 目前国际上还没能有效地解决压电晶体的位移放大问题, 因此压电晶体数字阀的流量都很小. 1 新型压电阀原理 本文利用压电晶体高频响、高输出力特性提出一种新型数字阀结构, 见图1. 阀芯在打开或关闭瞬间,
PWM电机调速原理及51单片机PWM程序经典
Pwm电机调速原理 对于电机的转速调整，我们是采用脉宽调制（PWM）办法，控制电机的时候，电源并非连续地向电机供电，而是在一个特定的频率下以方波脉冲的形式提供电能。不同占空比的方波信号能对电机起到调速作用，这是因为电机实际上是一个大电感，它有阻碍输入电流和电压突变的能力，因此脉冲输入信号被平均分配到作用时间上，这样，改变在始能端PE2 和PD5 上输入方波的占空比就能改变加在电机两端的电压大小，从而改变了转速。 此电路中用微处理机来实现脉宽调制，通常的方法有两种： （1）用软件方式来实现，即通过执行软件延时循环程序交替改变端口某个二进制位输出逻 辑状态来产生脉宽调制信号，设置不同的延时时间得到不同的占空比。 （2）硬件实验自动产生PWM 信号，不占用CPU 处理的时间。 这就要用到ATMEGA8515L 的在PWM 模式下的计数器1，具体内容可参考相关书籍。 51单片机PWM程序 产生两个PWM，要求两个PWM波形占空都为80/256,两个波形之间要错开，不能同时为高电平！高电平之间相差48/256， PWM这个功能在PIC单片机上就有，但是如果你就要用51单片机的话，也是可以的，但是比较的麻烦.可以用定时器T0来控制频率，定时器T1来控制占空比：大致的的编程思路是这样的：T0定时器中断是让一个I0口输出高电平，在这个定时器T0的中断当中起动定时器T1，而这个T1是让IO口输出低电平，这样改变定时器T0的初值就可以改变频率，改变定时器T1的初值就可以改变占空比。 *程序思路说明： * * * *关于频率和占空比的确定，对于12M晶振，假定PWM输出频率为1KHZ,这样定时中断次数* *设定为C=10，即0.01MS中断一次，则TH0=FF,TL0=F6;由于设定中断时间为0.01ms，这样* *可以设定占空比可从1-100变化。即0.01ms*100=1ms * ******************************************************************************/ #include
高速开关阀的设计及数字仿真
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/d613556437.html, 高速开关阀的设计及数字仿真 作者：胡学青曹吉花王洪艳 来源：《数字技术与应用》2011年第07期 摘要：高速开关阀是20世纪80年代发展起来的一种具有响应速度快、结构简单、抗污染能力强、与电子电路配合好等特点的电液控制转换元件。只要控制脉冲频率或脉冲宽度，就能对流量进行连续的控制，高速开关阀是一种非常有前途的数字阀，发展这种数字元件将是工业现代化的必然选择。为了进一步提高高速开关阀的响应频率，降低其响应时间,改善其性能。 首先从高速开关阀的理论出发，研究和分析其结构、工作原理和磁场分布等，根据其电磁特性和机械特性，建立数学模型，然后将数学模型线性化,转化为传递函数方框图；结合MATLAB /Simulink仿真工具，先把数学模型转化为仿真模型,代入参数后，进行数字仿真，生成动、静态仿真曲线图。 关键词：高速开关阀脉宽调制信号数学模型数字仿真 中图分类号：TK428 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)07-0055-01 1、数学仿真 数学仿真就是用数学语言去表达一个物体，并编制程序在计算机上对实际物体进行研究的过程。这种数学表达就是数学模型。数学仿真把研究对象的结构特征或者输入输出关系抽象为一种数学描述〔微分方程、状态方程等）来研究，具有很大的灵活性，它可以方便地改变物体结构、参数；而且速度快，可以在很短的时间内完成实际物体很长时间的动态演变过程；精确度高，可以根据需要改变仿真的精度；重复性好，可以很容易地再现仿真过程。 2、模型的建立 我们利用simulink子系统技术来建立计算机仿真模型： 首先构建高速开关阀整体模型，由单位阶跃信号作为输入信号，经过高速开关阀仿真模型模块，输出的信号由示波器显示。 然后根据高速开关阀的简化方框图编辑高速开关阀仿真模型模块。 2.1 仿真模块参数设置 高速开关阀仿真模型建立之后，首先需要按照系统的要求设置仿真摸块的参数。
