ATA-P2010功率放大器在数字压电比例阀PWM-PAM协同控制实验中的应用
【概述】
南京航空航天大学研究团队使用ATA-P2010功率放大器，搭建实验测试系统。
实验名称：ATA-P2010功率放大器在数字压电比例阀PWM-PAM协同控制实验中的应用
研究方向：数字液压技术/电液比例控制/压电驱动
实验设备：实时控制系统，ATA-P2010功率放大器，液压泵站，数字压电比例阀样机，LVDT位移传感器，压力传感器等。
实验内容：提出一种以压电高速开关阀（PHSV）为先导级的数字压电比例阀（DPPV），结合压电叠堆的线性输出特性，设计基于脉宽调制与脉冲幅值调制（PWM-PAM）协同调节的PID复合控制策略，通过在线调节PWM占空比与幅值实现先导级流量分辨率可调，突破传统电磁高速开关阀动态特性不足、流量分辨率固定的瓶颈。
实验过程：
图：实验系统图
图：实验系统实物图
搭建由硬件在环仿真系统、液压泵站与DPPV样机组成的实验测试系统。实时控制系统Box-03输出控制信号，经AigtekATA-P2010功率放大器放大（增益16倍）后并联驱动PHSV的三组压电叠堆，推动主阀芯运动，LVDT实时反馈主阀位移构成闭环控制。在三组工况下开展主阀正弦位移跟踪实验：工况一x=4.5sin(πt)（幅值4.5mm、频率0.5Hz），工况二x=4.5sin(3πt)（幅值4.5mm、频率1.5Hz），工况三x=3sin(3πt)（幅值3mm、频率1.5Hz），并将所提PWM-PAM控制策略与传统差分PWM的PID控制策略进行对比。
实验结果：
图：实验结果
三组工况下，与传统PID控制策略相比，PWM-PAM控制策略的主阀位移跟踪最大误差、平均误差与标准误差均显著降低：工况一分别降低58.2%、59.5%、55.1%（最大误差0.135mm）；工况二分别降低30%、40.9%、40.3%（最大误差0.243mm）；工况三分别降低54.3%、60.6%、58.9%（最大误差0.154mm）。控制信号幅值与占空比随误差实时协同调节，先导级流量分辨率显著提高，实现了阀芯全工况高精度控制，阀芯位移控制精度达0.01mm量级，优于国内外现有数字比例阀控制策略。
安泰放大器在此应用中的产品优势：
一、作为PHSV压电叠堆的驱动核心，将实时控制系统输出的弱控制信号以16倍增益稳定放大为高电压驱动信号；
二、并联驱动三组压电叠堆，为压电高速开关阀提供了高频、高精度、大功率的驱动能力；
三、是实现PWM-PAM协同调制、提升先导级流量分辨率与主阀控制精度的关键保障。
【推荐产品】：ATA-P系列功率放大器
图：ATA-P系列功率放大器指标参数
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