【正文】 其長期工作可靠性好，靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)，采用非接觸測量，響應(yīng)速度快，耐高溫，能在油、汽、水等惡劣環(huán)境下長期連續(xù)工作，檢測不受油污、蒸汽等介質(zhì)的影響，已廣泛應(yīng)用于電力、石化、冶金、鋼鐵、航空航天等大中型企業(yè)，對各種旋轉(zhuǎn)型機(jī)械的軸位移、振動、轉(zhuǎn)速、漲差、偏心、油膜厚度等進(jìn)行在線監(jiān)測和安全保護(hù)，為精密診斷系統(tǒng)提供了全息動態(tài)特性，有效地對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。磁致伸縮線性位移傳感器的工作原理：在工作時，由電子倉內(nèi)的電子電路產(chǎn)生一起起始脈沖，此起始脈沖在波導(dǎo)絲中傳輸時，同時產(chǎn)生了一沿波導(dǎo)絲方向前進(jìn)的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)這個磁場與磁環(huán)或浮球中的永久磁場相遇時，產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)，使波導(dǎo)絲發(fā)生扭動，這一扭動被安裝在電子倉內(nèi)的拾能機(jī)構(gòu)所感知并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流脈沖，通過電子電路計算出兩個脈沖之間的時間差，即可精確測出被測的位移和液位。5． 89C51共有4個8位并行I/O端口：P0、PPP3口，共32個引腳?？刂凭€共有4根：（1） ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖。ATMEL系列8位單片機(jī)在汽車控制方面已成為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本系統(tǒng)選用的AT89C51單片機(jī)為ATMEL公司80年代末生產(chǎn)的增強(qiáng)微控制器，是目前最強(qiáng)的8位單片機(jī)，其主要特點(diǎn)如下：a． 低功耗、高速度；b． 有用戶可以自行選擇的4種方式；c． 有豐富的I/O口，可簡化系統(tǒng)端口擴(kuò)展，從而提高系統(tǒng)的可靠性；d． 具有較強(qiáng)的定時器、脈沖累加器功能；e． 有8位8通道的A/D轉(zhuǎn)換；f． 有方便的串行通訊接口SCI和串行外設(shè)接口SPI；g． 可靠性好、有計算機(jī)操作正常檢測系統(tǒng)和時鐘檢測系統(tǒng)；h． 有較強(qiáng)的指令系統(tǒng)，便于軟件編制；i． 具有256字節(jié)的片內(nèi)RAM和2K字節(jié)的片內(nèi)PROM。（控制器局域網(wǎng)）通信（該部分可選做）。采用閉環(huán)控制有效的對齒條位置進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制的精度和準(zhǔn)確性。柴油機(jī)電控技術(shù)與汽油機(jī)電控技術(shù)有許多相似之處，整個系統(tǒng)都是由傳感器、電控單元和執(zhí)行器三部分組成。在位置控制系統(tǒng)方而，國內(nèi)研究的是比較多的。ECU對每個噴油嘴的噴油量、噴油時刻進(jìn)行精確控制，能使柴油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性達(dá)到最佳的平衡，而傳統(tǒng)的柴油機(jī)則是由機(jī)械控制，控制精度無法得以保障。由于柴油的可壓縮性和高壓油管中柴油的壓力波動，使實(shí)際的噴油狀態(tài)與噴油泵所規(guī)定的柱塞供油規(guī)律有較大的差異。在電控噴射方面柴油機(jī)與汽油機(jī)的主要差別是，汽油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)只是控制空燃比，柴油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)則是通過控制噴油時間來調(diào)節(jié)輸出油量的多少，為柴油機(jī)噴油控制式由發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速踏板位置（油門拉桿位置）來決定的。到目前為止，各國已研制并生產(chǎn)各種柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)，有力的緩解了當(dāng)前的世界性能源危機(jī)和汽車污染。 國內(nèi)外電控燃油系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著我國汽車保有量的增多，部分城市汽車排放造成的大氣污染越來越嚴(yán)重。但由于仍沿用脈沖高壓供油原理，噴油壓力難以控制。僅1993年統(tǒng)計，德國BOSCH公司的電控分配泵和電控直列泵在市場上已超25萬臺，美國底特律柴油機(jī)公司DDEC電控泵噴嘴系統(tǒng)已有10萬多臺投放市場，日本的Zexel公司可變預(yù)行程的TICS直列泵已達(dá)2萬多臺，其中絕大部分是電控的。