基于单片机的液压控制系统设计
单片机的压力检测系统
单片机的压力检测系统一、引言单片机是一种嵌入式系统，它可以监测、控制和处理各种输入/输出设备的信号。
单片机在工业自动化、医疗设备、汽车电子、无线电和其他领域中得到了广泛的应用。
在工业自动化领域中，压力检测是一项重要的任务。
在这篇文章中，我们将介绍单片机的压力检测系统。
二、压力检测系统的原理压力检测系统通常包括压力传感器和信号处理器。
压力传感器被安装在液体或气体管道中，如气缸、液压油箱或汽车轮胎中，以测量压力。
压力传感器将测量结果转换成信号，通常是电气信号。
信号处理器将这个信号转化为可读的数字信号，以使操作者能够明白压力的大小。
三、压力传感器压力传感器有多种类型，常见的包括压阻传感器、电容传感器和微机电系统（MEMS）传感器。
其中，MEMS传感器是目前应用最广泛的压力传感器。
它们具有灵敏度高、精度好和体积小的优点。
MEMS传感器的工作原理是通过微电子技术将微小的机械结构与电子学器件相结合，使其能够测量物理量。
例如，MEMS压力传感器可以测量压力对微小细节结构的变形。
四、信号处理器信号处理器的功能是将传感器获得的电气信号转换为数字信号。
这可通过放大、滤波和模数转换等步骤来实现。
首先，信号放大器将接收到的信号放大到一个可读范围内。
滤波器将噪音和杂波信号从信号中滤除。
接下来，模数转换器将模拟信号转换为数字信号。
五、单片机的应用单片机是一个微型计算机，它包括中央处理器（CPU）、内存、输入/输出（I/O）端口和时钟电路。
单片机可以通过程序控制完成各种任务。
在压力检测系统中，单片机可以通过获取传感器和信号处理器的数据，计算压力值并将结果显示出来。
此外，单片机还可以控制执行动作，例如打开或关闭某个仪表。
六、示例设计在下面的示例设计中，我们将使用MEMS压力传感器和单片机来构建一个基本的压力检测系统。
材料：1. MEMS压力传感器2. AVR单片机3. 显示屏4. LED灯5. 蜂鸣器6. 电路板、电线等设计流程：第一步：确定电路板。
单片机压力控制系统设计
单片机压力控制系统设计在现代工业生产和自动化控制领域，压力控制是一个至关重要的环节。
无论是在化工、机械、航空航天还是其他相关领域，精确、稳定的压力控制对于保证生产过程的顺利进行、提高产品质量以及确保系统的安全运行都具有极其重要的意义。
单片机作为一种高效、灵活且成本相对较低的控制核心，在压力控制系统的设计中发挥着关键作用。
单片机，又称为单片微控制器，是将计算机的基本功能部件集成在一块芯片上的微型计算机。
它具有体积小、功耗低、控制功能强等优点，非常适合应用于各类嵌入式控制系统。
在压力控制系统中，单片机通过接收来自压力传感器的信号，经过处理和运算后，输出控制信号给执行机构，从而实现对压力的精确调节。
压力控制系统的组成通常包括压力传感器、信号调理电路、单片机、执行机构以及人机交互界面等部分。
压力传感器负责实时检测压力值，并将其转换为电信号。
然而，传感器输出的信号往往比较微弱且可能存在干扰，因此需要通过信号调理电路进行放大、滤波等处理，以提高信号的质量和稳定性。
经过处理后的信号被送入单片机，单片机根据预设的控制算法对信号进行分析和计算，最终输出控制信号给执行机构，如电动调节阀、气动调节阀等，以调整压力的大小。
为了实现精确的压力控制，合理选择压力传感器至关重要。
常见的压力传感器有应变式、电容式、压阻式等。
应变式压力传感器基于电阻应变效应，结构简单、成本低，但精度相对较低；电容式压力传感器具有较高的精度和稳定性，但价格相对较高；压阻式压力传感器则具有灵敏度高、响应速度快等优点。
在实际应用中，需要根据具体的控制要求和成本预算来选择合适的压力传感器。
在信号调理电路的设计中，需要考虑放大倍数的选择、滤波方式的确定以及零点和满量程的校准等问题。
放大倍数的选择应根据传感器输出信号的幅度和单片机输入信号的范围来确定，以确保信号能够被单片机准确采集。
滤波方式可以采用无源滤波或有源滤波，无源滤波结构简单但滤波效果有限，有源滤波则具有更好的滤波性能，但电路相对复杂。
柴油机喷油泵电控系统设计论文__本科毕业设计论文
摘要柴油机的高效、节能使得汽车的柴油机化日趋明显。
电控燃油喷射系统也成为目前柴油机领域的重要发展方向之一。
采用电控技术后，将有效改善柴油机的动力性和经济性，降低柴油机的有害排放。
柴油机的喷油系统主要是由高喷油泵、喷油器和连接喷油泵与喷油器的高压管组成。
随着国家对环境治理力度的加强，对机动车尾气排放的要求相对的提高了，特别是对柴油发动机的排放要求更加严格，所以喷油系统必须能够保证柴油机使柴油充分的燃烧，保证柴油机有足够的动力和运输的可靠性。
这样，就对喷油系统有较高的要求，改变了柴油发动机的控制模式，实现了精确的控制，使排放更加清洁，减小了柴油机做功粗暴所产生的噪音，提高了车辆的经济型和舒适性。
执行机构的控制研究是柴油机电控技术研究的关键。
本文在给出了油量执行结构及其位置传感器、供油定时控制机构及其提前角检测的设计方案，并对其控制策略进行了研究。
电控单元硬件、软件设计是电控系统设计的核心。
本文详细地讨论了电控单元硬件、软件设计过程，完成了硬件电路和软件模块化设计，并对硬件、软件提出了相应的抗干扰措施。
此外，为了完善柴油机电控系统开发，提出了柴油机标定系统。
采用以CAN 总线为基础平台的分配泵电控系统，实现下位机与PC机之间的通讯，完成对柴油机电控系统参数的监测。
本文阐述了采用单片机对柴油机喷油泵（BOSCH喷油泵）进行控制，主要实现对喷油泵内齿条位置的准确控制，从而实现对喷油量的准确控制，达到改善喷油系统和环保的目的。
本系统采用我们比较熟悉的89C51单片机作为控制核心，采用电感传感器作为反馈和信号的采集，使用光耦驱动电路使输入端与输出端相互隔离，使电路的抗干扰能力加强了，使用PID控制算法控制系统稳定，鲁棒性强。
关键词：柴油机；单片机；喷油泵；控制系统System of diesel engine fuel injection controlAbstractDiesel engines have been widely applied in the world because of their efficiency, economy and reliability．Electronically controlled fuel injection is one of important research directions in the diesel engine field．Introduction of electronic control techniques into diesel engine can not only improve the drivability and economy considerably．