基于高速开关阀气动泵气压控制系统设计

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1、HvdraulicsPneumatics＆Seals／No．5．2011基于高速开关阀的气动泵气压控制系统设计李浩邱超凡(解放军炮兵学院五系42队，安徽合肥230031)摘要：根据气动泵气压控制系统的需求，设计了基于高速开关阀的气动泵气压控制系统。首先对数字阀的概念、优点和分类进行了概述。介绍了气压控制系统结构，分析了以PWM方式工作的高速开关阀控制原理。采用单片机，设计了气压控制系统硬件结构，开发了驱动电路。最后阐述了PWM信号的产生程序和PWM控制方式。该系统具有开闭效果好、功耗低等优点，而且PWM信号频率和占空比均可调节。表明了高速开关阀在气压控制系统中有广泛的使用价

2、值。关键词：高速开关阀；气压控制；PWM；单片机；气动泵中图分类号：'13-I138．52；TH138．7文献标识码：A文章编号：1008-0813(2011)05-0051-05TheDesignofPneumaticPumpPressureControlSystemBasedONHigh——speedon——ofValveL／HaoUChao-fan2(No．42BrigadeofGraduate，Dept．5th，ArtilleryAcademyofPIA，Hefei230031，China)Abstract：Accordingtotherequirementsofa

3、irpressurecontrolofthepneumaticpump，apneumaticpumppressurecontrolsystembasedonhigh—speedon—ofvalveisdesigned．Theconception，advantageandsortofdigitalvalvearefirstlyoverviewedinthearticle．Then，thestructureofpressurecontrolsyetemisintrduced，andthehish-speedon-ofvalve’scontrolthorywhichworksin

4、thewayofPWMisanalyzedAdoptingthesinglechipmicrocomputer，thehardwareconfigurationofpressurecontrolsystemhasbeendesignd，andalsothedrivecircuithasbeenexploited．FinaHytheprocedurewhichthePWMsignalproducesandthecontrolmodelofPWMareexpounded．Thissystempossessesthemeritsofhavinggoodefectatswitch，

5、lowpowerconsumption，etc．And，thePWMsignalfreqencyanddutycyclecanberegulated．Thesemeritsindicatethathish—speedon—ofvalvehasextensiveuseatpressurecontrolsystem．KeyWords：high-speedon-of~valve；airpressurecontrol；PWM；singlechipmicrocomputer,pneumaticpumpO引言气动泵的压力控制系统可采用数字阀，使气动泵的射流管阀人口处的压力稳定在(2．7

6、+0．3)MPa。随着自动控制领域的新思想、新算法、新观念的出现和计算机技术的突飞猛进，微电子技术的广泛应用，1数字阀概述气压元件及其控制系统也向着数字化方向发展，其中高速开关阀是数字阀的一种。数字阀是用数字信号高速开关阀【l】具有较高的开关速度、结构简单、抗污染、直接控制气体压力、流量和方向的阀门。由于计算机技抗干扰能力强。并且易于和计算机相连，可以利用软件术日益得到广泛应用。用计算机对气压控制系统进行实伺服来取代昂贵的机械构件，实现数字式电气控制。这时控制将成为今后气动技术发展的一个重要趋向。数字必将使复杂的传动回路得以大大简化．使控制过程简阀具有许多优点：①可直接与计

7、算机接口、不需D／A转单灵活可靠。高速开关阀可利用单片机或PLC通过编换器，与电气伺服阀和比例阀相比，结构简单；②工艺性制合适的软件直接控制，实现对气动系统的直接控制，好，价格低廉；③不存在精度很高的间隙配合，因而抗污而成本大为降低，可靠性与静态控制精度得到很大提染能力强，重复性好；④工作稳定可靠，操作维护更简高，这在开环系统中更为突出。基于数字阀的优点，某单；⑤输出量准确、由脉冲频率或宽度调节控制更可靠：⑥功耗小，可得到较高的开环控制精度等。收稿日期：2Ol0一l2—28在实际应用中，与电气比例阀和电气伺服阀相比