一种深海用耐压型伺服阀控制电路

本技术属于电器液压伺服，尤其涉及一种深海用耐压型伺服阀控制电路。

背景技术：

1、在液压系统中(即涉及液体机械特性的应用科学领域)，阀门是一种用于控制液体流量以及开闭的装置。阀门用于控制液体流动的开始或停止、流动方向，增加或减小其流动速度，以及释放或调节流动产生的压力。在复杂的管道系统中，并非总是可以手动处理阀门。而且这样做不能保证准确性，并且流程可能太多，无法实现手动管理。当使用极端数量、压力、温度或化学药品时，手动控制存在耗时和安全隐患较大的问题。

2、电液伺服阀是电液伺服控制中的关键元件，它是一种接受模拟电信号后，相应输出调制的流量和压力的液压控制阀。电液伺服阀具有动态响应快、控制精度高、使用寿命长等优点，已广泛应用于航空、航天、舰船、冶金、化工等领域的电液伺服控制系统中。

3、rs(recommended standard)通信协议本质上是一个通用的通信协议，在大多数情况下是用来传输控制信号，所以也被称为“rs控制协议”。其信号的传输的流程为信号发送端引脚-物理接口-线缆-物理接口-信号接收端引脚。

4、近些年来，由于电液伺服阀的优点，已广泛应用于航空、航天、舰船、冶金、化工等领域的电液伺服控制系统中。当前国内在研究、生产及使用伺服阀方面虽然形成了一定的规模，然而生产的产品主要用于航空、航天、舰船等军品领域，在民品市场占有率不大。随着微电子技术和数字技术的发展，研制出了各种各样的高性能电反馈同服阀。有的电反馈伺服阀的电控器采用了可编程伺服控制器，将数控技术直接应用于伺服阀，但在工业中的使用范围仍较低。

技术实现思路

1、为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种深海用耐压型伺服阀控制电路，包括电源转换电路、伺服控制电路，其中，

2、所述电源转换电路用于给伺服控制电路提供供电电压和比较基准电压；

3、所述伺服控制电路包括电流采样模块、双路dac模块、串口模块、电压电流转换器和mcu，其中，mcu为中控，与电流采样模块、双路dac模块、串口模块相连；伺服控制电路外设置拉线式位置传感器、液压油缸和伺服阀，拉线式位置传感器根据实时检测液压油缸的位置输出匹配的4ma～20ma的电流信号给电流采样模块；双路dac模块将mcu输出的数字信号转换为模拟电压信号输入给电压电流转换器；电压电流转换器输出线性的、具备正反向双极性控制作用的、范围在-20ma～+20ma的电流信号给电路外的喷嘴挡板式的伺服阀；

4、所述mcu为32位微控制器单元，对伺服阀进行驱动和控制；

5、所述电流采样模块，对拉线式位置传感器的输出信号进行采样，该输出信号为电流大小反应位移；

6、所述串口模块，根据对mcu的模式选择选择max485或max3232e，用于rs-485与rs-422通信的收发器或用于将mcu的逻辑信号电平转成rs232的电平；

7、所述双路dac模块，将mcu输出的数字信号转换为模拟信号；

8、所述电压电流转换器，输出线性的、具备正反向双极性控制作用的、范围在-20ma～+20ma的电流信号，控制伺服阀开度，进而控制液压油流量，控制液压油缸伸缩速度。

