專利名稱：一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步涉及智能型電動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)檢測(cè)裝置中，在測(cè)量轉(zhuǎn)矩時(shí)，都具有自身的缺點(diǎn)。雖然根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)矩公式T = K * I2 * O1 * COS Θ 2采用時(shí)間分割乘法器來(lái)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩的測(cè)量，但是根據(jù)另外一個(gè)轉(zhuǎn)矩公式T = 9550 * U * I * cos θ /n，轉(zhuǎn)矩還與轉(zhuǎn)速η有關(guān)系。另外，這樣的處理方式還有缺點(diǎn)，比如，其轉(zhuǎn)矩的測(cè)量還受到電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響?，F(xiàn)有技術(shù)中閥位的檢測(cè)主要有以下缺點(diǎn)(1)使用行星齒輪加電位器的方式，具有容易產(chǎn)生溫度漂移后，造成閥位行程的變化，從而使閥桿拉斷或變形；(2)霍爾增量式編碼器，但是經(jīng)常出現(xiàn)一啟動(dòng)的幾秒鐘內(nèi)，出現(xiàn)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向與開(kāi)關(guān)指令方向相反的現(xiàn)象，造成閥桿被頂彎。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種能獲知轉(zhuǎn)速η和電網(wǎng)電壓變化情況的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)。以及可以不產(chǎn)生漂移，不對(duì)閥桿造成損壞的閥位檢測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明提供一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，包括主控與遠(yuǎn)程控制板、模擬控制板、閥位檢測(cè)板、轉(zhuǎn)矩檢測(cè)板和總線控制板，其中所述主控與遠(yuǎn)程控制板完成電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部與外部包括閥位信息和轉(zhuǎn)矩信息的處理；所述閥位檢測(cè)板的電路為霍爾增量編碼器，或者是磁電式絕對(duì)編碼器；所述轉(zhuǎn)矩檢測(cè)板為雙通道電子電路檢測(cè)板，或者采用雙通道恒彈性差分應(yīng)變技術(shù)檢測(cè)板。優(yōu)選的，所述雙通道彈性差分應(yīng)變技術(shù)檢測(cè)板，采用在彈性體上面貼電阻應(yīng)變片的方式，通過(guò)蝸桿的躥動(dòng)，在彈性體上就會(huì)發(fā)生彈性形變，經(jīng)過(guò)電橋電路，把形變量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)安裝在彈性體上的轉(zhuǎn)矩電路板上的儀表放大器對(duì)這個(gè)微弱的電壓信號(hào)進(jìn)行放大，采用提高共模抑制比的皿118元件。優(yōu)選的，所述霍爾增量編碼器對(duì)閥位脈沖的上升沿和下降沿均進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速η變化。


下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。圖I是乘法原理框圖。圖2是脈沖調(diào)制PWM的原理圖。圖3是乘法器電路原理框圖。
圖4是實(shí)用乘法器電路圖。圖5是乘法器各點(diǎn)波形圖。圖6是電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體的實(shí)現(xiàn)電路框圖。圖7是磁通/[目號(hào)模擬電路圖。圖8星形接法電機(jī)電路圖。圖9是轉(zhuǎn)矩與速度關(guān)系圖。圖10是電網(wǎng)電壓測(cè)量電路圖。圖11是交流信號(hào)Vl的波形圖。 圖12是交流信號(hào)V2的波形圖。圖13是交流信號(hào)V3的波形圖。圖14是交流信號(hào)V2’的波形圖。圖15是交流信號(hào)V3’的波形圖。圖16是交流信號(hào)V4的波形圖。圖17是交流信號(hào)V5的波形圖。圖18是交流信號(hào)V6的波形圖。圖19是轉(zhuǎn)矩板電路原理圖。圖20是轉(zhuǎn)矩板電路圖框圖。圖21為彈性體結(jié)構(gòu)主視圖截面圖。圖22為彈性體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖截面圖。圖23為傳感器結(jié)構(gòu)主視圖截面圖。圖24為傳感器結(jié)構(gòu)側(cè)視圖截面圖。圖25為多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行器行程邏輯圖。圖26為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的接觸器電路圖。圖27為本實(shí)用新型霍爾增量編碼器的程序框圖。圖28為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)方框圖。圖29為總線控制板的原理框圖。