but reduce their exhaust emissions and contamination.Fuel injection system of diesel engine as long as it is made of high fuel injection pump，injector high-pressure tubing connected fuel injection pump and the injector.Along with the country to strengthen environmental regulation，on vehicle emissions requirements relative increase，Especially for the diesel engine emission requirements more stringent,So the injection system must be able to ensure that the diesel combustion,To ensure the reliability of diesel engine with power and transportation of enough.So,have high requirements for fuel injection system,To change the control mode of the diesel engine and precise control.The emissions of more clean,reduce the diesel engine work rude noise,improve vehicle economy and comfort.The executive mechanism is the key techniques in the diesel engine electronic control technology．In this paper detailed designs on control mechanisms and sensors are presented and control tactics are investigated also．As the core of diesel engine electronic control system．The whole process of ECU hardware and software designs is specified，moreover requisite software and hardware measures are taken in the system anti-disturbance performance．Besides，in order to calibrate the parameters of diesel engines，the electronically controlled unit of VE distributor pump is presented based on the CAN field bus．It adopts the simple and practical design of the electronically Controlled unit by CAN field bus communication and make the bottom processor and the top computer communicate and the parameters of the electronically controlled unit can be monitored．This paper expounds the application of single-chip microcomputer in diesel fuel injection pump (BOSCH pump) control,mainly to achieve precise control of fuel injection pump rack position,so as to realize the accurate control of injection quantity,Improve the fuel injection system and the purpose of environmentalprotection.The system uses the more familiar 89C51 microcontroller as control core,The inductive sensor as the feedback and signal acquisition,use optocoupler driving circuit to make the input and the output are isolated from each other,so that the anti-interference ability of the circuit to strengthen.The use of PID control algorithm of the control system stability,robustness.Keywords：Diesel enging；Microcontroller；Fuel injection pump；Control system目录第一章绪论 (1)1.1 论文选题背景及研究 (1)1.2 柴油机电控喷油系统的发展动态 (1)1.3 国内外电控燃油系统的发展现状 (3)1.4 论文研究的主要内容 (6)第二章方案论证 (7)2.1 系统设计要求 (7)2.2 系统方案论证 (7)2.2.1 单片机的选择论证 (7)2.2.2 传感器选择论证 (9)第三章硬件电路设计 (12)3.1 控制系统的硬件总体结构 (12)3.2 单片机最小系统 (13)3.2.1 复位电路 (14)3.2.2 振荡电路 (15)3.3 位置式传感器的工作特点 (16)3.4 传感器检测电路设计 (17)3.5 传感器激励电路设计 (19)3.6 AD转换电路设计 (19)3.7 位移执行器驱动电路设计 (20)3.8 CAN总线模块设计 (21)3.9 电源模块设计 (22)第四章系统流程图及软件设计 (23)4.1 系统流程图 (23)4.2 CAN总线控制流程图 (25)4.3 PID控制系统 (25)4.3.1 PID控制框图设计 (26)4.3.2 齿条位移闭环增量式PID控制 (26)4.3.3 PID流程图 (28)4.3.4 PID控制参数整定 (28)总结 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第一章绪论1.1 论文选题背景及研究柴油机自问世以来，就以其高效、节能等优点而在车用动力中占有非常重要的地位，特别是近些年来，柴油机的应用有逐渐扩大的趋势。
