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工程机械冷却能力单片机控制系统

发布时间:2016-07-11 19:05

  本文关键词:工程机械冷却能力单片机控制系统,由笔耕文化传播整理发布。


《山东农业大学》 2005年

工程机械冷却能力单片机控制系统

孟建  

【摘要】:本文设计了一种新型的冷却系统,它可以解决工程机械在施工过程中经常出现的发动机过热和液压传动系统冷却不足的问题。本文将工程机械原冷却系统分成了发动机冷却系统和液压油冷却系统两个独立的系统,由单片机控制系统对它们进行控制。发动机冷却系统采用液力方式驱动冷却风扇,它单独对发动机进行冷却,风扇和水泵转速由电磁比例溢流阀来调节。单片机控制系统可以根据冷却液温度调节液力驱动油路中电磁比例阀的溢流量,进而控制风扇和水泵转速。在液压油冷却系统中,冷却风扇采用直流电机驱动,单片机控制系统根据液压油的温度控制电机的工作状态。两个系统中的冷却风扇驱动方式不同,且分别根据不同的冷却要求,独立工作。 本文主要论述了整个冷却系统的工作原理以及单片机控制系统的设计。研究内容主要是包括:整体设计方案的完善,单片机控制系统的硬件电路设计、软件设计和抗干扰设计,单片机控制系统与电磁比例溢流阀的合理匹配等。单片机控制系统的硬件电路设计主要包括A/D转换电路、D/A转换电路和放大电路的设计等几个部分。软件设计采用的是模块化程序设计方法,主要程序模块包括温度循环采样模块、数字滤波模块、水温控制程序模块、油温控制程序模块、D/A转换程序模块,主程序模块和T_0中断程序模块等。软件设计力求简洁,大量运用子程序,使程序具有易扩展、可修改移植的优点。单片机控制系统的抗干扰设计主要包括硬件电路的抗干扰设计和软件抗干扰设计。 总之本系统不仅可以有效解决工程机械发动机过热和液压油冷却不足等问题,而且系统还具有安装灵活、节省燃油、降低噪声、体积小、功率低等优点。将之推广会获得较大的经济效益。

【关键词】:
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TU60
【目录】:

