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缝隙节流式电动阀门的设计与控制研究
资料介绍
随着微机及传感检测技术在液压领域中的大量应用，流体控制元件的数字化已成为一种必然趋势。相对于传统液压控制，数字液压控制具有成本低、可靠性高、性能优越、易于程序化等优点。
以直接式数字液压控制理论为依据，设计了一种适用于流量控制场合的新型电动阀门。该阀门能根据人工设定的流量来自动调节阀门的出口流量使其与设定值相等。阀门结构根据机电一体化的设计思想，由调节流量的机械结构结合电动执行装置构成。调节流量的机械结构为阀芯与阀体构成的缝隙式节流口，电动执行装置为直流电机，直流电机与节流口的阀芯连接。电动阀门采用数字控制系统，以C8051F000单片机为控制核心，单片机发出控制信号控制直流电机驱动阀芯做轴向直线运动，从而改变节流口的开口大小以达到调节流量的目的。阀体内部嵌入叶轮式流量检测机构，检测机构测得阀门出口的实际流量信号再将其反馈给单片机构成闭环控制系统，从而提高控制精度。
对控制系统软件实现进行了研究。分析了直流电机的控制方法，得到了其PWM控制软件的实现过程。根据流量调节与控制直流电机之间的关系，提出了流量控制比例调节算法。该算法是以设定流量与阀门出口流量之间的差值为基础，以PWM的占空比为作用对象，通过不同的流量差值控制直流电机的转向和转速来调节流量，以实现智能流量控制。
对叶轮式流量检测机构的参数进行测定，通过搭建液压实验台并进行实验，得到叶轮式流量检测机构的流量和频率之间的关系，根据此关系可获得不同频率下阀门的出口流量，实现对阀门出口流量的精确测定和阀门流量的精确控制。
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