基于单片机技术的调距浆螺距控制系统
Ｊ ｎ．２ ０ ｕ ０２
文 章 编 号 ：１０ ０ ６—１８ （０ ２ ０ ０ ８ ２ ０ ）３—５ ９—０ ５
基 于 单 片 机 技 术 的 调 距 桨 螺距 控 制 系统
高 键 ，李 众
（ 华东船 舶工业学院 电子与信息系 ， 江苏 镇江 ２ ２ ０ ） １０ ３
摘
要 ：采用 ＭＣ ８ ０ Ｒ ６ ７ ５ ３单 片机构 成调距桨螺距 控 制系统 ， 绍 了该 系 统总 体设计 方 案 ， 件及软 件 介 硬
显然 Ｐ Ｒ并 非 的线 性 函数 。 如果 把此 式 分母 部 分用 两项 式 展 开并 弃高 次项 ， ： 则
Ｐ ＝ ７ Ｌ＋０ ５ Ｒ ／ Ｒ ｒ （ ． ｘ ／ ） Ｒ
（ ２）
（３）
此 式 第 二项 ０ ５ Ｒ 反 映 了行程 与 螺距 比的非 线性 。 常 正 车螺距 大 于 倒 车螺 距 ， 当伺 服 器 ．ｚ ／ 通 故 活 塞处 于 中间位 置 时 ， 螺距 一 般 为正 的值 ， 或者 说 当零 螺距 时 活塞 处 于 中间偏 一 端 ， ２ ２ 的位 置 ， 令 ＝
调 距 桨 控 制 系统 设 计 方 案
１ １ 调 距桨 变 距装 置 模 型 ．
采用 调 距 桨 进 行 动 力 推 进 时 ， 须 考 虑 变距 驱 动 控 制 系统 ， 必 变距 机 构 可 以人 工 、 动或 液 压 控 制 ， 电
多数大型调距桨变距装置采用的是液压驱动方式［ 用作直接改变螺距 的液压伺服器可 以设置在螺旋 。 桨毂 内， 也可 以布置在传动轴中或其它地方。 每个油缸中的活塞通过曲柄滑槽机构转 动桨叶。 两个活塞 的运 动方 向总是 相 反 的 。 当两 个 活塞 向内移 动 ｚ行 程 时 ， 叶转 动 角 。 桨 变距 机 械 的这 种 运 动机 构使 行
智能制造毕业设计题目
图书馆防火报警系统的设计 基于单片机的温控风扇系统设计 基于单片机的出租车模拟计价器设计 基于PLC的仓库安全保障系统设计 基于PLC的智能防火报警灭火控制系统设计 基于单片机的智能家居防火防盗报警系统设
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基于手机电极零件的三维建模及数控仿真加 工
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液压机液压系统设计
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基于液压的多功能寝室控制系统设计
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序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
题目名称 垃圾压缩机液压系统设计
上料机的液压系统设计 挖掘机的液压系统设计 升降台液压系统设计 机座水压机的液压系统设计 公交车门气动系统设计 折弯机的液压系统设计 液压打包机的液压系统设计 小型汽车维修用举升装置的液压系统设计
单片机智能高速液压控制设计分析
位机发送 Ｕ Ｌ Ｃ Ｅ Ｎ Ｏ Ｋ Ｄ信号之后才开始工作的 ， 然后在
１ Ｏ
液压 与 气动
２１ ０ ２年 第 ７期
同一 时 刻 上 位 机 给 控 制 器 发 送 像 设 置 传 感 器 零 点 、
４ 基于 单片机 的 高速 液 压 控 制 系统 的工 作情 况 分 析
及 结论
ＨＭ Ｏ Ｅ工作指令等一系列的指定工作模式。在本系统 中设有 换 模 具 、 冲压 起 始 和 液 压 冲头 下 移 三 种 位 置 。
图 中的 Ｐ Ｎ Ｈ 表示 冲压 ， Ｆ Ｒ 表 示 压 印。而 图 Ｕ Ｃ 而 Ｏ Ｍ
中所示 的 Ｓ Ｅ Ｅ Ｋ则 是起 到 了寻找液 压 冲头 的工 作位 置
的作 用。
图 ６为 基 于单片 机 的高速 液压控 制 系统在 工作 状
态下 油缸 活塞 杆位 移 曲线 图。其 中图 ６ ａ是 系统 在 压
抗 干扰 能力 强 的优点 。
机 的高 速液 压控制 系统 采用 的是具 有多 路输 出信 号 的
磁栅尺作为位置传感器 ， 而图 ２只是显示 出其中一路 ， 又 因为 电路 中磁栅 尺 所输 出信 号 为 差 分信 号 ， 因而 需 要将信号连接到差分转换 芯片中， 这个芯片能够起到 差 分驱 动 的作用 ， 然后再 将芯 片 的输 出送给单 片 机 。
版社 ， ０． ２ ７ ０
液压 系统 的 主要 元 件 型 号 ： 降液 压 缸 １ 、 转 升 ０旋
液压缸 １ 采 用 的型 号 为 Ｙ Ｘ ３ ， 压 泵 ２采 用 的型 １ Ｇ ．０ 液
号为 Ｃ Ｂ ． 。 Ｂ． ２ ５
［ ］ 雷 天 觉． ４ 液压 工 程 手 册 ［ ． 京 ： 械 工业 出 版社 ， Ｍ］ 北 机
机械毕业设计题目汇总
1、三维数控机构的设计；2、三维数控系统的设计；3、一种熏香3D打印机的总体设计;4、一种熏香3D打印机的机构设计；5、一种熏香3D打印机的外观设计；6、蔬菜大棚自动控制机构的设计；7、链条钢20Mn2热处理工艺的研究；8、管棒材水浸法超声波探伤机构的设计；9、弹簧调压式纺织摇架三维机构的设计；10、？液压调压式纺织摇架三维机构的设计；11、单盘光谱样品砂带机的设计；12、双盘光谱样品砂带机的设计13、垂直分型下芯机液压系统设计14、双盘抛光机的总体设计；15、重型车管带式散热器的总体设计16、多关节工业机器人的总体设计17、Q—300自动金相切割机总体设计与改进18、Q—100自动金相切割机总体设计19、金相切割机的卡具设计20、DMP—5A金相研磨抛光机的设计21、手推式草坪修剪机的设计22. 全自动煎饼机总体机械设计23. 汽车电动座椅的创新设计24．小区立体车库的设计25. 机械提升机的设计26。
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精轧机的设计39. 遥控喷药飞机的机构设计40. 拉伸试验机的结构设计41. 冲击试验机的机构设计42 润湿角测定仪的机构设计43 混合动力汽车的发展前景44. 铝合金熔炼工艺的研究45。
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镁合金表面磁控溅射耐腐蚀薄膜制备工艺的研究48。
彩色纳米薄膜双疏（疏水疏油)特性的研究; 49。