隨著國家對環(huán)境治理力度的加強(qiáng)，對機(jī)動車尾氣排放的要求相對的提高了，特別是對柴油機(jī)的排放要求更加的嚴(yán)格，必須達(dá)到歐III排放標(biāo)準(zhǔn)才能夠進(jìn)行銷售。本文闡述了采用單片機(jī)對柴油機(jī)噴油泵（BOSCH噴油泵）進(jìn)行控制，主要實(shí)現(xiàn)對噴油泵內(nèi)齒條位置的準(zhǔn)確控制，從而實(shí)現(xiàn)對噴油量的準(zhǔn)確控制，達(dá)到改善噴油系統(tǒng)和環(huán)保的目的。隨著國家對環(huán)境治理力度的加強(qiáng)，對機(jī)動車尾氣排放的要求相對的提高了，特別是對柴油發(fā)動機(jī)的排放要求更加嚴(yán)格，所以噴油系統(tǒng)必須能夠保證柴油機(jī)使柴油充分的燃燒，保證柴油機(jī)有足夠的動力和運(yùn)輸?shù)目煽啃?。柴油機(jī)的噴油系統(tǒng)主要是由高噴油泵、噴油器和連接噴油泵與噴油器的高壓管組成。采用以CAN總線為基礎(chǔ)平臺的分配泵電控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與PC機(jī)之間的通訊，完成對柴油機(jī)電控系統(tǒng)參數(shù)的監(jiān)測。因此說，未來汽車的發(fā)展呈柴油機(jī)化的趨勢日趨明朗[1] 杜建華，蔣公見，[J],自動化技術(shù)與應(yīng)用，2010,29(8):1620。目前已有多種形式的電控柴油噴射系統(tǒng)裝車使用，較成熟的電控燃油噴射產(chǎn)品在國外車用柴油機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用。時間控制式電控系統(tǒng)采用數(shù)字量控制，具有一定的噴油率控制能力。噴嘴系統(tǒng)，日本小松公司的KOMPlCS液壓式共軌系統(tǒng)，意大利Fiat集團(tuán)UNIJET噴油系統(tǒng)，德國BOSCH公司CR共軌式電控噴油系統(tǒng)，英國Lucas公司的LDCR電控高壓共軌噴油系統(tǒng)。另外，如美國Caterpillar公司、日本Nippon公司、德國Denso公司都進(jìn)行了共軌電控燃油噴射系統(tǒng)研究，并相繼投入到生產(chǎn)中?，F(xiàn)代先進(jìn)的汽車柴油機(jī)一般采用電控噴射、共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù)，在重量、噪音、煙度等方面已取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平，而且相比汽油機(jī)更環(huán)保，目前國外輕型汽車用柴油機(jī)日益普遍，奔馳、寶馬、大眾、雷諾、沃爾沃等歐洲名牌汽車都有采用柴油發(fā)動機(jī)的車型。在汽車柴油機(jī)中，高速運(yùn)轉(zhuǎn)使柴油噴射過程的時間只有千分之幾秒，實(shí)驗(yàn)證明，在噴射過程中高壓油管各處的壓力是隨時間和位置的不同而變化的。ECU控制噴油器的噴油量，噴油量大小取決于燃油軌（公共供油管）壓力和電磁閥開啟時間的長短。我國的柴油機(jī)電控技術(shù)起步較晚，自20世紀(jì)80年代中期以后，許多科研單位和院校進(jìn)行了該項(xiàng)技術(shù)的研究，并有了一定成果。目前相關(guān)企業(yè)正在致力于做一些共軌電控及其標(biāo)定系統(tǒng)研制開發(fā)、零部件的優(yōu)化調(diào)整、燃油特性分析和燃油系統(tǒng)的模擬計算等方面工作。柴油發(fā)動機(jī)執(zhí)行器作為控制機(jī)構(gòu)，具有一定的時變性和非線性，控制效果將直接影響對齒條位置的控制。（），響應(yīng)時間小于40ms。目前，美國通用汽車公司，Caterpillar公司等在其電控柴油機(jī)中都已采用該種單片機(jī)，取得明顯的效果。XTALXTAL2晶體震蕩電路反相輸入端和輸出端；3． 控制線。4． I/O線。電感式位移傳感器具有無滑動觸點(diǎn)，工作時不受灰塵等非金屬因素的影響，并且低功耗，長壽命，可使用在各種惡劣條件下，位移傳感器主要應(yīng)用在自動化裝備生產(chǎn)線對模擬量的智能控制。電渦流傳感器是由DJ型前置放大器的電渦流探頭組合構(gòu)成，它使一種趨近式傳感器系統(tǒng)。所以探頭與被測金屬表面距離的變化可通過探頭線圈阻抗的變化來測量。圖 31 柴油機(jī)位置控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 控制系統(tǒng)的硬件總體結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)以BOSCH直列式噴油泵6DE2柴油機(jī)為對象，噴油泵噴油量的大小通過噴油泵齒條位移運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)的。從提高執(zhí)行器動態(tài)響應(yīng)、驅(qū)動電路功率控制器件的工作模式、熱負(fù)載功耗、電路成本、工作可靠性等多方面考慮，實(shí)際工作中采用的線圈電流激勵方式為PWM形式，工作時通過改變驅(qū)動電流的脈寬周期、占空比即可達(dá)到控制噴油泵齒條位移的目的。本系統(tǒng)采用上電復(fù)位方式實(shí)現(xiàn)單片機(jī)復(fù)位功能。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。