高速开关阀
车用电控技术有限公司 红林车用电控技术有限公司 贵州红林 HSV系列开关式高速电磁阀 HSV系列开关式高速电磁阀系列产品是我公司与美国BKM公司联合研制、生产的快速响应开关式数字阀，是一种用于机电液一体化中电子与液压机构间理想的接口元件。该系列产品结构紧凑、体积小、重量轻、响应快速、动作准确、重复性好、抗污染能力强、内泄漏小、可靠性高。最显著的特点是该产品能够直接接受数字信号对流体系统的压力或流量进行PWM控制，该特点为数字控制进入液压气动领域提供了有效手段。1992年该产品被评为国家级重点新产品并获得贵州省科学技术进步二等奖。 HSV高速电磁阀系列产品具有两通常开、两通常闭、三通常开、三通常闭四个系列近200个品种；材料有碳钢、不锈钢两种类别；工作方式可采用连续加载、脉冲宽幅调制、频率调制或脉宽——频率混合调制。 HSV高速电磁阀系列产品的上述特点使该电磁阀具有广泛的应用范围，如汽车变速器、燃油喷射、天然气喷射、压力调节、流量控制、宇航控制系统、先导阀、医疗器械、机床、机器人等领域。
性能数据 结构：螺纹插装式，两通常开、两通常闭、三通常开、 三通常闭 额定压力：2、5、7、20、14、20 MPa 流量：2～9L/min(额定压力下) 内泄漏：0 电压：12V 、24V DC 工作方式：连续通电、脉冲宽幅调制、频率调制或脉宽——频率混合调制 脉宽范围(占空比)：20％～80％ 最大功率：10～50W 平均功率：3～15W 动态响应时间： 脉宽调制：常闭型：开放≤3.5ms，关闭≤2.5ms 常开型：开放≤2.5ms，关闭≤3.5ms 连续通电：常闭型：开放≤6.0ms，关闭≤4ms 常开型：开放≤4.5ms，关闭≤6.0ms 重复精度：±0.05ms 温度范围：－40℃～＋135℃ 寿命：设计寿命不小于1×109次 耐久性试验已超过2×109次
电机PWM控制原理
PWM 电机驱动系统传导干扰机理分析 摘要：针对实际系统将电机系统的交流电源、整流环节、逆变环节、电机作为整体进行分析，为了分析方便将传导干扰分为共模干扰和差模干扰进行研究，分析了PWM电机驱动系统中存在的主要共模和差模干扰通道，由于传导干扰的路径和上下桥臂 IGBT的开通和关断有很大关系，因此分析了 IGBT不同的开关状态下的共模干扰和差模干扰的传播路径，三种不同的仿真结果得出一致的结论说明本文机理分析的正确性。 1．引言 由于PWM技术应用于电机驱动系统中，功率变换器采用MOSFET、IGBT、可关断晶闸管等开关器件。为了得到更好的电机系统控制性能指标，开关器件的工作频率就越来越高，在开关和关断的瞬间产生很大的电压和电流变化率，这就是强电磁干扰（EMI）产生的原因，远远超出了现在电磁兼容标准规定的答应值。产生的电磁干扰主要是以传导的形式进行传播的，机理分析是数学模型建立的基础，因此机理分析对于PWM电机驱动系统传导干扰的研究具有重要意义。 国内外有很多文献在这方面做了一定的研究，文献[1]针对IGBT的高du/dt 给电力电子装置带来的严重共模电磁干扰题目,深进分析了Buck电路的共模干扰。文献[2]以电路理论为基础，建立了单端正激式变换器中，由功率MOSFET的漏极与接地散热器之间寄生电容所形成的输进端共模干扰分析模型。这里就不逐一先容了，本文的机理分析将电机驱动系统作为一个整体来研究，这在文献中很少发现。
2．传导干扰机理分析 下面分三个部分来分析，首先先容所研究的实际系统的主电路，然后分析共模传导干扰的机理，最后分析差模干扰的机理。 2.1 PWM 驱动电机系统主电路 要研究的系统主电路原理图如图1 所示，现简单说明其工作原理。 三相交流电压经三相不可控整流桥整流产生直流电压Ud，经电容C 滤波后仍有微小的脉动，一般可近似以为其值不变。实际上Ud 上具有高频成分，由此产生了二极管上压降的波动。而二极管与散热片之间具有高频寄生电容，形成了共模电流流通的回路。后续章节会对其机理具体分析。直流电压经逆变器逆变后形成等效正弦波驱动感应电动机，逆变器采用正弦波脉宽调制（SPWM）技术。逆变器期看输出的波形为正弦波，以期看的正弦波作为调制波，以频率比调制波高得多的等腰三角波作为载波，当载波和调制波相交时，它们的交点作为逆变器开关