  • 摘要9-10
  • ABSTRACT10-12
  • 1 前言12-17
  • 1.1 当前工程机械冷却系统存在的问题12-13
  • 1.2 国内外的研究状况13-14
  • 1.3 本课题的研究意义14-15
  • 1.4 研究内容和技术要求15-16
  • 1.4.1 研究内容15
  • 1.4.2 单片机控制电液混合驱动冷却系统的技术要求15-16
  • 1.5 研究方法和技术路线16-17
  • 2 系统整体设计方案与完善17-21
  • 2.1 系统整体设计方案17-18
  • 2.2 单片机控制系统的设计方案18
  • 2.3 单片机控制系统实现的功能18-21
  • 2.3.1 单片机控制系统在发动机冷却系统中实现的功能19-20
  • 2.3.2 单片机控制系统在液压油冷却系统中实现的功能20-21
  • 3 单片机控制系统的设计21-52
  • 3.1 单片机控制系统的硬件设计21-23
  • 3.1.1 温度采样元件的组成21
  • 3.1.2 温度采样元件的选择21-23
  • 3.2 系统的硬件设计23-37
  • 3.2.1 单片机的选择及其引脚功能23-27
  • 3.2.1.1 单片机的选择23
  • 3.2.1.2 AT89C51的管脚功能23-26
  • 3.2.1.3 单片机的复位电路及时钟电路26-27
  • 3.2.2 D/A转换电路设计27-30
  • 3.2.2.1 DAC0832的主要技术指标27-28
  • 3.2.2.2 AT89C51和DAC0832的硬件接口电路28-30
  • 3.2.3 A/D转换的原理及其接口电路设计30-35
  • 3.2.3.1 ADC0809的主要技术指标30-32
  • 3.2.2.2 ADC0809转换原理和硬件接口电路32-33
  • 3.2.3.3 AT89C51与ADC0809连接电路33-35
  • 3.2.4 硬件电路的设计及实现功能35-37
  • 3.2.4.1 硬件电路的设计及说明35-37
  • 3.2.4.2 硬件电路实现的功能37
  • 3.3 单片机控制系统软件设计37-47
  • 3.3.1 程序的总体设计及设计步骤37-38
  • 3.1.1 程序的总体设计37
  • 3.3.1.2 程序的设计步骤37-38
  • 3.3.2 程序地址空间分配38-39
  • 3.3.2.1 ROM地址的分配38
  • 3.3.2.2 RAM地址的分配38-39
  • 3.3.3 系统主要程序模块39-45
  • 3.2.3.1 主程序模块39-40
  • 3.2.3.2 中断服务程序模块40-43
  • 3.2.3.3 发动机冷却液温度采样控制程序模块43
  • 3.2.3.4 油温采样控制程序模块43-44
  • 3.2.3.5 D/A转换程序模块44-45
  • 3.3.4 数字滤波模块45-47
  • 3.4 系统的抗干扰设计47-52
  • 3.4.1 系统硬件的抗干扰设计47-50
  • 3.4.1.1 从选用元器件、电路板设计考虑48
  • 3.4.1.2 从时钟电路的抗干扰方面考虑48-49
  • 3.4.1.3 从印刷线路板的合理设计与布局方面考虑49-50
  • 3.4.2 系统软件的抗干扰设计50-52
  • 3.4.2.1 数字滤波技求50
  • 3.4.2.2 指令冗余50
  • 3.4.2.3 软件陷阱50-51
  • 3.4.2.4 睡眠抗干扰51-52
  • 4. 液压元件的选择和液压试验台的改进52-61
  • 4.1 主要液压元件选型计算52-59
  • 4.1.1 原冷却系统中水泵和风扇消耗功率及转矩的确定52-56
  • 4.1.1.1 冷却系统需要散热量的计算52-53
  • 4.1.1.2 冷却水的循环量及水泵消耗功率的计算53-54
  • 4.1.1.3 冷却空气需要量及风扇功率计算54-55
  • 4.1.1.4 计算原冷却系统驱动水泵及风扇的转矩55-56
  • 4.1.2 功率和转矩修正56-57
  • 4.1.3 液压马达选型计算57
  • 4.1.4 液压油泵的选型57-58
  • 4.1.5 电液比例阀的选型58-59
  • 4.1.6 直流电机的选型59
  • 4.2 液压试验台的改进设计59-61
  • 5. 单片机控制系统在液压试验台上的试验结果与分析61-68
  • 5.1 一体化温度变送器的性能测试61-62
  • 5.1.1 测试目的61
  • 5.1.2 试验仪器61
  • 5.1.3 试验步骤61-62
  • 5.1.4 误差分析及结论62
  • 5.2 水温与A/D转换数值之间关系的测试62-63
  • 5.2.1 测试目的62
  • 5.2.2 试验仪器62-63
  • 5.2.3 试验步骤63
  • 5.2.4 试验结果分析63
  • 5.3 单片机控制系统性能测试63-65
  • 5.3.1 试验目的63
  • 5.3.2 试验仪器63-64
  • 5.3.3 试验步骤64-65
  • 5.3.4 试验结果分析65
  • 5.4 调速性能测试65-68
  • 5.4.1 试验目的65
  • 5.4.2 试验仪器65
  • 5.4.3 试验步骤65-66
  • 5.4.4 试验结果分析66-68
  • 6. 结论与展望68-70
  • 6.1 结论68-69
  • 6.2 展望69-70
  • 参考文献70-76
  • 致谢76-77
  • 攻读学位期间发表论文77
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    本文编号:69092

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