基于ATmega16的電液伺服閥反饋控制器的設計

摘 要： 針對電液伺服閥在實際工程應用中出現輸出壓力不穩定、輸出壓力偏高或偏低的問題，設計了基于ATmega16平臺的數字式液壓伺服閥反饋控制器，采集伺服閥輸出壓力作為反饋信號構成閉環控制系統，采用經典的增量式數字PID控制算法進行壓力調節。實際應用結果表明該數字式電液伺服閥反饋控制系統響應快速、輸出穩定、輸出壓力精度高。

關鍵詞： 電液伺服閥； 反饋控制器； ATmega16； 增量式PID

中圖分類號： TN710?34； TP23 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）01?0148?04

引 言

電液伺服閥在工程系統中有著廣泛的應用。盡管液壓系統具有維護困難、泄漏、噪聲比大等缺點，但是對于大功率的自動控制系統，液壓控制是其他控制形式所不能替代的[1]。

隨著電液伺服系統應用領域的拓展，對電液伺服閥提出了更高的要求，如控制精度高、動態響應快、成本低等[2]。但由于外部環境的干擾或電液伺服閥本身的性能不足，會出現伺服閥輸出壓力抖動過大、輸出壓力偏高或偏低的問題。故設計此電液伺服閥反饋控制器，可實現電液伺服閥穩定精確地輸出壓力。

1 總體設計

電液伺服閥反饋控制器核心控制芯片采用ATmega16單片機，ATmega16采用先進的RISC結構，代碼執行速度高，工作可靠穩定[3]。

外圍電路的設計主要包括輸入信號采集電路、電流信號輸出電路以及故障切換電路三部分。

考慮工程實際應用需求及系統集成化要求，將兩路控制電路集成使用一片ATmega16單片機實現控制。充分利用了單片機的資源，同時節約開發成本。

系統總體結構如圖1所示。