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材料常见失效形式的研究1、毛巾锁边机送料机构设计2、毛巾锁边机折边机构设计3、毛巾锁边机分切装置设计4、蔬菜收割机设计5、蔬菜收割机捆扎装置6、海湾扇贝仿生剥取装置设计7、大型清平机清杂部件设计8、大型清平机输送部件设计9、小型电动滑移机底盘设计10、海湾扇贝分级机设计11、海湾扇贝清洗机设计12、小型电动滑移机底盘设计13、垃圾分选筛设计14、输送机设计15、电池浆液混浆机混浆关键部件设计16、蔬菜播种机设计17、基于网络在线设计需求的三维产品建模设计18、电动旋平机底盘设计19、反射体研抛机设计20、五轴龙门加工中心五轴头结构设计21、五轴龙门加工中心机械结构设计22、小型滑移机液压系统设计23、小型滑移机清平部件设计24、小区播种机分播器设计25、小区播种机总体设计26、温室大棚卷帘机接缝帘机构设计27、立体车库横移机构设计28、立体车库升降机构设计29、深松旋耕清平一体化联合作业机30、无砂过滤器双振成型机31、陈腐垃圾均匀布料机32、陈腐垃圾大型复合筛分机33、陈腐垃圾塑料复合精选机34、垃圾振动分选机35、深松整地联合作业机36、保温砌块自动成型机37、燃油箱加油口自动焊接机设计（机制）38、铸钢扣件销轴双环缝自动焊接机设计（机制）39、单车位可先出立体车库设计（机制）40、三轴全动件雕刻机设计（机制）41、vm1580 加工中心钣金设计（机制）42、满行程等级可调水果分级机设计（机制)43、半自动苹果套袋机械手设计(机制）44、燃油箱加油口自动焊接机电控系统设计（机制)45、铸钢扣件销轴双环缝自动焊接机电控系统设计(机制）46、单车位可先出立体车库单车位可先出立体车库设计（机制)题目一：小型坚果破壳机设计题目二:家用玉米脱粒机设计题目三:焊接滚轮架总体设计题目四：板式输送机结构设计题目五：带式输送机结构设计题目六:家用剪草机设计题目七：环保清洁车设计题目八:清扫机器人行走机构设计题目九：垃圾中转站压榨机结构设计题目十：垃圾中转站压榨机液压系统设计题目十一：小型液压机液压系统设计题目十二：顶弯机液压系统设计题目十三：弯管机液压系统设计题目十四:三惰轮齿轮油泵设计题目十五：双惰轮齿轮油泵设计题目十六:连杆加工工艺及夹具设计题目十七：圆柱齿轮注塑模具设计（需用UG软件和零件图对工件进行三维建模)题目十八：基于SolidWorks的减速器模块化设计（利用SolidWorks三维实体建模）1、钻泵体联接面底孔机床的总体设计2、钻泵体联接面底孔机床的夹具设计3、钻泵体联接面底孔机床的右主轴箱设计4、钻泵体联接面底孔机床的左主轴箱设计5、攻泵体联接面螺纹孔机床的总体设计6、攻泵体联接面螺纹孔机床的夹具设计7、攻泵体联接面螺纹孔机床的右主轴箱设计8、攻泵体联接面螺纹孔机床的左主轴箱设计9、钻汽车轴套底孔机床的总体设计10、钻汽车轴套底孔机床的夹具设计11、钻汽车轴套底孔机床的左主轴箱设计12、钻汽车轴套底孔机床的右主轴箱设计13、专用机床铣削头ZX32的设计14、专用机床铣削头齿轮传动装置的设计15、专用机床镗削头ZA32设计1、NJ—I型金属纤维牵引缠绕机总体设计2、NJ—I型金属纤维牵引缠绕机零部件设计3、NDJD-I四轮电动助力车的设计4、WSJX—I型温室大棚开沟装置的设计5、WSJX—I型温室大棚覆土装置的设计6、WSJX-I型温室大棚镇压装置的设计7、NJPQ—I型塑罐自动剖切机总体设计8、NJPQ-I型塑罐自动剖切机零部件设计9、NJYS-Ⅲ山地运输车总体设计10、NJYS-Ⅲ山地运输车传动系统设计11、NJHY—I型滑移机通用平台的设计12、NJBL—Ⅲ地表种植土剥离装置的设计13、NJQG-I型无缝钢管定长切割机的设计14、双层停车停车库升降设备的设计15、NJQT-Ⅲ助力取土器的设计16、铝合金水箱扣压机设计17、发动机活塞模具设计18、IPHONE5手机后盖模具设计19、小型精密折弯机设计20、小型剪板机设计21肉类自动切片机设计1、XH7125数控机床机械设计2、XH7125数控机床电气设计3、CK6136数控车床机械设计4、CK6136数控车床电气设计5、简易立体车库机械设计6、水平循环式立体车库机械设计7、6-3delta式模块化可重构并联机器人机械设计8、6-PSS滑块式模块化可重构并联机器人机械设计9、6-SPS伸缩式模块化可重构并联机器人机械设计10、模块化直角坐标组合机器人机械设计11、6自由度模块化机器人机械设计12、基于ADAMS的刚柔耦合的取土机关键部件动力学分析与优化设计13、体外冲击波碎石机反射杯抛磨机研制14、平面关节SCARA机器人机械设计15、ER20—C20工业机器人电气系统设计16、基于S7-200PLC的12层电梯控制系统设计17、12层电梯轿厢设计18、立体车库方案设计19、工业机器人关键技术及发展战略思考20、数控机床关键技术及发展战略思考（1）环形汽车立体车库设计(1人）(2）水平循环式汽车立体车库设计（1人）（3）垂直循环式汽车立体车库设计（1人)（4)平面移动式汽车立体车库设计(1人)（5)多层循环式汽车立体车库设计（1人）（6）升降横移式汽车立体车库设计(1人)(7）堆垛式汽车立体车库设计（1人)（8）仰卧式汽车立体车库设计（1人)（9）迷你简易升降式汽车立体车库设计（1人）（10）地下自行车立体车库设计(1人）（11）迷你自行车立体车库设计（1人）（12）汽车立体车库关键装备设计（1人）1、直线式包裹分拣机总体设计2、直线式包裹分拣机驱动装置设计3、直线式包裹分拣机张紧装置设计4、直线式包裹分拣机托盘小车设计5、直线式包裹分拣机供包机设计6、直线式包裹分拣机控制系统设计7、水平轴小型风力发电机设计8、铅垂轴小型风力发电机设计9、垂直升降式立体车库总体设计10、垂直升降式立体车库载车板设计11、垂直升降式立体车库旋转平台设计12、垂直升降式立体车库控制系统设计1、玉米免耕施水播种机的设计（3人)2、高地隙自走式高杆植保机的设计（4人)3、气压式精密播种机的设计（3人）1。
机械自动化本科毕业设计题目大全
8
徐正冈
（15人）
1、CA6140车床拨叉的加工工艺及夹具设计
2、CA6140车床后托架的加工工艺及夹具设计
3、CA6140车床主轴的加工工艺及夹具设计
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5、WHX112减速机壳体的加工工艺及夹具设计
17、相关注塑模具的机械设计；
2
邓昌奇
（15人）
1、原料系统的控制
2、一种高可靠性生产线控制器的设计
3、CK6140车床电气化改造设计
4、行李输送机构的控制
5、机械手电气控制设计
6、模糊电冰箱控制系统
7、基于PLC组合机床电气化控制的设计
8、节水灌溉工程的应用
9、五层电梯的单片机、PLC控制
10、PLC控制技术在铁精粉生产过程中的应用
14、扬声器锥形盘架冲拉复合模设计及虚拟加工
15、花生湿式去皮机的设计
16、便携式探伤仪壳体注塑模设计及仿真
17、曲轴多体动力学仿真加工及优化
5
黄崇林
（15人）
1、齿轮单面啮合综合检查仪的设计
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3、物料灌装自动生产线的设计
4、CA6136普通车床数控化改造
5、电子计价称的设计
6、乳粉包装称重控制系统的设计
机电
序号
