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电液伺服控制系统是机电一体化设备中最为常见的自动控制装置,由电液伺服控制器,伺服阀,执行机构和检测元件组成。论文根据电液伺服控制系统的特点,将电子系统和液压系统以及智能控制相结合,研制了基于嵌入式系统的数字式通用电液伺服控制器。这是当今液压控制系统重要的研究方向之一,具有重要的实用价值。
论文设计了电液伺服控制器硬件结构,并完成了电液伺服控制器软件设计;硬件结构以dsPIC30F6012A为执行控制单元,并移植嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ以满足实时控制;本控制器可通过PROFIBUS-DP总线直接和主控计算机实时通信,实现了数据的实时采集、显示和控制功能。最后搭建位置伺服控制系统进行了位置控制验证,分析了控制结果,对课题作出总结与展望。
课题主要研究内容如下:
(1) 对嵌入式系统和电液伺服系统的研究现状进行研究和分析,确定采用嵌入式微处理器dsPIC30F6012A为控制核心,选取嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ作为软件开发平台;
(2) 完成整个系统的硬件电路的设计,包括原理图的设计、PCB的制作、电路板的装配和调试;
(3) 对实时操作系统μC/OS-Ⅱ进行研究,并移植进微处理器dsPIC30F6012A,验证实时操作系统内核的运行情况;
(4) 完成电液伺服控制器基本软件设计,并进行调试,通过实验验证,得出实验结果;
(5) 对设计文档进行归纳、整理和总结。
设计的电液伺服控制器已经应用于实际的工业现场,获得了满意的控制效果,稳态位置控制精度达到±0.01mm。
本控制器为采用复杂的控制策略实现伺服系统的位置、力或速度的高响应、高精度提供了前提条件。