高速开关阀
高速开关阀 1 高速开关阀的发展 国外早在50年代末就开始了数字阀的研制工作，但在1975年以前只限于实验室研究。高速电磁开关阀自二十世纪七十年代问世以来，国内外许多厂家、公司，竞相研制出不少的型式结构，对高速开关阀的研究和应用已经成为液压界的一个重要课题。 1.1 国外研究状况 英国最先开展高速开关阀研究，开发出两种特殊结构的高速开关阀，分别采用筒状、锥状的结构设计从而提高了阀体结构刚度，克服了传统电磁开关阀电磁作用力越大衔铁加速度越小的矛盾，使得当阀芯行程小于1mm时，阀的响应时间不大于1ms。 美国公司则于1984年推出了一种三通球形高速电磁开关阀，该阀的响应时间为：开启时间3ms，关闭时间2ms，工作压力10Mpa。 德国一公司成功地开发出一种适用于超高压下工作的高速电磁开关阀，该阀的开启时间为0.3ms，关闭时间为0.65ms。德国另一公司研制响应时间为0.2ms，工作压力为135MPa的超高压高速电磁开关阀。日本一公司研制的高速电磁开关阀，为三位四通滑阀结构，最高工作压力为50MPa，响应时间为1ms，。 此类型高速开关阀的工作流量都甚小，需要的额定电磁力就较小。各有特点，各有不同的实用范围，需要根据系统对电磁阀的性能、安装尺寸的具体要求选择合适的电磁阀结构设计。
1.2 国内研究状况 与国外相比，我国的高速电磁开关阀的开发研究工作起步相对较晚，有关高速电磁开关阀的研究始于二十世纪八十年代后期，所开展的工作大致可以分为两个方面，即一方面是跟踪国外的研究，探索电磁开关阀实现快速响应的基础理论；另一方面则是自主或合作开发高速电磁开关阀样机及与之配套的驱动控制装置。 国内某厂研制成功了HSV系列高速电磁开关阀，该阀为螺纹插装式结构，阀的开启时间为3ms，关闭时间为2ms，最高额定工作压力为20MPa，额定流量为2-9L/min。 2 高速开关阀的分类 2.1 按照阀芯的运动形式分类 按照阀芯的运动形式，可分为：滑阀、球阀、锥阀、平板阀等。 球阀式结构简单密封可靠，工艺性好，行程短，动作灵敏，具有较大的面积梯度和较小的运动摩擦力，因而动态特性也较好，是一种普遍使用的阀芯结构。但是，球阀式结构作用在钢球上的液压力不平衡。参考文献中，对二位三通球阀的液动力进行了仿真研究。受液动力影响，只能做成小通径阀。在流量要求较大的场合，常用它做先导阀构成二级开关阀结构，这就降低了开关阀的动态响应速度。 锥阀式结构通过高低压平衡设计，可以消除液动力的影响，克服球阀式结构液压力不平衡问题，是高速开关阀的一种较理想的阀芯结构
PWM调速程序
PWM调速程序 假设在硬件电路已经连接好后，要控制直流电机的转速可以通过在电机驱动电路的使能端输入一PWM波形。改变PWM波的脉宽（占空比）即可改变加在电机两端的有效电压，从而改变电机的转速。注意，此处的PWM波只是相当于电机供电电路开关的作用：高电平对应接通，低电平对应断开。 对于Atmega 16单片机，这里利用T/C1定时器中断来产生PWM波形。在ICC A VR 编译环境下，利用tool 菜单中的application builder生成一个简单的PWM波程序。这段程序以PA0作为PWM波的输出端口。利用T/C1定时器比较匹配和溢出产生两次中断来改变PA0的输出电平。具体过程为：计数器TCNT1从初始值开始不断计数，当发生比较匹配时，把PA0置为低电平，计数器继续计数，当发生溢出中断时，计数器回到初始设定值，并把PA0置为高电平。从而在PA0端口获得一稳定持续的PWM波形，在主程序中改变比较值，即可改变波形占空比，而频率不变。 //ICC-A VR application builder // Target : M16 // Crystal: 8.0000Mhz #include
根据proteus仿真的pwm电机调速
直流电机调速资料汇总 一． 使用单片机来控制直流电机的变速，一般采用调节电枢电压的方式，通过单片机控制PWM1，PWM2,产生可变的脉冲，这样电机上的电压也为宽度可变的脉冲电压。 C语言代码： #include