指导老师
设计题目
学生姓名
班级
1
蔡业彬
（15人）
1、某炼油厂循环水场凉水塔风机运行状态监控系统设计（科研课题）
2、超临界CO2发泡塑料挤出机组微机在线自动测控系统研制(单挤出机)（科研课题）
3、超临界CO2发泡塑料挤出机组微机在线自动测控系统研制(双挤出机串联)（科研课题）
基于单片机的液压控制系统设计
基于单片机的液压控制系统设计摘要：本文介绍一种以单片机为核心的液压控制系统的设计，该系统不仅工作精确、稳定可靠，而且提高了液压缸冲头的加工频率。
关键词：液压缸；单片机；阀1引言目前数控板材加工设备的核心部分就是液压控制系统，液压控制系统能够根据机械装备的要求，对位置、速度、加速度、力等被控制量按一定的精度进行控制，并且能在有外部干扰的情况下，稳定、准确的工作，实现既定的工艺目的。
本文提出利用高性能的单片机和PROFIBUS现场总线设计的控制器，不仅使液压控制系统智能化，而且提高了系统的频率响应和控制精度。
2数控冲床的智能高速液压控制系统的构成数控冲床的智能高速液压控制系统如图1所示，系统包括液压缸、阀、位置传感器和控制器。
系统通过上位机CNC给控制器发送命令，控制器根据要执行的命令控制阀动作，由阀传输的油来控制液压缸的换向和速度。
控制器根据位置传感器反馈液压缸冲头的位置做闭环控制。
图1 数控冲床的智能高速液压控制系统3智能高速液压控制系统的硬件设计系统中的微处理器选用16位的单片机，晶振16MHz，内带256K Flash 和10K RAM。
整个系统的原理框图如图1的中间部分所示。
其中主要包括阀驱动电路、位置信号检测电路、和通讯接口电路等。
系统由24V电源经过DC/DC转换成多组DC电源为系统供电。
3.1阀驱动电路模块由于开关阀只是工作在“开”和“关”两个极限位置，因此可以通过调制脉宽占空比来控制其工作状态，本系统采用单片机的PWM输出来控制高速开关阀。
电路图如图2所示。
整个智能高速液压控制系统有多个高速开关阀，图2只是画出其中的一路。
图2 开关阀驱动电路原理图3.2位置检测电路模块位置检测电路的作用是通过位置传感器检测液压油缸活塞杆的位置，将位置信号反馈给单片机，单片机根据给定的位移信号与反馈的信号进行比较，形成闭环控制，提高控制精度。
位移检测电路模块如图3所示。
光栅尺的输出有多路信号，图3中只是画出其中一路。
基于51单片机的液压机械臂闭环控制系统设计
作稳定。 缺点是质量及运动惯量大， 对液压缸的制造
精度和密封性能有极高的要求。 因此以液压驱动为主
的多是巨型液压机械臂， 如混凝土喷射机、 大型起重
机和挖掘机等， 它们都具有多自由度、 负载能力强和
运动惯量大等特点 ［３］ 。 若在复杂的工地环境下作业，
ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ； ５１ ＭＣＵ； Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｎｃｏｄｅｒ； Ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ
０ 前言
随着机器人技术的高速发展， 机械臂代替人们进
行重复性工作并把工作人员从有害环境中解放出来，
graphicalinterface0前言随着机器人技术的高速发展机械臂代替人们进行重复性工作并把工作人员从有害环境中解放出来极大地提升了工业生产的自动化水平12因而广泛应用于装配搬运和焊接等行业
２０２０ 年 ３ 月
机床与液压
ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ
第 ４８ 卷 第 ５ 期
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｃｌｏｓｅｄ Ｌｏｏｐ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ５１ ＭＣＵ
ＸＩＥ Ｔｉａｎ， ＸＩＥ Ｌｉａｎｇｘｉ， ＳＵＮ Ｈｕａｎ， ＷＵ Ｐａｎｆｅｎｇ
（ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｍａｒ ２０２０
Ｖｏｌ ４８ Ｎｏ ５
ＤＯＩ： １０．３９６９ ／ ｊ ｉｓｓｎ １００１－３８８１ ２０２０ ０５ ００２
单片机控制液压系统
智能民用产品。在家用电器，玩具，游戏机，声像设备，电子称，收 银 台 ，办 公 室 设 备 ，厨 房 等 产 品 引 用 单 片 机 ，不 仅 使 产 品 的 功 能 大 大 提 高 ， 而且获得了良好的使用效果。
位，串行 I/O 1 个，中断源 5 个，工作电压 5v，制造工艺 HMOS。 其外观图如下：
第 5 页 共 29 页
毕业设计
（图 2-1） 8031 外 观
在 8031 中其空间分配如下： 1． 程 序 存 储 器 对于 8031 来说，无内部程序存储器（ROM）。必须外接程序存储器。
8031 最多可外扩 64KB 程序存储器，其中六个单元地址具有特殊用途，是 保留给系统使用。
手 动 /自 动 转 换 开 关
表 2-1
型号 8031 8255A 74LS373 2716 6264 4N25 9014
容量
2KBx8 8KBx8
引脚 数量
40 40 19 24 28
工作 电压 +5v +5v +5v +5v +5v
数量 1 1 1 1 1 8 8 46 8 1
2.2 元器件选择的性能特点
单片机的多机应用系统可分为功能集散系统，并行多机处理及局部网 络系统。
功能集散系统。多功能集散系统是为了满足工程系统多种外围功能的 要求而设置的多机系统。例如：一个加工中心的计算机系统除完成机床加 工运行控制外，还要控制对刀系统，坐标系统，刀库管理，状态监视，伺 服驱动等。
基于C8051F单片机的液压智能PID控制系统设计和研究
拟 信 号 的范 围很 广 ， 需 要 一 套 多 功 能 的信 号 调 理 电 路 ， 本设计 中 通 过 ＡＤ ６ ２ ０和 ＯＰ ０ ７构 成 的两 级 放 大 器 ， 可将 不 同传 感 器 的各
种 输 出模 拟 信 号 （ 含４ ￣ ２ ０ ｍＡ 的 电流 信 号 ） 调整到 ０ Ｎ ２ ． ５ Ｖ。
叶 彪 陈 晓 （ 中国 南车株 洲 电力机 车有 限公 司技 术 中心检 测试 验站 ， 湖南 株洲 ）
吴 学 杰
（ 西南交通大学牵引动力国家重点实验室， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ）
摘 要
以液 压 伺 服控 制 系统 为 对 象 ，设 计 了一 种 基 于 Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ单 片机 的 液压 伺 服 智 能 Ｐ Ｉ Ｄ 控 制 系统 。伺 服 控 制 系统 具 有 控 制、 数 据采集和通讯等功 能， 可 以 实现 伺 服 系 统 的 位 移 、 载 荷 和 应 变三 参 量 控 制 ， 控 制 系统 通 过 Ｒ Ｓ ２ ３ ２与 上 位机 进 行 交 换
