一種基于A(yíng)Tmega16 的電液伺服閥反饋控制器設計方案

實(shí)測數據滿(mǎn)足設計要求。電路中Q1、Q2接成達林頓管形式以增強三極管驅動(dòng)能力。二極管D4防止在控制器故障被切除時(shí)伺服閥電流倒流入控制器。

4 故障切換電路

當系統發(fā)生故障時(shí)，系統需要切除控制器，不對輸入電流做調節使其直接輸入伺服閥。在此選用模擬電路切換開(kāi)關(guān)MAX4660來(lái)實(shí)現。

MAX4660可作為單輸入雙輸出選擇或者雙輸入單輸出選擇的電流型CMOS開(kāi)關(guān)芯片。切換速度極快，控制簡(jiǎn)單。具體參數為±15 V 供電;25 Ω的低開(kāi)啟電阻;1.5 Ω的最大導通電阻;150 mA持續電流;200 mA最大峰值電流;低功耗，3 mW.

控制邏輯如圖6所示。故障切換電路如圖7所示。

Input 為外部電流信號，作為單一輸入端。Iout 和IAD 作為兩個(gè)選擇輸出端。IAD 連接系統輸入信號采集電路，Iout連接伺服閥。

當系統正常工作時(shí)，單片機給芯片6 引腳高電平，則Input與IAD接通，使單片機可以采集到輸入電流并進(jìn)行控制調節。當系統故障時(shí)，單片機給芯片6引腳低電平，則Input與Iout接通，使輸入電流直接流入伺服閥。

5 系統控制算法

控制器采用傳統的增量式數字PID控制算法，并對其作出一定的改進(jìn)以改善其性能，方便參數整定。

傳統增量式PID控制算法為：

這樣，對多個(gè)參數的整定調節問(wèn)題簡(jiǎn)化成了對一個(gè)參數KP 的整定?？刂屏鞒倘鐖D8所示。

6 系統軟件設計

軟件結構采用前后臺系統設計，主程序是一個(gè)死循環(huán)結構，通過(guò)函數調用和全局變量與子程序進(jìn)行參數傳遞[5].軟件流程如圖9所示。

輸入信號為4~40 mA 電流信號，反饋信號為4~20 mA電流信號。電流信號若小于4 mA則認為信號處于死區，輸入信號處于死區則控制器不予響應，輸入信號不在死區而反饋信號處于死區則認為系統故障，切斷控制器。

7 結束語(yǔ)

本文針對電液伺服閥在實(shí)踐應用中的不足，設計了電液伺服閥控制器，顯著(zhù)提高了電液伺服閥在實(shí)踐應用中的穩定性和精確性。經(jīng)過(guò)現場(chǎng)實(shí)際測試，該控制器實(shí)現了控制電液伺服閥穩定精確地輸出壓力，解決了電液伺服閥輸出壓力擺動(dòng)、輸出壓力不足或過(guò)大的情況。并且通過(guò)故障判斷和故障自切除功能使系統工作更為可靠。