精密制造与自动化
2017年第2期
基于DSP的液压挖掘机作业装置控制系统研究
朱清智靳果
（河南工业职业技术学院机电自动化学院河南南阳473000）
摘要针对液压挖据机作业装置的非线性、强耦合等特点，设计了基于DSP的液压控制系统，对三个独立的电液比例系统进行位置控制，可实现液压挖期机作业装置的运动控制。系统的运动需要采集控制系统的缸位移、缸
速度、缸压力等信号，最后进行电液间服控制系统闭环实验，验证控制系统的实时性。关键词液压挖掘机DSP控制器作业装置电液比例系统CAN总线
为产提高挖掘机作业装置的智能化水平，提高
系统精度，在嵌入式系统快速发展的时代，本文结合实际工程技术要求与DSP控制器特点，利用DSP 控制技术搭建挖掘机作业装置控制平台，实现电子技术与机械的紧密结合。
1液压挖掘机电气系统的硬件设计
液压挖掘机作业装置主要由动臂、斗杆和铲斗液压缸实现，同时每个构件是一个独立的电液比例系统。对三个独立的电液比例系统进行位置控制可实现液压挖掘机作业装置的运动控制。系统的运动需要采集控制系统的缸位移、缸速度、缸压力等信号。其中电压信号为0~10V，电流信号为
188电表信号
技格
电路
D/A转换模
为4mA~20mA。
（1）液压缸压力信号：油源压力（电压信号）缸腔压力（电流信号）。
(2）液压缸位移信号：缸移动位移（电流信号），缸移动速度（电流信号），阀芯移动位移（电流信号）。
对于每个液压缸需要进行7路信号采集，即缸
移动位移信号X，缸移动速度信号V，缸股工作压力信号Pa、Pb，阀芯移动位移VXI、VX2，以及油源工作压力Ps。控制系统包含三个缸，因此需采集 21路信号。
图1为液压挖掘机作业装置控制系统硬件结构框图。液压缸的移动位移、移动速度、缸腔工作压力等信号通过相应传感器采集，
SRAM FLASH
TMS320F2812
HCANHCN
电源模换时件复位IAG
图1
液压挖掘机作业装置控制系统硬件结构框图
由图1可知，液压挖掘机作业装置控制系统设计主要包括：模拟量输入模块、模拟量输出模块、系统电源模块等模块设计。
2液压挖掘机控制系统模块设计 2.1电源模块
TMS20F2812工作时，需要3.3V主电压和内核 42
万方数据
的1.8V两部分电压，而外部电压为5V，因此需要电压转换。
本文采用有限流、过载保护功能和输出电压精度为土1%的AMS1117芯片，电路的外围输出端接上47μF的电容，提高电源稳定性及瞬态响应。转换电路如图2所示。