Ｔｈｉ ｓ ｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏｌ ｌ ｅ ｒ ｈ ａ ｓ ｔ ｈｅ ｆ ｕｎ ｃ ｔ ｉ ｏｎ ｓ ｏ ｆ ｄａ ｔ ａ ｃ ｏｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏｎ， ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｃ ｏｍｍ ｕ ｎｉ ｃａ ｔ ｉ ｏｎ ． Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅｒ ｃ ａｎ ｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｔ ｈ ｅ ｄｉ ｓ ｐｌ ａｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ， ｆ ｏｒ ｃ ｅ ａｎ ｄ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ． Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ａｎ ｄ ｍ ｏｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ Ｃｏｍｐｌ ｅ ｔ ｅｄ ｂ ｙ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎｉ ｔ ｉ ｏｎ ｂ ｅ ｔ ｗｅｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅｒ ａ ｎ ｄ ｍｏｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｃ ｏ ｍ ｐｕ ｔ ｅｒ ．
单片机控制的液压、油温检测报警系统
设计题目：单片机控制的液压、油温检测系统一、选题意义：随着社会的发展，温度和压力的测量及控制变得越来越重要。
温度和压力是生产过程及科学实验中普遍而且重要的物理参数。
在工业生产过程中为了高效的进行生产，必须对生产工艺过程中的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。
其中，温度和压力的控制在生产过程中占有相当大的比例。
准确的测量和有效的控制温度是优质、高产、低耗和安全生产的重要条件。
在工业的研制和成产中，为了保证生产过程的稳定运行并提高控制精度，采用微电子技术是重要的途径。
它的作用主要是改善劳动条件，节约能源，防止生产和设备事故，以获得好的技术指标和经济效益。
本次设计题目旨在控制和检测液压系统的液压和液压油的温度，以防系统的压力或者油温的变化而导致的系统工作不稳定。
液压油油温过高的危害：①液压油黏度、容积效率和液压系统工作效率均下降，泄漏增加，甚至使机械设备无法正常工作。
②液压系统的零件因过热而膨胀，破坏了相对运动零件原来正常的配合间隙，导致摩擦阻力增加、液压阀容易卡死，同时，使润滑油膜变薄、机械磨损增加，结果造成泵、阀、马达等的精密配合面因过早磨损而使其失效或报废。
③加速橡胶密封件老化变质，寿命缩短，甚至丧失其密封性能，使液压系统严重泄漏。
④油液汽化、水分蒸发，容易使液压元件产生穴蚀；油液氧化形成胶状沉积物，易堵塞滤油器和液压阀内的小孔，使液压系统不能正常工作。
液压系统压力失常对液压系统工作性能的影响：①液压系统不能实现正确的工作循环，特别是在压力控制的顺序动作回路中。
②执行部件处于原始位置不动作，液压设备根本不能工作。
③出现噪声，执行运动部件速度显着降低，甚至产生爬行。
因此，对于液压系统的压力和油温的检测具有重要的实际意义。
二、设计思路：1）方案论证：实现温度控制的方法主要有以下几种：方案一：采用纯硬件的闭环控制系统。
该控制的优点在于速度较快，但可靠性较差，控制精度比较低、灵活性小、线路复杂、调试、安装都不方便，且要实现题目所有的要求难度较大。
(整理)基于AMESIM的ABS液压系统建模与仿真本科生论文
第 1 章绪论1.1 研究目的与意义随着我国汽车工业的发展，就必须进行汽车关键零部件的自主研发。
汽车制动过程中的安全性也已成为人们关注的焦点。
汽车防抱死制动系统(ABS)，关系着汽车制动的安全性。
目前国内许多汽车公司已经开始进行汽车自主研发，要在商业的竞争中脱颖而出，要拥有自主知识产权的汽车，要使我国由一个汽车大国变为一个汽车强国，就必须进行汽车关键零部件的自主研发。
汽车制动过程中的安全性也已成为人们关注的焦点，防抱死制动系统ABS是汽车关键的零部件之一，因此国家、企业和高校都投入了大量的人力和资源对ABS进行自主研发。
汽车动力性能的提高和高速公路的延伸对汽车安全提出了越来越高的要求，许多国家都为此颁布了严厉的汽车安全法规，汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，已成为人们关注的焦点。
因此，探讨各种高性能的制动系统和完善制动系统的性能是减少交通事故和促进汽车工业发展的重要举措[1]。
而ABS可以在制动过程中自动、高频地对制动系统压力进行调节，从而对制动力进行调节，使车轮滑移率保持在理想滑移率附近，既防止车轮抱死，又充分利用了车轮与路面的附着能力，缩短了制动距离，提高了汽车制动过程中的方向稳定性和转向操作能力，达到了最佳制动效果的目的。
ABS控制的关键之一就是控制制动过程中的滑移率，从而提高路面附着系数的利用率，缩短制动距离，提高制动的稳定性。
然而，滑移率和路面附着系数的关系又受到很多因素的影响，如车辆本身的结构参数、车速、轮胎充气压力、轮胎垂直载荷、路面状况等等[2]。
因此，要求ABS保证汽车在短时间内在各种路面上，各种情况下都能安全制动的难度是相当大的。
还需要针对不同车型进行大量的参数匹配试验，大概需要一年半到两年的时间，并且需要大量的经验，不仅耗资巨大，而且延长了产品的开发周期。
目前国内外也有人应用新的控制理论，进行ABS控制的探讨。
根据汽车制动过程的物理实质及动力学分析，对ABS控制器的结构原理、控制方法等方面进行分析和研究，利用AMESim软件建立车辆防抱死制动系统模型，可以很容易分析液压系统元件对整个系统的影响。
单片机系统设计与实现
单片机系统设计与实现单片机系统是一种基于单片机的微控制系统，在现代电子技术领域广泛应用。
它可以对外界信号进行采集、处理和控制，实现各种自动化控制和智能化功能。
单片机系统设计和实现是一项综合性工程，需要掌握硬件设计、软件编程等多方面知识和技能。
本文将介绍单片机系统的基本原理、设计流程和实现方法，并分享一些设计和实现的技巧和经验。
一、单片机系统原理单片机系统由单片机、外围设备和外界环境三部分组成。