} void beep(void) { uchar t; for(t=0;t<100;t++) { delay500us(); FMQ=!FMQ; //产生脉冲 } FMQ=1; //关闭蜂鸣器 delaynms(300); } void main(void) { TR0=0; //关闭定时器0 TMOD=0x01; //定时器0，工作方式1 TH0=(65526-100)/256; TL0=(65526-100)%256; //100us即0.01ms中断一次EA=1; //开总中断 ET0=1; //开定时器0中断 TR0=1; //启动定时器T0 ZKB1=50; //占空比初值设定 ZKB2=50; //占空比初值设定 while(1) { if(!K5) { delaynms(15); //消抖 if(!K5) //确定按键按下 { beep(); ZKB1++; //增加ZKB1 ZKB2=100-ZKB1; //相应的ZKB2就减少 } } if(!K6) { delaynms(15); //消抖 if(!K6) //确定按键按下 { beep();
高速开关阀控制的可变夹紧力夹具
高速开关阀控制的可变夹紧力夹具 袁光明1,2 孙厚芳1 陈光明3 摘要 针对恒定夹紧力夹具对零件加工精度的影响,提出一种变夹紧力夹具方案。该夹具根据切削力的大小,优化分析工件最佳的夹紧点位置及各点的夹紧力,能够自动调整夹紧力的大小,以适应切削力,减少加工系统的切削变形。采用同工步数字控制技术,实现自适应夹紧功能,采用高速开关阀作为液压系统的动态控制元件控制夹紧力的大小。 关键词:自适应夹具 高速开关阀 变夹紧力 中图分类号:T H16 文献标识码:A 文章编号:1671—3133(2005)06—0070—03 A a lterable cl am p i n g force f i xture con troll able by h i gh speed on2off va lve Y uan Guangm i n g,Sun Houfang,Chen Guangm i n g Abstract Presents a concep tual fra me work of alterable clamp ing f orce fixture considering the effects of an invariable cla mp ing f orce t o the defor mati on accuracy of workp ieces in multi p le2stati on nu merical contr olled manufacturing.A alterable cla mp ing force fixture can aut omatically adjust its cla mp ing force t o adap t t o the cutting f orce t o reduce the cutting def or mati on of machining sys2 te m.Self adap ting cla mp ing was achieved by nu merical contr olled technol ogy according t o different p r ocess step.I n order t o obtain the cla mp ing f orce,high s peed on2off valves are adap ted t o contr ol the hydraulic p ressure syste m.The p r ogress and policy of con2 tr ol of the fixture system are briefly intr oduced. Key words:Self adapti n g f i xture H i gh speed on2off va lve A lterable cl am p i n g force 在夹具的常规设计中,对静态的定位误差和夹紧误差进行较多研究。然而,对加工过程中因切削力等因素变化而引起的动态误差及其消除方法研究较少。 随着数控技术的普及,经数控加工的零件数量越来越多。在加工中心上加工零件,其加工特点是一次安装完成多个粗、精工序切削加工。为了保证零件在不同切削力状态下稳定加工,夹具的夹紧力必须按照最大切削用量确定,这往往造成低刚度、精密零件的夹紧变形。 