基于51單片機(jī)的直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)(文件)
【正文】 ASR推出飽和。結(jié)論本文所述的直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是以低價位的單片微機(jī)8051為核心的，而通過單片機(jī)來實現(xiàn)電機(jī)調(diào)整又有多種途徑，相對于其他用硬件或者硬件與軟件相結(jié)合的方法實現(xiàn)對電機(jī)進(jìn)行調(diào)整，采用PWM軟件方法來實現(xiàn)的調(diào)速過程具有更大的靈活性和更低的成本，它能夠充分發(fā)揮單片機(jī)的效能，對于簡易速度控制系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了一種有效的途徑。為使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能更好，該系統(tǒng)采用無靜差調(diào)節(jié)，即轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用比例積分調(diào)節(jié)器（PI調(diào)節(jié)器），使系統(tǒng)保證恒速運(yùn)行，以保證滿足更嚴(yán)格的生產(chǎn)要求?？傊?，在設(shè)計過程中，我不僅學(xué)習(xí)到以前從未接觸過的新知識，而且學(xué)會了獨(dú)立的去發(fā)現(xiàn)，面對，分析，解決新問題的能力，不僅學(xué)到了知識，又鍛煉了自己的能力，使我受益匪淺。通過這次課程設(shè)計，我不僅在知識上有了更進(jìn)一步的鞏固和提高，在求學(xué)和研究的心態(tài)上有了不小的進(jìn)步。曾經(jīng)也試過用單片機(jī)直接產(chǎn)生PWM波形，但其最終效果并不理想，在使用了少量的硬件后，單片機(jī)的壓力大大減小，程序中有充足的時間進(jìn)行閉環(huán)控制的測控和計算，使得軟件的運(yùn)行更為合理可靠。此后，電動機(jī)在負(fù)載的阻力作用下減速，轉(zhuǎn)速在出現(xiàn)一些小的振蕩后很快趨于穩(wěn)定。使系統(tǒng)在最短時間內(nèi)完成啟動。采用傳遞函數(shù)圖方法構(gòu)成的雙閉環(huán)系統(tǒng)仿真模型： 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)模型第二節(jié) 仿真結(jié)果 仿真波形，在電流上升階段，由于電動機(jī)機(jī)械慣性較大，不能立即啟動。故電流環(huán)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為轉(zhuǎn)速環(huán)的傳遞函數(shù)有上式已知電流環(huán)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，又由于轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率一般較低，因此電流內(nèi)環(huán)可等效為一階環(huán)節(jié)。對轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，首先求取電流環(huán)傳遞函數(shù)，再將其視為轉(zhuǎn)速環(huán)中的一個環(huán)節(jié)，在求取轉(zhuǎn)速環(huán)的傳遞函數(shù)，由于檢測信號中含有交流分量或其他高頻干擾。第二節(jié) PI控制子程序設(shè)計為了安全起見，系統(tǒng)對轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器實行限幅，當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序或電流調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序進(jìn)行到“轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)”或“電流調(diào)節(jié)”時，便進(jìn)入PI控制子程序（）。鍵盤參數(shù)設(shè)置的處理主程序中的重要部分，這部分程序設(shè)計采用程序的模塊化，有效的解決了復(fù)雜的多重分支問題。第二章 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計數(shù)字控制系統(tǒng)的控制規(guī)律是靠軟件來實現(xiàn)的，所有的硬件也必須由軟件實施管理。③ 轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)。③校驗電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件：滿足近似條件。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 Ki — 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； ti＝R1C — 電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。為了基本濾平波頭，應(yīng)有（1—2）=,因此取=2ms=。故本設(shè)計選用雙極性控制的橋式可逆PWM變換器。直流斬波器和脈寬調(diào)制交換器采用PWM，用恒定直流或不可控整流電源供電，利用直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器產(chǎn)生可變的平均電壓。旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組簡稱GM系統(tǒng)，用交流電動機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。中斷控制系統(tǒng)：該芯片共有5個中斷源，即外部中斷2個，定時/計數(shù)中斷2個和串行中斷1個。內(nèi)部程序存儲器：8051芯片內(nèi)部共有4K個單元，用于存儲程序、原始數(shù)據(jù)或表格，簡稱內(nèi)部ROM。其基本組成如下圖所示： 8051單片機(jī)基本組成 CPU及8個部件的作用功能介紹如下中央處理器CPU：它是單片機(jī)的核心，完成運(yùn)算和控制功能。其中,電流環(huán)控制要求微型計算機(jī)有很快的響應(yīng)速度,其采樣頻率比較高。本系統(tǒng)選用光電脈沖信號發(fā)生器作為速度反饋的測量元件,光電脈沖信號發(fā)生器將電動機(jī)轉(zhuǎn)子的角位移量轉(zhuǎn)換成脈沖序列,通過計數(shù)器定時計數(shù)即可得到電動機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)字式反饋量。如果采用PI調(diào)節(jié)器，則有 為了引出電流反饋，在電動機(jī)的動態(tài)框圖中必須把電樞電流顯露出來。電流環(huán)在內(nèi)，稱之為內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外，稱之為外環(huán)。在電流控制回路中設(shè)置一個調(diào)節(jié)器，專門用于調(diào)節(jié)電流量，從而在調(diào)速系統(tǒng)中設(shè)置了轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器，形成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速控制。他勵電壓：220V。本系統(tǒng)就是利用這種控制方式來改變電壓的占空比實現(xiàn)直流電機(jī)速度的控制。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展以及各種新的理論方法，如現(xiàn)代控制理論、非線性系統(tǒng)控制思想的應(yīng)用，PWM控制技術(shù)獲得了空前的發(fā)展。PWM控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形。與交流調(diào)速相比，直流電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，維護(hù)工作量大。s output as the control voltage thyristor triggering device, then the regulatory role of these two will be able to plement one another by. In this paper, MATLAB software ponents of the simulink pairs of closedloop speed control system of the DC simulation results show that the application of MATLAB for system simulation is convenient, efficient and high reliability. Key words: DoubleLoop DC Motor Control systems, thyristor, DC motors, MATLAB, simulation前言在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中，自動控制系統(tǒng)，電子儀器設(shè)備、家用電器、電子玩具等等方面，直流電機(jī)都得到了廣泛的應(yīng)用。目 錄摘要……………………………………………………………………………………3前言……………………………………………………………………………………4第一章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計………………………………………………………5 系統(tǒng)方案選擇與總體設(shè)計…………………………………………………5 系統(tǒng)控制對象的確定………………………………………………………5 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理……………………………………………6 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學(xué)模型………………………………………6 數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)方框圖……………………………………7 數(shù)字式雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖…………………………………8 8051單片機(jī)簡介…… ……………………………………………………9 系統(tǒng)各單元方案選擇…………………………………………………… 10 主電路設(shè)計與參數(shù)計算………………………………
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