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，不會干擾到環境，所以在很多的工業活動中都使用。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，而且無法實現精確的方位掌控活動。所以要盡快的探索出一項非常節省費用，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的發展規定。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值和檢測得到的真實數值比對，結合設定的規律，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。“PCM”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，閥的節流口有效面積成等比級數，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流區域，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微機控制系統框圖

3 關于電腦體系

本系統采用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

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。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辨別，假如誤差的絕對數大于這個數值的話，就要開展PD措施，目的是為了完善其動態的特性。相反的情況時，使用的是PID控制，以此來確保精確性優秀。

5 結論與設想

5.1 可以使用那些反應速率不是非常快的開關閥門來獲取非常好的相應指數，這樣能夠大大的節省費用，切實的提升了它們的穩定性特征。

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

5.3 能夠經由先期調節不一樣的閥門的流量，變化單位數值，進而合乎不一樣尺寸的氣缸和不一樣的活動區域以及時間等對其設定的規定。

[1]李天貴.氣壓傳動[M].北京：國防工業出版社，1985.

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

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