其中傳感器鐵心為原線圈，短路環(huán)為副線圈。先對高電平處進(jìn)行分析，即可看作是階躍電壓U，由于是方波，所以。我們通過多次采集分析，達(dá)到對控制精度的要求?，F(xiàn)在應(yīng)用到鐵路、交通、國防、工程、工業(yè)機(jī)械、紡織、農(nóng)用機(jī)械、數(shù)控、醫(yī)療器械、機(jī)器人、樓宇自控、安防等方面。電路圖如圖314所示。所有節(jié)點(diǎn)都會接收到總線上傳送的報文，并在正確接收后發(fā)出應(yīng)答確認(rèn)。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字PID控制規(guī)把PID控制規(guī)律數(shù)字化，由軟件實(shí)現(xiàn)，控制參數(shù)易于調(diào)整，而且可以進(jìn)一步與計算機(jī)的邏輯判斷功能結(jié)合起來，使PID控制更加靈活多樣[15] Koivo H N，Tanttu J of PID controllers:survey of SISO and MIMO techniques[A].Aingapore，1991。采用增量式算法，電控單元輸出的控制增量對應(yīng)的是電磁執(zhí)行器位移（即齒條位移）的增量?，F(xiàn)在系統(tǒng)的主要任務(wù)是選取合適的PID控制器參數(shù)使整個系統(tǒng)具有滿意的動態(tài)特性，并滿足穩(wěn)態(tài)誤差要求。系統(tǒng)的控制算法采用了分段PID控制，PID控制算法簡單，運(yùn)算量少，具有將強(qiáng)的魯棒性。李老師不僅在學(xué)習(xí)上給我們以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向李老師以誠摯的謝意和崇高的敬意?；跁r間，材料，成本，復(fù)雜度的考慮，論文中只設(shè)計了簡單情況，更多電子設(shè)備的控制與故障狀態(tài)有待研究。列出了分段PID參數(shù)的各段修正值[18] 李振，[J].國外電子測量技術(shù)，2005[19] [M].北京:電子工業(yè)出版社，2009[20] [M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社，[21] 陸明珠,劉軍海,[J].傳感器世界，2012,(08):3637[22] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007[23] [M].機(jī)械工業(yè)出版社，2007[24] 王祁,—智能傳感器和多功能傳感器[J].傳感器技術(shù)，2010,17(01):5658[25] [M].北京:電子工業(yè)出版社，2006[26] [M].北京:清華大學(xué)出版社，2010[27] [:清華大學(xué)出版社，2007[28] Chen J,Rine D fuzzy logic controller software ponents bining adaptational gorithms[J].Advances in Engineering Software，2012,34:125137[29] [J]，2005[30] [M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2007[31] [M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2001[32] 劉慶國，[M]，北京:冶金工業(yè)出版社，2008。這種算法的缺點(diǎn)是：由于全量輸出，所以每次輸出均與過去的狀態(tài)有關(guān)，計算時要對e(k)進(jìn)行累加，不僅占用較多的存儲單元，而且計算機(jī)運(yùn)算工作量大，不便于編寫程序，而且，因?yàn)橛嬎銠C(jī)輸出的u(k)對應(yīng)的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置，如計算機(jī)出現(xiàn)故障，u(k)的大幅度變化，回引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的大幅度變化，這種情況在柴油機(jī)汽車實(shí)際運(yùn)行過程中不是不允許的，并且可能造成重大事故。圖 43 CAN總線流程圖 PID控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中許多被控對象受負(fù)荷變化或干擾因素的影響，其對象特性參數(shù)或結(jié)構(gòu)易發(fā)生改變。 圖 41 柴油機(jī)位置控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)的流程框圖如圖42所示。其總體框圖如圖313所示。用手觸摸穩(wěn)定后的齒條，可以感到輕微震顫，起到了克服靜摩擦的作用。由式310，311可得 傳感器激勵電路設(shè)計激勵信號采用方波，有555定時芯片實(shí)現(xiàn)，所設(shè)計的傳感器激勵電路圖39所示。檢測電路的設(shè)計思想是為了檢測噴油泵內(nèi)齒條位置變化，傳感器采用了非接觸形式的測量，利用電感的變化來測量齒條位移的改變，為了提高檢測的靈敏度，減小一次儀表的輸出噪聲。圖 36 振蕩電路 位置式傳感器的工作特