智能传感器在电液伺服同步控制中的应用

　　在电液伺服系统中，同步控制的应用非常重要。随着液压技术在工程领域中的应用日益扩大，以及大型设备负载能力增加或因布局的关系，需要多个执行 元件同时驱动一个工作部件，同步运动就显得更为突出。电液伺服系统常常采用闭环控制，其中所使用的传感器对于整个系统控制精度的提高有着重要作用。一般电 液伺服系统中所用的传感器仅仅用于信号、位移的检测，对于整个系统同步精度的提高意义不大。随着传感器技术的不断发展，出现了新型智能传感器。这种新型智 能传感器不但具有传统传感器所具有的基本功能，而且信息处理、抗干扰能力以及稳定性、可靠J险有了很大提高。目前这种智能传感器在液压系统中的应用还处于 起步阶段，因此对其研究很有必要[1一4]。

　　本文对传统的电液伺服同步控制系统进行了改造，把系统中的普通的位置传感器改为智能传感器，并将所设计的智能传感器应用于系统中，用于改善液压 举升系统的同步运动精度。两个液压缸的同步运动通过智能传感器反馈控制，当两缸位置不同步时，智能传感器发出相应的调节信号。智能传感器协调两个缸体运 动，以减小同步误差。通过实验分析证明智能传感器具有实现位置跟踪与减小同步运动误差的性能。

　　1系统设计

　　本文所设计的电液伺服阀控液压缸同步回路中，两液压缸C1,C2要求运动时的位置保持同步，系统结构如图1所示。其中F1,F2:为两液压缸的 传感器，主要由位置传感器与压力传感器组成，它们与微处理器组成了智能传感器。〕两位置传感器反映了两液压缸的实际位置信u1 .u2，压力传感器反映了负载变化及环境干扰引起的位置变化的信号:Z1Z2。当两液压缸有位置偏差，及不同步时，位置信号ui与uz、压力信号:1 与::传入微处理器。信号在微处理器中进行分析比较处理后，产生偏差电流。将其输给电液阀SV，向位置落后的液压缸多供油，向位置超前的液压缸少供油以保持两液压缸的同步精度。

　　2智能传感器的设计

　　2. 1智能传感器的基本结构及特点

　　从结构上来讲，本文所设计的智能传感器主要由经典传感器和微处理器单元两个中心部分构成。图2给出了一个智能传感器系统构成框图。其中有信号预 处理和模拟信号数字化输入接口;包含MP,ROM,RAM ,PROM信息处理及校正软件的微处理器，它就好像人的大脑可以是单片机、单板机，也可以是微型计算机系统;含有D/A转换及驱动电路的输出接口。

　　2.1.1数据输出接口电路

　　智能传感器输出的数字信号，具有远程通信能力。传感器挂在数据总线上，通过总线进行数据传输。采用工业标准电压0 ~5 V，电流4 ~20 mA。为了解决分布式控制与检测问题，采用新型现场总线控制技术，并通过智能传感器通讯协议HART使它与现有的(4~20 mA)模拟系统兼容，从而实现协议模拟信号和数字信号同时通信。采用通用传感器接口芯片USIC以及信号调节电路SCA2095