本文研制的变夹紧力夹具,可以在加工过程中根据切削力的大小相应调整夹紧力的大小,夹紧力与切削力相适应,使夹紧力产生的工件变形达到最小,并采用数字控制技术,实现自适应夹紧的功能。 1 变夹紧力夹具 如图1所示为采用高速开关阀控制的夹具变夹紧力控制部分框图,其主要组成有机械装置、液压系统、电气控制系统及控制软件等。按功能划分,主要由夹紧力优化系统、夹紧力自适应控制系统和夹紧力执行系统等组成。 工件加工前,首先进行计算机三维建模,利用有限元软件对工件三维实体模型进行刚度分析,确定工件刚度的薄弱环节,优化分析其最佳的夹紧点位置及各点的夹紧力。刚度分析计算的力参数来自工件的NC 加工程序。切削参数提取模块从NC程序中提取加工用量,由式(1)计算切削力的数值 : 图1 夹具系统组成 F z= a p h m C s sinγ0 (1) ………………………………… 式中,a p 为切削深度;h m 为切屑厚度;γ 为刀具前角; C s为单位横截面上的切削力(N/mm2),由试验求得。 夹紧力自适应控制系统接收夹紧力优化系统输入的夹紧力数据,由夹紧力控制计算机进行数据处理,并输出控制用脉宽调制(Pulse W idth Modulati on,P WM)信号。压力检测反馈系统检测油缸的实际压力,由计算机对P WM信号进行修正。 夹紧力执行系统完成对工件的夹紧功能。设计时,采用了液压系统的控制方案,根据控制系统提供的夹紧力大小信息,配用高速开关阀完成压力的实施与控制。 如图2所示为夹具的液压系统原理图。本夹具系 工艺与工艺装备
PWM高速开关阀驱动电路仿真设计
【168】?第32卷?第6期? 2010-6PWM 高速开关阀驱动电路仿真设计s imulation design of driver circuit for the PWM high speed on-off valve 黄卫春，苏利杰 HUANG Wei-chun, SU Li-jie （华东交通大学 信息工程学院，南昌 330013） 摘 要：本文分析了高速开关阀的开关过程中不同阶段线圈电流对其开关时间的影响。在仿真分析的基 础上，设计了低端MOSFET管控制的高、低电压驱动电路，建立了驱动电路的PSPICE模型。仿真结果表明，该电路可减小高速开关阀的开关时间，提高其响应频率。 关键词：高速开关阀；PWM；MOSFET；PSPICE；仿真 中图分类号：TH137152+1 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2010)06-0168-04Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2010.06.55 0 引言 高速开关阀作为一种新型的数字式电液转换 元件，具有结构简单、控制方便、响应速度快、 抗污染能力强等优点，已广泛应用于车辆电子控 制系统(EFI 、ABS 、AMT 、CVT 、DCT 、主动悬 架等)[1,2]。在车辆换挡离合器油压缓冲控制中高速 开关阀作为先导阀使用[3,4]，由于车辆换挡时摩擦元 件的滑摩时间应该在0.4～1.0s 左右较为适宜[5]，因 此要求高速开关阀必须具有很好的高频性能。研 究表明[6,7]：通过减小高速开关阀的开关时间可以 提高其调制频率，并且在一定的频段内，可以增 大其线性控制区，有利于改善PWM 的控制特性。 本文将对高速开关阀的开关过程及其功率驱动电 路进行分析研究，并完成驱动电路的仿真设计。1 高速开关阀及其开关过程 1.1 高速开关阀结构 本文研究中，采用贵州红林机械厂生产的 HSV 系列二位二通常闭型高速开关阀[8]，结构简图 如图1所示。 当线圈通电时，衔铁1受到电磁力作用，克服 弹簧力、摩擦力和液动力，并通过顶杆6使供油球 阀7向右运动，阀口打开；当线圈断电时，供油球 阀7在液动力和弹簧力作用下向左运动，最终紧靠 在供油球阀的密封座面上，阀口关闭。 该阀结构紧凑、阀芯质量小，响应速度快， 最高频率可达200Hz 。 1.2 高速开关阀开关性能 高速开关阀在PWM 信号激励下的开关动态过 1. 衔铁 2. 衔铁管 3. 线圈 4. 极靴5. 阀体 6. 顶杆 7. 球阀图1 HSV 高速开关阀结构原理图程[6,9]如图2所示。下面以时间为主线，分析高速开关阀在一个PWM 周期内的工作过程 。图2 高速开关阀开关动态过程曲线1.2.1 电气延迟时间t 1 电气延迟时间，即衔铁吸合触动时间。始于 收稿日期：2010-03-24 作者简介：黄卫春（1968－），男，副教授，硕士，研究方向为计算机应用和自动控制。
