劉海鴻

（哈爾濱電氣動(dòng)力裝備有限公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

1 概述

該體系由于結(jié)構(gòu)非常的簡(jiǎn)便，而且價(jià)位不高，同時(shí)它是將空氣當(dāng)成是媒介的，不會(huì)干擾到環(huán)境，所以在很多的工業(yè)活動(dòng)中都使用。不過(guò)因?yàn)榭諝饩哂蟹浅８叩膲嚎s性，而且它的精度不高。這樣氣動(dòng)科技就無(wú)法得到非常精準(zhǔn)的反應(yīng)，而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確的方位掌控活動(dòng)。所以要盡快的探索出一項(xiàng)非常節(jié)省費(fèi)用，而且反應(yīng)又很精準(zhǔn)的控制體系，以此來(lái)確保其合乎各個(gè)行業(yè)的發(fā)展規(guī)定。文章具體的探索了“PCM”控制技術(shù)。

2 “PCM”控制原理

由圖1可見，其控制回路由開關(guān)閥U0、、U1、U2組成“PCM”控制閥組，依靠控制三個(gè)開關(guān)閥的開關(guān)組合來(lái)控制流量。節(jié)流閥開口面積 a0、a1、a2為 a0:a1:a2=1:2:4，如果其三個(gè)閥門按照不一樣的組合來(lái)活動(dòng)的話，可以得到八類不一樣的流量。電腦結(jié)合控制量的數(shù)值和檢測(cè)得到的真實(shí)數(shù)值比對(duì)，結(jié)合設(shè)定的規(guī)律，計(jì)算輸出一組二進(jìn)制編碼控制“PCM”閥組的開啟，此時(shí)得到不一樣的綜合區(qū)域，進(jìn)而將閥的流量變動(dòng)，此時(shí)使得氣缸可以精準(zhǔn)的變化到設(shè)定的方位之中?！癙CM”控制可采用開關(guān)時(shí)間較長(zhǎng)的低性能閥，代替電-氣比例/侍服控制中昂貴的比例閥或侍服閥，以及“PCM”控制中的高速開關(guān)閥。

通過(guò)圖1我們得知，由于1氣缸開展活塞活動(dòng)，此時(shí)帶動(dòng)了慣性活動(dòng)2，傳感器3具體的負(fù)責(zé)分析活塞的具體位置變化。該體系的位移設(shè)備是線性光柵傳感器，柵距為0.04m，精度為±0.01mm,輸出信號(hào)是相位差為90°的兩路方波信號(hào)，無(wú)需A/D轉(zhuǎn)換，能有直接的存入到電腦4之中。此時(shí)電腦結(jié)合位移數(shù)值和具體的信號(hào)等來(lái)開展判斷活動(dòng)，此時(shí)生成信號(hào)，通過(guò)接口板及功率放大器，控制U0～U4的開閉。其中 U0、、U1、U2構(gòu)成 PCM閥組，閥的節(jié)流口有效面積成等比級(jí)數(shù)，分別調(diào)整為0.110165mm2、0.220329mm2、0.440658mm2。對(duì)應(yīng)于000至于111共8個(gè)二制控制碼，能夠得到八類不一樣的節(jié)流區(qū)域，進(jìn)而得到八類活塞以及相應(yīng)的速率。

圖1 “PCM”控制原理圖

圖2 PC微機(jī)控制系統(tǒng)框圖

3 關(guān)于電腦體系

本系統(tǒng)采用IBMPC/AT機(jī)作為控制器的核心，由IBMPC/AT微型計(jì)算機(jī)、I/O接口、SGC-2型數(shù)顯光柵尺、閥門驅(qū)動(dòng)電路，電磁閥和氣缸組成。見圖2所示。

4 PID調(diào)節(jié)

4.1 PID算法

PID校正的控制量為：

離散算法可以表示為：

式中，e：位置給定值與測(cè)量值的偏差量；en：第 n次采樣的偏差量；en-1：第 n-1次采樣的偏差量；T：采樣周期；T1：積分時(shí)間；TD：微分時(shí)間；KP：比例系數(shù)。通過(guò)分析，將其公示描述為如下：

可得：

初值可以取Qn-1=0,en-1=0、算法程序每一步要計(jì)算enPn和Qn，其中Qn用于下一步計(jì)算Pn。

PD校正的控制量為：

離散算法可以表示為：

初值可以取Rn-1=0，算法程序每步計(jì)算 en、pn和 rn，其中 rn用于下一步計(jì)算 pn。

4.2 PID算法程序

使用的是擴(kuò)充臨界的措施，整定T、KP、TI和TD值。為了提升精確性，體系中設(shè)置門限值Δe。電腦對(duì)信息處理之后獲取的誤差數(shù)辨別，假如誤差的絕對(duì)數(shù)大于這個(gè)數(shù)值的話，就要開展PD措施，目的是為了完善其動(dòng)態(tài)的特性。相反的情況時(shí)，使用的是PID控制，以此來(lái)確保精確性優(yōu)秀。

5 結(jié)論與設(shè)想

5.1 可以使用那些反應(yīng)速率不是非?？斓拈_關(guān)閥門來(lái)獲取非常好的相應(yīng)指數(shù)，這樣能夠大大的節(jié)省費(fèi)用，切實(shí)的提升了它們的穩(wěn)定性特征。

5.2 探索得到了以IBM-PC機(jī)為關(guān)鍵要素的電腦數(shù)字控制體系，它的活動(dòng)非常的便捷，而且能夠開展人機(jī)互動(dòng)，方便對(duì)控制數(shù)值改動(dòng)，能夠有效的經(jīng)由軟件的編制等，將那些和防衛(wèi)不一樣的指令變化，進(jìn)而確?；钊梢蚤_展對(duì)應(yīng)的位移活動(dòng)。

5.3 能夠經(jīng)由先期調(diào)節(jié)不一樣的閥門的流量，變化單位數(shù)值，進(jìn)而合乎不一樣尺寸的氣缸和不一樣的活動(dòng)區(qū)域以及時(shí)間等對(duì)其設(shè)定的規(guī)定。

[1]李天貴.氣壓傳動(dòng)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1985.

[2]寧舒.氣動(dòng)位移系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)“PCM”控制初探[J].液壓與氣動(dòng)，1991（01）：18-22.

[3]路角祥，阮健，陳紅.氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展方面[J].液壓與氣動(dòng)，1991（02）：2-3.