具體實(shí)施例方式一、采用雙通道電子電路實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩測(cè)量根據(jù)T =Θ 2進(jìn)行扭矩保護(hù)I.乘法原理利用脈沖寬度調(diào)制(PWM)實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算也叫時(shí)間分割乘法運(yùn)算，它結(jié)合脈沖寬度與幅度的調(diào)制實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬信號(hào)的相乘。圖I是實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算的原理框圖。脈寬調(diào)制器輸出的脈沖信號(hào)周期T固定不變，但脈沖寬度T1受模擬信號(hào)ey調(diào)制。受ey調(diào)制的脈寬調(diào)制波控制開(kāi)關(guān)K的動(dòng)作。在T1期間開(kāi)關(guān)K接通模擬信號(hào)ex，在T2 = T-Tl期間，開(kāi)關(guān)K接通_ex。因此有
過(guò)\ex, 在7；期間
'{-ex, 在Γ2期同(I)
根據(jù)(I)式，可將ei看成是兩個(gè)采樣過(guò)程的疊加。設(shè)兩個(gè)矩形脈沖序列Pl (t)和P2(t)分別為
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，包括主控與遠(yuǎn)程控制板、模擬控制板、閥位檢測(cè)板、轉(zhuǎn)矩檢測(cè)板，其特征在于 所述主控與遠(yuǎn)程控制板完成電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部與外部包括閥位信息和轉(zhuǎn)矩信息的處理； 所述閥位檢測(cè)板的電路為霍爾增量編碼器，或者是磁電式絕對(duì)編碼器； 所述轉(zhuǎn)矩檢測(cè)板為雙通道電子電路檢測(cè)板，或者采用雙通道恒彈性差分應(yīng)變技術(shù)檢測(cè)板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，其特征在于所述雙通道彈性差分應(yīng)變技術(shù)檢測(cè)板，采用在彈性體上面貼電阻應(yīng)變片的方式，通過(guò)蝸桿的躥動(dòng)，在彈性體上就會(huì)發(fā)生彈性形變，經(jīng)過(guò)電橋電路，把形變量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)安裝在彈性體上的轉(zhuǎn)矩電路板上的儀表放大器對(duì)這個(gè)微弱的電壓信號(hào)進(jìn)行放大，采用提高共模抑制比的INA118元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，其特征在于所述霍爾增量編碼器對(duì)閥位脈沖的上升沿和下降沿均進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速η變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括現(xiàn)場(chǎng)總線卡，其與所述主控與遠(yuǎn)程控制板連接，依靠主控板上的單片機(jī)的SPI接口進(jìn)行通信，而現(xiàn)場(chǎng)總線卡上的單片機(jī)完成接收FCS控制系統(tǒng)發(fā)出的總線控制命令，并且把主控板上面的單片機(jī)檢測(cè)到的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)時(shí)狀態(tài)以及歷史運(yùn)行參數(shù)反饋到FCS控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，包括主控與遠(yuǎn)程控制板、模擬控制板、閥位檢測(cè)板、轉(zhuǎn)矩檢測(cè)板和總線控制板，其特征在于所述主控與遠(yuǎn)程控制板完成電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部與外部包括閥位信息和轉(zhuǎn)矩信息以及遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)量、模擬量以及總線指令信號(hào)的處理；所述閥位檢測(cè)板的電路為霍爾增量編碼器，或者是磁電式絕對(duì)編碼器；所述轉(zhuǎn)矩檢測(cè)板為雙通道電子電路檢測(cè)板，或者采用雙通道恒彈性差分應(yīng)變技術(shù)檢測(cè)板。采用雙通道的恒彈性差分應(yīng)變技術(shù)測(cè)量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩，不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和頻率波動(dòng)的影響；通過(guò)上述技術(shù)方案提供了一種可以不產(chǎn)生漂移，不對(duì)閥桿造成損壞的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F16K31/04GK102889414SQ20121012467
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者肖長(zhǎng)松 申請(qǐng)人:深圳市南方通用電氣有限公司