单片机PWM控制C程序语言
下面介绍一下单片机PWM控制C语言实例，单片机PWM可以应用在许多方面，如电机调速、温度控制、压力控制等。PWM—脉冲宽度调制,是一种周期一定而高低电平可调的方波信号。广泛使用电机调速的项目中，用了S52单片机的T2定时器产生PWM波信号，用于控制直流电机的转速，虽然电机的平均速度与占空比不是严格的线性关系，但是在调节占空比可以明显的看出电机转速发生了改变，也算是满足了课题的要求。下面复习一下PWM的知识吧： PWM—脉冲宽度调制,当输出脉冲的频率一定时，输出脉冲的占空比越大，相对应的输出有效电压越大。PWM可以应用在许多方面，如电机调速、温度控制、压力控制等。T1为脉冲宽度（就是导通时间），周期为T，则输出电压的平均值为U=VCC*T1/T=a*VCC，a是占空比，变化范围为0≤a≤1。VCC 为电源电压。所以当电源电压不变的情况下，输出电压的平均值U取决于占空比a的大小，改变a的大小就可以改变输出电压的平均值，这就是PWM的工作原理。采用T2定时器产生PWM脉冲极其精确，误差只在几个us。 // 单片机PWM控制C语言实例文件名: T2PWM.c // 单片机PWM控制C语言实例功能: 用T2定时器产生PWM波，频率实调1khz // 单片机PWM控制C语言实例说明: 单片机AT89S52，晶振12MHZ; #include "reg52.h" #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit PWM = P1^1; uchar pluse; //占空比寄存器 void Timer2() interrupt 5
PWM调速+循迹--智能小车程序
//T0产生双路PWM信号，L298N为直流电机调速，接L298N时相应的管脚上最好接上10K的上拉电阻。 /* 晶振采用12M,产生的PWM的频率约为100Hz */ #include
单片机PWM控制直流电机的速度
用单片机控制直流电机的速度 直流调速器就是调节直流电动机速度的设备，上端和交流电源连接，下端和直流电动机连接，直流调速器将交流电转化成两路输出直流电源，一路输入给直流电机砺磁（定子），一路输入给直流电机电枢（转子），直流调速器通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速。同时直流电动机给调速器一个反馈电流，调速器根据反馈电流来判断直流电机的转速情况，必要时修正电枢电压输出，以此来再次调节电机的转速。 直流电机的调速方案一般有下列3种方式： ?1、改变电枢电压； ?2、改变激磁绕组电压； ?3、改变电枢回路电阻。 使用单片机来控制直流电机的变速，一般采用调节电枢电压的方式，通过单片机控制PWM1，PWM2,产生可变的脉冲，这样电机上的电压也为宽度可变的脉冲电压。根据公式 U=aVCC 其中：U为电枢电压；a为脉冲的占空比（0 电动机的电枢电压受单片机输出脉冲控制，实现了利用脉冲宽度调制技术（PWM）进行直流电机的变速。 因为在H桥电路中，只有PWM1与PWM2电平互为相反时电机才能驱动，也就是PWM1与PWM2同为高电平或同为低电平时，都不能工作，所以上图中的实际脉冲宽度为B， 我们把PWM波的周期定为1ms，占空比分100级可调（每级级差为10%），这样定时器T0每0.01ms产生一次定时中断，每100次后进入下一个PWM波的周期。上图中，占空比是60%，即输出脉冲的为0.6ms，断开脉冲为0.4ms，这样电枢电压为5*60%=3V。 我们讨论的是可以正转反转的，如果只按一个方向转，我们就只要把PWM1置为高电平或低电平，只改变另一个PWM2电平的脉冲变化即可，，如下图（Q4导通，Q3闭合，电机只能顺时针调整转动速度） PWM调速原理 PWM的原理： PWM（Pulse Width Modulation）控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。 PWM控制技术在逆变电路中应用最广，应用的逆变电路绝大部分是PWM型，PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。 