其中单片机是系统的核心，负责进行数据处理和控制。
外围设备包括传感器、执行器、显示器等，用于与外界进行交互和控制。
外界环境则是单片机系统所处的物理环境和电气环境。
单片机是一种集成了处理器、存储器、输入输出口和各种外设接口的芯片，具有体积小、速度快、功耗低等优点。
单片机可以通过编程实现不同的功能，如测量温度、控制电机、播放音乐等。
常见的单片机有51系列、AVR系列、ARM系列、STM32系列等。
外围设备和外界环境对单片机系统的性能和稳定性有重要影响。
传感器用于采集各种模拟量信号，如温度、湿度、光照等。
执行器用于控制各种机械、电气和液压装置，如电机、阀门、泵站等。
显示器用于显示各种文本和图形信息，如LCD显示器、LED灯等。
外界环境包括电源、噪声、电磁干扰等，会影响单片机系统的电路设计和信号处理。
二、单片机系统设计流程单片机系统设计包括硬件设计和软件编程两部分，它们是相互独立但又相互关联的。
硬件设计包括电路设计、PCB设计和电源设计等；软件编程包括程序设计、调试和优化等。
1.需求分析在进行单片机系统设计之前，需要进行需求分析，明确系统的功能和性能要求。
需求分析包括系统的输入输出、运算速度、存储容量、接口类型和通讯方式等。
对于不同的应用场景和要求，需要选择不同的单片机型号、外围设备和外界环境。
2.硬件设计硬件设计是单片机系统设计的重要组成部分。
它包括电路设计、PCB设计和电源设计等。
电路设计是根据系统的功能需求和信号特性设计电路图，并选用合适的电子元器件。
单片机在泵站液压控制蝶阀上的应用
关键词 ：０ １ ８ ３ 单片机 ；ＰＤ控 制器 ；硬件 ；软件 ；智能液压蝶阀 Ｉ
中 图 分类 号 ：Ｐ ６ ． Ｔ ３ ８１ 文 献 标 志码 ： Ａ
目前在高扬程输水泵站中，传统的液压控制蝶 蝶 阀控制系统根据控制程序对传感器的测量参数进 判断之后执行蝶 阀的开启与关闭命令． 一般 阀对水锤的消除和防止效果不佳 ， 自动化程度低 、 行比较、 且 ＞ １５ Ｎ 无故障 自 检功能、 调试复杂 ， 已不能适应现今高度 自 设定 的正常开启条件 为 电动机转 速 Ｓ ９ ％Ｓ（ 动化输水泵 站的需要． 针对这些问题 ，本文对液压 为电机额定转速） 和水泵 出水 口压力 Ｐ ． ５ Ｐ． ≥０８ ａ ８Ｍ 只 控制蝶阀的控制系统进行 了智能型、 网络型、 自动型 正常 的蝶 阀关闭不受 电机转速与管道压力 限制 ， 的改进 ， 通过程序对蝶阀的开启与关闭进行控制 ， 并
收稿 日期 ：０ ６ １－ ４ ２ ０ — ２ １
作者简介 ： 许
军（９５ ）男 ， １７一 ， 助理工程师 ， 主要从事 电力 系统及 其 自 动化工作
维普资讯
宁
夏 工程Βιβλιοθήκη 技术 第 ６卷
断程序主要包括 ：①突然停机时对 出水液控蝶阀的 关闭控制 ； 中央控制室对液控蝶阀的控制命令 ； ② ③ 开机时对液控蝶阀的开启命令 ； ④液控蝶阀系统的 自检 ． （ 按照程 序 的控制 要求 ，循 环不 断地 执行 ４ ）
单片机在泵站液压控制蝶阀上的应用
许
摘
军
７ ５０ ） ５１０
（ 宁夏固海扬 水管理 处检修队 ， 宁夏 中宁
要： 了防止 高扬程输 水泵站 中水锤 的产生 ， 用 ８３ 为 采 ０ １芯片利用 ＰＤ控 制器、 Ｉ 高精度 智能传感 器及其 外围
全自动液压榨油机单片机程序
全自动液压榨油机单片机程序全自动液压榨油机单片机程序实现了榨油过程的自动化，大大提高了生产效率和产品质量。
本文将从简单介绍全自动液压榨油机的原理和组成部分开始，然后详细探讨单片机程序的设计和实现过程，并分享我对这个主题的个人观点和理解。
一、全自动液压榨油机的原理和组成部分全自动液压榨油机是一种利用液压原理将植物种子中的油分离出来的设备。
它由主体部分、电气控制系统和液压系统三部分组成。
主体部分包括榨油桶、进油口、压榨筒和出油口等部件。
电气控制系统通过操作按钮和传感器实现对榨油机的控制和监测。
液压系统由液压泵、液压缸和液压管路等组件构成，提供榨油过程中所需的压力。
二、单片机程序的设计和实现过程1. 程序设计思路在全自动液压榨油机中，单片机程序的设计目的是实现对榨油过程的自动化控制。
程序的基本思路是通过传感器检测榨油机的工作状态和油桶的油位，并根据预设的阈值来控制液压系统和电机，实现自动进出油和压榨过程。
2. 程序设计实现（1）初始化：设置IO口和外部中断，初始化液压系统和电气控制系统。
（2）检测油位：通过油位传感器检测油桶内的油位，当油位低于预设阈值时触发油位报警。
（3）控制进油：当油桶油位低于设定阈值时，打开电机，通过液压泵将油进入油桶，直到油位达到预设阈值。
（4）控制压榨：当油桶油位达到预设阈值时，关闭进油，打开液压系统，通过液压缸施加压力，将油分离出来。
（5）控制出油：当压榨过程结束后，关闭液压系统，打开出油口，将榨出的油流出。
（6）循环检测：重复执行上述步骤，实现连续自动榨油过程。
三、个人观点和理解全自动液压榨油机单片机程序的设计和实现对于提高生产效率和产品质量起到了重要作用。
通过自动控制，可以有效减少人为操作的失误和浪费，提高生产的稳定性和一致性。
通过传感器的监测和控制，可以精确控制榨油过程中的压力和速度，达到最佳的榨油效果。
然而，单片机程序的设计和调试需要一定的专业知识和经验。
在程序的实现过程中，需要充分考虑各种可能的情况和异常处理，以保证榨油机的安全性和稳定性。
基于51单片机的机械手控制系统设计
基于51单片机的机械手控制系统设计作者：张奎来源：《广东蚕业》 2017年第2期摘要文章利用89S51 作微控制器对搬运机械手进行了设计，根据机械手的工作特性，设计了气动驱动系统，分析了搬运机械手的基本动作流程，并通过状态图的方式简化程序结构的复杂性。
关键词51 单片机；机械手；自动搬运技术；控制系统中图分类号：TP241 文献标识码：B 文章编号：2095-1205(2017)02-44-021 引言随着社会经济的快速发展，产业的转型升级，工业自动化程度越来越高，其中，机械手是工业自动化生产过程作中使用最广的一种自动化装置。
也是近些年发展起来的一种在重复工艺生产过程、高危害环境中使用的高技术含量的自动化生产设备，是工业机器人的一个重要分支。
机械手的使用不仅仅提高了劳动效率，而且是工艺过程一致程度大大提高，从而减小了工艺的随机误差。
本文旨在设计一套简易货物搬运计数自动搬运设备，已达到提供工作效率，提高产品合格率，降低成本的需求。
目前，市场上工业机械手主运动主要采用液压或气动，执行器件主要时步进电机，其优点是动作快，结构简单，缺点控制复杂，成本较高。
本文采用的是手臂主运动为直流电机驱动，手爪和手臂伸缩采用启动，采用光电传感器作为检测物料和位置控制。
主要适合工作量大，成本较低的场合。
2 自动搬运技术机械手方案设计2.1 基本工作要求该机械手的主要功能是把上道工序传送带上的半成品，搬运到下道工序的传送带上上，并自动计数。
