氣動包裝機械計算機控制與定位方法

劉海鴻

（哈爾濱電氣動力裝備有限公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

1 概述

該體系由于結構非常的簡便，而且價位不高，同時它是將空氣當成是媒介的，不會干擾到環(huán)境，所以在很多的工業(yè)活動中都使用。不過因為空氣具有非常高的壓縮性，而且它的精度不高。這樣氣動科技就無法得到非常精準的反應，而且無法實現(xiàn)精確的方位掌控活動。所以要盡快的探索出一項非常節(jié)省費用，而且反應又很精準的控制體系，以此來確保其合乎各個行業(yè)的發(fā)展規(guī)定。文章具體的探索了“PCM”控制技術。

2 “PCM”控制原理

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

通過圖1我們得知，由于1氣缸開展活塞活動，此時帶動了慣性活動2，傳感器3具體的負責分析活塞的具體位置變化。該體系的位移設備是線性光柵傳感器，柵距為0.04m，精度為±0.01mm,輸出信號是相位差為90°的兩路方波信號，無需A/D轉換，能有直接的存入到電腦4之中。此時電腦結合位移數(shù)值和具體的信號等來開展判斷活動，此時生成信號，通過接口板及功率放大器，控制U0～U4的開閉。其中 U0、、U1、U2構成 PCM閥組，閥的節(jié)流口有效面積成等比級數(shù)，分別調整為0.110165mm2、0.220329mm2、0.440658mm2。對應于000至于111共8個二制控制碼，能夠得到八類不一樣的節(jié)流區(qū)域，進而得到八類活塞以及相應的速率。

圖1 “PCM”控制原理圖

圖2 PC微機控制系統(tǒng)框圖

3 關于電腦體系

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

4 PID調節(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：積分時間；TD：微分時間；KP：比例系數(shù)。通過分析，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算enPn和Qn，其中Qn用于下一步計算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，算法程序每步計算 en、pn和 rn，其中 rn用于下一步計算 pn。

4.2 PID算法程序

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

5 結論與設想

5.1 可以使用那些反應速率不是非?？斓拈_關閥門來獲取非常好的相應指數(shù)，這樣能夠大大的節(jié)省費用，切實的提升了它們的穩(wěn)定性特征。

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

5.3 能夠經由先期調節(jié)不一樣的閥門的流量，變化單位數(shù)值，進而合乎不一樣尺寸的氣缸和不一樣的活動區(qū)域以及時間等對其設定的規(guī)定。

[1]李天貴.氣壓傳動[M].北京：國防工業(yè)出版社，1985.

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

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