1.PWM控制的基本原理 (1)理论基础： 冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。冲量指窄脉冲的面积。效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。低频段非常接近，仅在高频段略有差异。 (2)面积等效原理： 分别将如图1所示 电压窄脉冲加在一阶惯性环节（R-L电路）上，如图a所示。其输出电流I(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图b所示。从波形可以看出，在I(t)的上升段，I(t)的形状也略有不同，但其下降段则几乎完全相同。脉冲越窄，各I(t)响应波形的差异也越小。如果周期性地施加上述脉冲，则响应I(t)也是周期性的。用傅里叶级数分解后将可看出，各i(t)在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。 图2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形 用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波，正弦半波N等分，看成N个相连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不等；用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等，宽度按正弦规律变化。 SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。 图3 用PWM波代替正弦半波 要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。 PWM电流波：电流型逆变电路进行PWM控制，得到的就是PWM电流波。 PWM波形可等效的各种波形： 直流斩波电路：等效直流波形 SPWM波：等效正弦波形，还可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和SPWM控制相同，也基于等效面积原理。 2. PWM相关概念 占空比：就是输出的PWM中，高电平保持的时间与该PWM的时钟周期的时间之比 如，一个PWM的频率是1000Hz，那么它的时钟周期就是1ms，就是1000us，如果高电平出现的时间是200us，那么低电平的时间肯定是800us，那么占空比就是200：1000，也就是说PWM的占空比就是1：5。 #include "reg52.h" sbit control_signal=P0^0; sbit turn_left=P3^0; sbit turn_right=P3^1; unsigned char PWM_ON=15 ;//定义高电平时间 /******************************************************************/ /* 延时函数 */ /******************************************************************/ void delay(unsigned int cnt) { while(--cnt); } void display() { if(PWM_ON>=5&&PWM_ON<=7) P1=0xFD; //1灯亮，舵机接近或到达右转极限位置if(PWM_ON>7&&PWM_ON<=10) P1=0xFB; //2灯亮 if(PWM_ON>10&&PWM_ON<=13) P1=0xF7; //3灯亮 if(PWM_ON>13&&PWM_ON<=16) P1=0xEF; //4灯亮，舵机到达中间位置 if(PWM_ON>16&&PWM_ON<=19) P1=0xDF; //5灯亮 if(PWM_ON>19&&PWM_ON<=22) P1=0xBF; //6灯亮 if(PWM_ON>22&&PWM_ON<=25) P1=0x7F; //7灯亮，舵机接近或到达左转极限位置} /******************************************************************/ /* 主函数 */ /******************************************************************/ void main() { //bit Flag; TMOD |=0x01; //定时器设置 0.1ms in 11.0592M crystal TH0=(65536-78)/256; TL0=(65536-78)%256; //定时0.1mS ET0=1;//定时器中断打开 EA=1;//总中断 //IE= 0x82; //打开中断 TR0=1; // PWM_ON=15 //的取值范围是6-25 while(1) { if(turn_left==0) { delay(1000); if(turn_left==0) { while(!turn_left){} 综合设计报告 单位：自动化学院 学生姓名： 专业：测控技术与仪器 班级：0820801 学号： 指导老师： 成绩： 设计时间：2011 年12 月 重庆邮电大学自动化学院制 一、题目 直流电机调速与控制系统设计。 二、技术要求 设计直流电机调速与控制系统，要求如下： 1、学习直流电机调速与控制的基本原理； 2、了解直流电机速度脉冲检测原理； 3、利用51单片机和合适的电机驱动芯片设计控制器及速度检测电路； 4、使用C语言编写控制程序，通过实时串口能够完成和上位机的通信； 5、选择合适控制平台，绘制系统的组建结构图，给出完整的设计流程图。 6、要求电机能实现正反转控制； 7、系统具有实时显示电机速度功能； 8、电机的设定速度由电位器输入； 9、电机的速度调节误差应在允许的误差范围内。 三、给定条件 1、《直流电机驱动原理》，《单片机原理及接口技术》等参考资料； 2、电阻、电容等各种分离元件、IC、直流电机、电源等； 3、STC12C5A60S2单片机、LM298以及PC机； 四、设计 1. 确定总体方案； 2. 画出系统结构图； 3. 选择以电机控制芯片和单片机及速度检测电路，设计硬件电路； 4. 设计串口及通信程序，完成和上位机的通信； 5. 画出程序流程图并编写调试代码，完成报告； 直流电机调速与控制 摘要：当今社会，电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关，密不可分。电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法、PID控制等，对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器，光耦、可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制叫复杂控制，是指对电动机的转速，转角，转矩，电压，电流，功率等物理量进行控制。 本电机控制系统基于51内核的单片机设计，采用LM298直流电机驱动器，利用PWM 脉宽调制控制电机，并通过光耦管测速，经单片机I/O口定时采样，最后通过闭环反馈控制系统实现电机转速的精确控制，其中电机的设定速度由电位器经A/D通过输入，系统的状显示与控制由上位机实现。经过设计和调试，本控制系统能实现电机转速较小误差的控制，系统具有上位机显示转速和控制电机开启、停止和正反转等功能。具有一定的实际应用意义。关键字：直流电机、反馈控制、51内核、PWM脉宽调制、LM298 一、系统原理及功能概述 1、系统设计原理 本电机控制系统采用基于51内核的单片机设计，主要用于电机的测速与转速控制，硬件方面设计有可调电源模块，串口电路模块、电机测速模块、速度脉冲信号调理电路模块、直流电机驱动模块等电路；软件方面采用基于C语言的编程语言，能实现系统与上位机的通信，并实时显示电机的转速和控制电机的运行状态，如开启、停止、正反转等。 单片机选用了51升级系列的STC12c5a60s2作为主控制器，该芯片完全兼容之前较低版本的所有51指令，同时它还自带2路PWM控制器、2个定时器、2个串行口支持独立的波特率发生器、3路可编程时钟输出、8路10位AD转换器、一个SPI接口等，PWM控制直流电机(重要资料)
PWM控制舵机 C程序
直流电机PWM调速与控制设计报告