新型电动执行机构系统设计及软件开发

论文摘要

本论文主要研究以DKJ-III型电动执行机构为原型,集调节器、伺服放大器、位置发送器功能和红外遥控功能于一体的新型电动执行机构的系统设计和软件开发。在课题研究中,完成了新型电动执行机构的总体方案设计;完成新型电动执行机构系统的主控硬件电路、红外通信接口电路、位置发送器控制电路、电机驱动电路的硬件设计开发;完成了系统主控程序的设计及信号的采样滤波、参数设定、电机控制、故障处理及安全保障等模块的程序软件设计。论文中基于红外通信技术的数据编解码原理,设计了电动执行机构的红外的通信接口,解决了执行机构的非接触式参数设定和读取,实现了执行机构的远程双向数据通信;对调节阀流量特性进行了详细分析,采用模拟调节阀流量特性输出的算法,解决了在不改变阀门情况下实现线性、快开、等百分比的流量特性的变换,并采用单片机补偿算法对畸变的实际流量特性进行修正和补偿,使其能够满足控制要求;对电动执行机构系统信号具有不同的量纲的困难,采用了线性变换算法,解决了系统参数的工程量的变换及整定。实验测试表明,系统软硬件设计达到设计要求,整机性能达到了产品预期的设计目标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 绪论
• 1.1 国内外技术概况及发展趋势
• 1.2 本课题研究的目的和意义
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 2 红外通信技术应用
• 2.1 红外数据通信
• 2.2 红外通信的协议及标准
• 2.3 电动执行机构红外通信接口
• 3 新型电动执行机构整体设计
• 3.1 新型电动执行机构的组成及工作原理
• 3.1.1 驱动电机
• 3.1.2 减速器
• 3.1.3 位移检测机构
• 3.1.4 显示器及遥控器
• 3.2 硬件设计
• 3.2.1 微处理器的选择
• 3.2.2 外部电路的设计
• 4 电动执行机构系统软件设计与实现
• 4.1 系统的软件总体设计
• 4.2 控制系统软件模块
• 4.2.1 系统参数初始化
• 4.2.2 数据处理
• 4.2.3 调节阀的流量特性变换及补偿算法
• 4.2.4 执行机构控制方式设计
• 4.2.5 电机驱动控制
• 4.2.6 新型电动执行机构控制
• 4.3 故障处理及安全保障设计
• 4.4 红外通信接口的软件实现
• 5 电动执行机构的可靠性和抗干扰设计
• 5.1 电动执行机构的可靠性
• 5.2 电动执行机构的抗干扰设计
• 5.2.1 干扰的途径
• 5.2.2 执行机构硬件抗干扰措施
• 5.2.3 执行机构软件抗干扰措施
• 6 实验与结论
• 6.1 实验与调试
• 6.2 软件功能的测试
• 6.3 结论
• 致谢
• 参考文献