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UG的一级减速器的运动与仿真
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轴类零件加工及编程
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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。
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徐正冈
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3、CA6140车床主轴的加工工艺及夹具设计
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2
邓昌奇
（15人）
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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
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黄崇林
（15人）
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机电
序号
指导老师
设计题目
学生姓名
班级
1
蔡业彬
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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）
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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.
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