基于恒流模式的比例阀控制系统的设计

针对传统的采用PID控制技术的比例阀控制系统在控制性能要求较高的场合不能满足要求的问题，提出一种基于恒流模式控制的比例阀控制系统的设计方案，分析了恒流模式的控制原理及其数学模型，详细介绍了系统控制电路的设计以及采用STM32F103VET6实现数据校正算法。实际应用表明，采用恒流模式对比例阀的压力和流量进行控制具有价格低廉、重复性好、功耗小、抗干扰能力强等优点 【比例阀控制系统设计】本文提出了一种基于恒流模式控制的比例阀控制系统，旨在解决传统PID控制技术在高精度控制需求场景下的不足。恒流模式控制原理在于通过保持电流恒定来稳定比例阀的工作状态，避免因负载变化导致的输出波动。这种控制方式的优势在于成本低、重复性好、能耗低且抗干扰能力强。 在恒流模式下，比例阀系统可视为电感与电阻串联的结构，控制电流决定了阀的转动角度。通过调整充放电时间，使电流保持恒定。系统采用误差信号与三角波信号比较器，通过PWM脉冲宽度调节，实现对参数的自动控制。 设计中，主控处理器选择32位微控制器STM32F103，利用其丰富的内部资源，如定时器、DAC、串口和GPIO等。DAC设置参考电流，定时器调整PWM占空比，串口与上位机通信，Flash存储校正值，GPIO驱动指示灯显示电流状态。 闭环系统是核心部分，采用集成芯片MCP1630V整合RS触发器、PWM驱动器和比较器，配合L6205驱动芯片进行电流控制，使用INA193芯片进行高精度电流采集。快放电路设计确保了放电速率与充电速率的一致性，以保持恒流。电流达到一定值时，可通过软件或硬件方式开启快放模式，通过异步清零计数器实现模式切换。 总体来看，基于恒流模式的比例阀控制系统通过优化控制策略和电路设计，提高了控制精度和稳定性，尤其适用于对控制性能要求较高的液压系统应用，如机械技工和冶金等行业。