9、优选地，所述mcu包括mm32f103c8t6。

10、优选地，所述电流采样模块包括ads1115芯片，测量单端对地电压和差分对输入的电压。

11、优选地，所述电压电流转换器包括xrt111芯片。

12、优选地，所述串口模块包括max485芯片和max3232e芯片。

13、优选地，所述双路dac模块包括tlv5618a芯片，其电源电压+5v由xrt111芯片内部的运算放大器和外部的电阻分压产生并提供。

14、优选地，所述双路dac模块和电压电流转换器设置双倍冗余。

15、优选地，所述电压电流转换器通过桥式结构形成双向电流源。

16、优选地，所述电压电流转换器的桥式结构为单边源式逆变桥。

17、优选地，所述电压电流转换器兼容伺服阀并联和差分两种接法。

18、将输入的拉线式位置传感器根据伺服阀阀门位置产生的电流信号采样、采集，产生带有电流采样、采集信号的数字信号输入mcu(mm32f103c8t6)，然后mcu(mm32f103c8t6)经过计算得出当前的控制信号输入给dac模块，然后dac模块将mcu输出的数字信号转换为模拟信号输入给电压电流转换器，将其转换为线性度极好的具备正反向双极性控制作用的范围在-20ma～+20ma的电流输出来驱动伺服阀(负载)移动，以控制伺服阀开度，从而控制液压流量，进而使得系统的目标位移也发生了改变。这就形成了本实用新型的伺服阀控制电路的反馈回路，实现了液压油缸的高精度控制，以满足工业领域应用高精度、高可靠性的要求。整个电路过程中的芯片(除tlv5618a芯片)供电由系统中的电源转换电路提供，双路dac模块的tlv5618a芯片供电由xrt111芯片内部的运算放大器和外部的电阻分压产生并提供。

19、与现有技术相比，本实用新型的伺服阀控制电路有4ma～20ma电流信号的采样电路，用于采集拉线式位移传感器的输出信号(用电流大小反应位移)，以检测两油缸的实时位移，利用反馈的信号和输入信号进行电路的动态调整使系统向偏差小的方向变化，经由系统的不断修正直至偏差足够小，最终实现系统实际输出与期望值相符，从而完成闭环控制。本实用新型的优点在于，闭环控制和电路的动态调整可以实现被控量的及时准确跟踪和调整，保证了足够的控制精度，实现了两油缸伸缩的速度与位移的严格同步，且可使用电信号工作远程控制，实现了更好的精确度与操作安全化。

技术特征：

1.一种深海用耐压型伺服阀控制电路，其特征在于，包括电源转换电路、伺服控制电路，其中，

2.根据权利要求1所述的深海用耐压型伺服阀控制电路，其特征在于，所述mcu包括mm32f103c8t6。

3.根据权利要求1所述的深海用耐压型伺服阀控制电路，其特征在于，所述电流采样模块包括ads1115芯片，测量单端对地电压和差分对输入的电压。

4.根据权利要求1所述的深海用耐压型伺服阀控制电路，其特征在于，所述电压电流转换器包括xrt111芯片。

5.根据权利要求1所述的深海用耐压型伺服阀控制电路，其特征在于，所述串口模块包括max485芯片和max3232e芯片。

6.根据权利要求4所述的深海用耐压型伺服阀控制电路，其特征在于，所述双路dac模块包括tlv5618a芯片，其电源电压+5v由xrt111芯片内部的运算放大器和外部的电阻分压产生并提供。

7.根据权利要求1所述的深海用耐压型伺服阀控制电路，其特征在于，所述双路dac模块和电压电流转换器设置双倍冗余。

8.根据权利要求1所述的深海用耐压型伺服阀控制电路，其特征在于，所述电压电流转换器通过桥式结构形成双向电流源。

9.根据权利要求8所述的深海用耐压型伺服阀控制电路，其特征在于，所述电压电流转换器的桥式结构为单边源式逆变桥。

10.根据权利要求1所述的深海用耐压型伺服阀控制电路，其特征在于，所述电压电流转换器兼容伺服阀并联和差分两种接法。

技术总结本技术公开一种深海用耐压型伺服阀控制电路，包括电源转换电路、电流采样模块、双路DAC模块、串口模块、电压电流转换器和MCU，其中，MCU为中控，与电流采样模块、双路DAC模块、串口模块相连，电流采样模块与电路外的拉线式位置传感器相连，电压电流转换器与电路外的喷嘴挡板式伺服阀相连。本技术实现了实时检测两油缸实时位移量并同时根据实时位移量和电路的动态调整输出线性度极好的具备正反向双极性控制作用的范围在‑20mA～+20mA的电流信号，来控制伺服阀开度，进而控制液压油流量，达到了跟踪控制液压油缸伸缩速度的效果，保证了两油缸的伸缩速度与位移的严格同步，具有同步性好、可靠性高、精密度高等优点。技术研发人员：吴蓓,盛庆华,杨晋伟,刘英杰,陈元昆,黄小芳受保护的技术使用者：杭州电子科技大学技术研发日：20231129技术公布日：2024/6/26