单片机在大磁致伸缩高精度电反馈同步阀中的应用

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摘要:针对工程中两液压缸的高精度同步问题，本设计采用一种新型的功能材料,即大磁致伸缩材
! p" k- h! ]* D  j  a9 P料,作为阀的电机转换元件,并采用8051单片机采集与处理两液压缸的位移反馈信号,从而达到
  D. {: N0 l5 `' S高精度同步控制.阀的特性分析结果显示其能够实现两液压缸的高精度同步控制,并具有一定的抗
干扰能力.
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7 v( H2 s1 E/ y1 }9 e关键词:同步阀; 8051单片机;高精度

液压折弯机、锻压机、剪切机等大型设备中常需
/ O- y4 ?. @8 [* p! E8 L$ S9 a要两液压缸的同步协调工作,以避免由于负载分布.
不均匀或两液压缸位置不同步等使设备产生较大的
0 I( Z5 ^1 g4 k扭曲变形，从而导致设备损坏或失效.目前，控制两
液压缸同步运动的方案有许多种,诸如双等排量液
压马达(泵)同步、分流集流阀同步、电液比例流量阀
同步等方案.本文介绍的是采用MCS-51 系列的
8051单片机采集两液压缸的位移反馈信号,并采用
PI(比例积分)控制算法,对同步阀进行控制,从而实.
现高精度的同步控制，由于采用单片机作为主控制
: Y- i0 K$ i% f4 @& W% n1 I5 E7 i元件，使得同步阀的结构得以简化，同步控制精度得
3 n/ V' n6 ]6 \4 j以提高.
# \, Z2 j+ U& B8 n- W$ v1
系统工作原理1-4]
: l, N  `0 O/ a5 o$ x系统工作原理如图1所示.在初始位置,阀芯处
于中位,其对中由大磁致主控驱动器的永磁铁6来
实现，弹簧4的作用除与电磁力相平衡外,还能消除
阀芯2与杠杆3间的间隙.
1 r5 C/ ?1 W0 g( I& [# N0 I' ?恒压油p。进入阀体1, 在阀芯2的作用下,分成
两路分别通过A,B阀口进入与其相连的液压缸，推
8 h# h: |" W. H0 T2 r3 f9 G( F动液压缸活塞杆运动.液压缸10,11 所承受的负载
不均匀时,必将引起两液压缸的负载压力发生变化,
从而使通过负载压力大的液压缸的流量下降,通过
另一侧流量上升,导致两液压缸的位移不同步.而位
移传感器13, 14实时地将两液压缸的位移信号转换
, H. s) B; _6 G) I. |- c2 a3 q9 C成电压信号输出单片机9,经单片机比较得出液压
缸的位移偏差值,然后采用经典的PI( 比例积分微
: P# L7 c: |4 }6 i3 k7 o. R- z8 D分)控制算法,计算得出控制电流信号i,并输出给
大磁致主控驱动器.大磁致主控驱动器产生的位移
* [% V( M+ {/ A, L, P经杠杆3的放大,推动阀芯移动,从而调节阀的开
口,控制进入两液压缸的流量,使得液压缸的位移迅
" i4 {% j" R5 N* f速达到一致.

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采用8051单片机采集与处理两液压缸的位移反馈信号,从而达到高精度同步控制.