分类号：TP 2 编号：BY 15 5033 10/11/2 14-0703
沈阳化工大学
本科毕业论文
论文提交日期：2011年 6月 27日
论文答辩日期：2011年 6月 28日
题 目：比例电磁阀驱动电源软件设计
院 系： 信息工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 0703 学生姓名： XXXX 指导教师： XXXX
毕业设计（论文）任务书
电气工程及其自动化专业
电气0703班
学生：XXX
毕业设计（论文）题目：比例电磁阀驱动电源软件设计 毕业设计（论文）内容：1)利用PWM控制技术实现比例阀电流闭环控制； 2)采用单片机及相关驱动电路完成比例阀驱动电源设计； 3)为产品的实用化作必要的前期研究工作。 毕业设计（论文）专题部分：1)在比较各种方案优缺的点基础上，完成比例电磁阀电流PWM闭环控制电源的软件设计及试制；2)利用单片机设计电流可调式、电流跟踪式比例阀电源各功能块软件，并与硬件系统联机调试； 起止时间：2011年03月---2011年06月 指导教师： 签字 年 月 日 教研主任： 签字 年 月 日 学院院长： 签字 年 月 日
摘要
本文以国外比例阀电源控制器的功能和技术参数为参考，致力于将外部标准输入信号转换成PWM电压信号,通过控制驱动PWM电压的占空比，实现控制主电路的大信号;通过闭环设计，补偿线圈的温升影响，使比例电磁阀的电流稳定，保持比例阀的开度不变，达到提高流量的控制精度的目的；同时，通过增加频率可调环节，选择适用于比例阀的最优脉动性。由于控制途径是采用电流闭环控制,保证了电流的稳定性。经过仿真与实验分析，完成了单片机控制器的设计。
在硬件电路设计方面，根据本设计控制对象的特点，本文采用了STC12C5A60S2为核心控制器件在使用特殊功能寄存器功能下的PWM驱动电路方案，将理论计算和面包板调试相结合的方法,实现了主电路和驱动控制电路的参数研究，完成了控制主电路,PID调节电路和电流反馈控制电路的设计工作。其中工作主电路部分主要使用单片机直接输出PWM控制信号。
本文设计最后进行了实际测试，实验结果表明本文所设计的电路基本都能满足控制要求，对电磁阀平稳、宽范围内的流量控制有着明显的作用。
关键词： 电磁阀； 单片机； PWM； PID
Abstract
In this paper, the proportion of foreign power controller valve function as a reference, is committed to an external standard voltage input signal into a PWM signal, PWM voltage by controlling the duty cycle of drive to achieve control of the main circuit of the large-signal; through closed-loop design, the compensation coil The temperature rise, the solenoid valve with a stable current to maintain the same ratio of valve opening, to improve the accuracy of flow control purposes; the same time, by increasing the frequency adjustable links, choose the best for the pulse of proportional valve . As the current control approach is the use of closed-loop control to ensure that the current stability. Through simulation and experimental analysis, completed the micro-controller design.
In circuit design, according to the characteristics of the design control object, we use as the core control device STC12C5A60S2 SFR functions using the PWM drive circuit under the program, the theoretical calculations and bread board debugging method of combining to achieve the main circuit and drive control circuit parametric studies, completed the main control circuit, PID regulator circuit and current feedback control circuit design. The major part of the main circuit which work directly with the microcontroller output PWM control signal.
Finally, this design was the actual test, experiment results show that the design of the control circuit to meet the basic requirements of the solenoid valves smooth, wide range of flow control has a significant role.
Key words: Solenoid valve； SCM； PWM； PID
目 录
第一章 国内外发展概况 ..................................... 1 1.1 国际驱动电源现状 ...................................... 1 1.2 国内驱动电源现状 ...................................... 1 1.3 比例电磁阀驱动电源设计的意义 .......................... 2 第二章 比例电磁阀电流环控制优缺点 ......................... 3 1.1与开环控制比较优点 .................................... 3 1.2与电流流量双闭环控制缺点 .............................. 3 第三章 比例电磁驱动电源设计原理 ........................... 4 3.1 总体方案 .............................................. 4 3.2 基本思路 .............................................. 4 3.2.1 比例电磁阀简介 .................................... 5 3.2.2 硬件要求 .......................................... 5 3.3 比例电磁阀驱动电源的功能 .............................. 5 3.3.1 功能简介 .......................................... 5 3.3.2 技术指标 .......................................... 6 3.3.3 优点 .............................................. 7 第四章 硬件系统设计分析 ................................... 8 4.1 控制电路 .............................................. 8 4.2主电路 ............................................... 10 4.3 放大电路 ............................................. 11