精密制造与自动化
制造业信息化
2017年第2期
基于ARM的数字式比例多路阀控制器设计
黄柳儒丨任德均！陈鼠欧彬1李金泽”
（1.四川大学制造科学与工程学院成都610065： 2.泸州众大科技液压件有限公司泸州646003）
摘要根据工程机械中对"手动、自动”一体控制、远程控制、环保节能的需求，在多路阀原有手动控制的基础上，增加了以高速开关电微阅为先导阀的数字式控制，设计出一种基于ARM-Cortex-M3内核的控制器，可以根据需求实现手动控制、自动控制、远程控制的切换：该控制器采用闭环控制，以PID调节结果确定输出PWM信号周期的个数和占空比，PWM信号驱动高速电磁阀实现对多路阀阀芯的快速精准控制，同时实现对液压系统流
量和执行机构的速度控制，减少多路阀功耗，达到环保节能的效果。关键词高速电磁阀多路阀ARMPWMPID
随着工程机械及其它各类液压机械对高效、精准、节能、低碳、环保要求的日益提高，原开关式二通阀结构的多路换向阀在高压小流量工况下或行程到位后压力骤升使溢流阀开启，高压油液通过溢流口返回油箱，既损耗功率，又加热油液，使整个液压系统晶质恶化。因此负荷感多路阀作为节能型波压控制技术已遂步成为大中型工程机械的首选，并有全面推广之势。国内95%以上的组合式负荷缴感多路阀均采用德国Rexroth、美国Husco、Danfoss、荷兰Amca等国外著名液压厂商产品，因国内各类液压机械规格品种繁多要求各异，且国外产品价格居高，供货周期长，且负荷感多路阀维护难度大，因此在推广应用上遇到较大困难。
基于高速开关电磁阀作为先导控制的数字式多路阀，具备易于实现远程化、无人化操纵、结构简单、操作维护容易、抗污染能力强、节能环保等优点，将弥补电液比例阀响应速度慢、控制精度低、维护成本高等缺陷。本文结合模糊自适应整定PID 算法和PWM信号驱动高速开关电磁阀)，设计出一种基于ARM-Cortex-M3内核的数字式多路阀控
制器。 1
基于高速电磁阀先导控制原理
基于高速开关电磁阀的先导控制系统原理简图如图1所示。在二通阀结构多路换向阀基础上添加万方数据
基于高速电磁阀的先导控制，多路换向阀将被改进成为数字式比例多路换向阀2)，如图2所示。控制器通过位移传感器采集多路阀阀芯位移信号，并计算出偏差信号，如果偏差信号在误差允许范围内，则不进行PID调节：如果偏差信号超过误差范围，控制器调用PID函数对偏差信号进行处理，并根据处理结果输出PWM信号驱动高速电磁阀工作，使多路阀阀芯到达指定位置。最终多路阀输出与阀芯位移成正比的流量，实现比例多路阀的数字控制。
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图1先导控制原理图
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H 图2数字式比例多路阅削面图
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