系统要求如下：（1）系统运行安全可靠，便于系统监测和故障维修；（2）能够实现连续稳定运行，具有中断，自动继续为进行完的动作；（3）显示搬运物料数量，具有故障报警功能；（4）结构简单，合理。
2.2 整体结构设计结合该系统的技术要求和实际工作环境要求，选择直流电动机作为动力源，气动气缸作为机械手的驱动，采用光电传感器作为物料检测传感器。
3 控制系统硬件设计本系统采用51 系列单片机作为系统的控制器，系统主要由直流电机驱动电路，继电器驱动电路和单片机控制电路三个部分组成。
基于ATmega16L的电液伺服控制系统设计
基于ATmega16L的电液伺服控制系统设计李禹萱;李云红【摘要】针对电液伺服闭环控制过程中,设定信号不断发生变化,电液阀门位置定位精确度较低的难题.采用AT-mega16L作为核心控制器,并配有高精度A/D、D/A 转换器,通过对阀门开度控制信号和位置反馈信号进行采集、转换、计算和比较,发出控制信号决定并执行换向阀的换向、交流伺服电动机的起停运转,推动液压缸推杆的伸缩,进而对阀门转角大小、开度百分比进行精确定位.%In the process of electro-hydraulic servo closed loop control, set signals are constantly changing and electro-hydraulic valve location accuracy is low. Through the acqusitiion, transformation, calculation and comparison of signals to control valve opening and position feedback signals, the system with ATmegal6L as the core controller, equipped with high-precision A/D and D/A converters, sends a control signal to determine and perform the reversing of reversing valve and the operation of AC servomotor, promote the stretching of hydraulic cylinder rod, and thus realizes the precise position of the valve angle size and the opening percentage.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)019【总页数】4页(P141-144)【关键词】单片机微处理器;伺服控制;阀门位置;RS 485通信【作者】李禹萱;李云红【作者单位】西安电子科技大学机电工程学院,陕西西安710126;西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TN911.7-34;TP2730 引言随着电力电子技术、电机控制技术、计算机技术和传感器技术的发展，交流伺服控制技术已逐步取代了传统的直流控制技术，越来越多地应用到各种工业控制领域中。
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基于单片机的液压控制系统设计
摘要：本文介绍一种以单片机为核心的液压控制系统的设计，该系统不仅工作精确、稳定可靠，而且提高了液压缸冲头的加工频率。
关键词：液压缸；单片机；阀
1引言
目前数控板材加工设备的核心部分就是液压控制系统，液压控制系统能够根据机械装备的要求，对位置、速度、加速度、力等被控制量按一定的精度进行控制，并且能在有外部干扰的情况下，稳定、准确的工作，实现既定的工艺目的。
本文提出利用高性能的单片机和PROFIBUS现场总线设计的控制器，不仅使液压控制系统智能化，而且提高了系统的频率响应和控制精度。
2数控冲床的智能高速液压控制系统的构成
数控冲床的智能高速液压控制系统如图1所示，系统包括液压缸、阀、位置传感器和控制器。
系统通过上位机CNC给控制器发送命令，控制器根据要执行的命令控制阀动作，由阀传输的油来控制液压缸的换向和速度。
控制器根据位置传感器反馈液压缸冲头的位置做闭环控制。
图1 数控冲床的智能高速液压控制系统
3智能高速液压控制系统的硬件设计
系统中的微处理器选用16位的单片机，晶振16MHz，内带256K Flash 和10K RAM。
整个系统的原理框图如图1的中间部分所示。
其中主要包括阀驱动电路、位置信号检测电路、和通讯接口电路等。
系统由24V电源经过DC/DC转换成多组DC电源为系统供电。
3.1阀驱动电路模块
由于开关阀只是工作在“开”和“关”两个极限位置，因此可以通过调制脉宽占空比来控制其工作状态，本系统采用单片机的PWM输出来控制高速开关阀。
电路图如图2所示。
整个智能高速液压控制系统有多个高速开关阀，图2只是画出其中的一路。
图2 开关阀驱动电路原理图
3.2位置检测电路模块
位置检测电路的作用是通过位置传感器检测液压油缸活塞杆的位置，将位置信号反馈给单片机，单片机根据给定的位移信号与反馈的信号进行比较，形成闭环控制，提高控制精度。
位移检测电路模块如图3所示。
光栅尺的输出有多路信号，图3中只是画出其中一路。
图3 位置检测电路原理图
3.3 PROFIBUS通讯接口模块
由于液压控制系统的冲切频率要求很高，而PROFIBUS的传输速率最高可达12 M bit／s ，可满足要求，所以本系统采用PROFIBU通讯，其接口电路如图4所示。
图4 PROFIBUS通讯接口电路原理图
4智能高速液压控制系统的软件设计
系统的工作流程如图5所示。
系统启动之后处于锁定状态，当CNC发送UNLOCKED信号后，控制器开始工作，同时CNC给控制器发送指定工作模式，如发送HOME工作命令，HOME的作用有清除错误，将液压冲头移到顶点（由命令设定），设置传感器的零点等。
其他的工作命令如同SEEK,SEEK的作用是寻找液压冲头的工作位置，PUNCH是冲压。
图5系统程序流程图
5实验结论
系统在上电工作后，油缸活塞杆位移曲线如图6所示，系统工作在冲压模式下，其行程为4mm，循环周期为：22ms，极限公差为：＋0.1mm。
冲压行程为4mm时油缸活塞杆位移曲线
图6油缸活塞杆位移曲线
从图中可以看出，基于单片机的智能高速液压控制系统控在数控冲床中能够快速、准确的对工件实行冲压、压印等一系列加工。
参考文献
[1]矢野敏之, 李剑波, 张玉梅.瑞萨M16C/62P单片机原理和应用[M].北京:清华大学出版社2006.
[2] 郑小倩,黄明琪.PROFIBUS-DP 主站和从站通讯的设计与实现[J].微计算机信息,2007,23(1).
[3]孙小军.数控液压伺服系统组成及工作原理[J].机床与液压,2007,8。