论文总字数：22326字

摘 要

基坑为建筑根基，深基坑为深度超过5米或者底下环境较为复杂，管线较多的基坑。在深基坑施工过程中，由于深度或者地质及管线的影响，深基坑钢支撑结构需要比正常基坑的钢支撑结构承受更大的轴力，来保证后续建筑物能够正常的使用。此时需要利用千斤顶，检验其钢支撑结构承力范围。来确保施工的精确度，保障其安全性。人工控制千斤顶并不能达到精确的控制千斤顶，可能会造成安全隐患。

本文设计了一个电液比例阀控制器，用于控制检验测试过程中千斤顶提供的压力，使其能够保持恒定，不随时间的推移而减小，或按照设定值进行相应变化。此控制器包含了信号调理模块，电源模块，线性放大模块，以及以STM32为核心的控制模块。并且设置了两个串口用于实现通讯功能。使用了一个触控屏，通过触控屏，达到通过触控屏控制电液比例阀控制器，避免人为因素干扰控制器。控制过程采用增量式PID控制，压力传感器通过信号处理模块，将信号传给单片机，由单片机根据预设的PID算法来达到控制的目的。

关键词：电液比例阀，PID控制，STM32

Abstract

Foundation pit is a building foundation. Deep foundation pit is a foundation pit with more pipelines and more complex environment. In the process of deep foundation pit construction, due to the influence of depth or geology and pipeline, the steel support structure of deep foundation pit needs to bear more axial force than the steel support structure of normal foundation pit to ensure the normal use of subsequent buildings. At this time, it is necessary to use the jack to check the bearing range of its steel support structure. To ensure the accuracy of construction and ensure its safety. Manual control of jack can not achieve accurate control of jack, which may cause potential safety hazards.

In this paper, a hydraulic proportional valve controller is designed to control the pressure provided by the jack in the process of inspection and test, so that it can keep constant and not decrease with the passage of time. Or change it accordingly according to the set value. The controller includes power supply module, linear amplifier module and core board with STM32 as the core. And two serial ports are set up to realize the communication function. At the same time, a touch screen is used to control the electro-hydraulic proportional valve controller through the touch screen, so as to avoid human disturbance to the controller. The incremental PID control is used in the control process. The pressure sensor transmits the signal to the single chip computer through the signal processing module. The single chip computer achieves the control goal according to the preset PID algorithm

KEY WORDS: electro-hydraulic proportional valve, PID control, STM32

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 电液控制系统概述 1

1.2.1 电液比例控制系统 1

1.2.2 电液伺服控制系统 3

1.2.3 电液比例控制特点 3

1.3 电液比例控制系统发展概况 3

1.4 论文结构 4

第二章 电液比例控制器硬件设计 6

2.1 Altium Designer 6

2.2 整体设计方案 6

2.3 控制模块 7

2.3.1 调试接口 7

2.3.2 复位电路 8

2.3.3 时钟 9

2.3.4 控制模块原理图 9

2.4 信号处理模块 10

2.5 触控屏 12

2.5.1 触控屏简介 12

2.5.2 触控屏接口 12

2.6 功率开关模块 13

2.7 电源模块 14

2.8 总设计 15

2.9 PCB图绘制 15

第三章 电液比例控制器软件设计 18

3.1 Keil uVision5 18

3.2 数据处理 18

3.3 控制功能 19

3.4 UI设置 22

3.4.1 Visual Lcd Studio 22

3.4.2 主界面 23

3.4.3 参数设置界面 24

3.4.4 键入界面 26

3.4.5 数据传输 27

3.5 功率开关控制 27

第四章 电液比例控制器系统调试 28

4.1 硬件调试 28

4.1.1 下载调试 28

4.1.2 电源调试 28

4.1.3 输入调试 29

4.1.4 输出调试 30

4.1.5 触控屏硬件调试 30

4.2 软件调试 32

4.2.1 数据处理调试 32

4.2.2 触控屏软件调试 32

第五章 总结与展望 35

5.1 全文总结 35

5.2 研究展望 35

参考文献 36

致 谢 38

绪论

课题背景

本项目研究目的为设计一款电液比例阀控制器，控制对象深基坑工程中的千斤顶。深基坑是一种挖掘深度超过5米或者深度不足5米但地下管线以及周围环境复杂、地质条件较差的基坑工程。是建筑的基础工程。

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