【正文】 的最大電流；電流調(diào)節(jié)器 ACR 輸出限幅電壓Ucm限制了整流器輸出最大電壓值。雙閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)中采用了兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實(shí)現(xiàn)串級連接。 隨著調(diào)速系統(tǒng)的 不斷發(fā)展和應(yīng)用，傳統(tǒng)的采用 PI 調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)雖能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無靜差調(diào)節(jié)，但不能滿足較快的動態(tài)響應(yīng)的一般生產(chǎn)機(jī)械的調(diào)速要求。因此，脈寬調(diào)制器和 PWM 變換器合起來可以看成一個滯后環(huán)節(jié)，它的延時最大不超過一個開關(guān)周期 T。 不可逆 PWM 變換器 電樞平均端電壓為： 9 ssond UUTtU ??? （ 21） ρ = dU / sU 定義 PWM 電壓的占空比，改變ρ（ 10 ??? ）即可調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制電機(jī)工作于電動、制動和停止運(yùn)行。論文中采用了專門的芯片組成了 PWM 信號的發(fā)生系統(tǒng)，然后通過控制直流電機(jī)電路中的 IGBT 來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 PWM 控制技術(shù)以其控制簡單、靈活和動態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式，也是人們研究的熱點(diǎn)。 PWM 控制的基本原理很早就已經(jīng)提出，但是受電力電子器件發(fā)展水平的制約，在上世紀(jì) 80 年代以前一直未能實(shí)現(xiàn)。 方案二：直流斬波器 通過 PWM 方式控制直流電機(jī)調(diào)速的方法。三相全控橋整流電路是目前應(yīng)用最廣泛的整流電路，其輸出電壓波動小，適合直流電動機(jī)的負(fù)載，并且該電 7 路組成的調(diào)速裝置調(diào)節(jié)范圍廣（將近 50）。 配料自動控制系統(tǒng)可控直流源的方案比較 方案一：靜止式可控整流器 1957 年，晶閘管問世，很快便生產(chǎn)出整套的晶閘管整流裝置，使變流技術(shù)發(fā)生了革命性的變化。 調(diào)節(jié)電樞電壓常用的可控直流源有三種 [1]： 旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組； 靜止式可控整流器； 直流斬波器或脈寬調(diào)制 器。對于這一點(diǎn)，我們除了在硬件方面采取一些措施，選擇性能較高的元器件：也可以在軟件編程上面下功夫。 配料系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，對原有配料系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)方面改進(jìn)已經(jīng)成為必然的趨勢，提出了通過數(shù)據(jù)采集、自動控制、遠(yuǎn)程監(jiān)視、報(bào)警、運(yùn)行管理、變頻調(diào)速等多方面的技術(shù)改進(jìn)方法。鴉片戰(zhàn)爭以后，我國一些先進(jìn)知識分子開始意識到西方科學(xué)技術(shù)的強(qiáng)大，漸漸摘掉了夜郎自大的眼睛，放眼看世界，開始在西方列強(qiáng)的壓迫下摸索前進(jìn)。 第一、二階段的 配料系統(tǒng) 只能進(jìn)行簡單的測量、累計(jì)計(jì)算，而且準(zhǔn)確度不高，對系統(tǒng)運(yùn)行過程中的變化不可控制，因此其計(jì)量過程準(zhǔn)確度低，動態(tài)性能差，缺乏穩(wěn)定性。可用儀表來實(shí)現(xiàn)平衡、識別和累計(jì)計(jì)算等功能。最早的 皮帶傳輸系統(tǒng)稱重原理來自于斗式輸送機(jī)對散狀物料連續(xù)自動稱量的裝置。所謂自動衡器就是指在稱量過程中無需操作者干預(yù)便能按預(yù)定的處理程序自動稱量的衡器。在物質(zhì)方面，我們需要又快又好的生產(chǎn)出我們所需要的物質(zhì)產(chǎn)品，所以我們要進(jìn)行生產(chǎn)自動化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的快速性與精確性。在西方發(fā)達(dá)國家， 配料系統(tǒng) 的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)相對完善；而在中國，由于先前的技術(shù)水平落后，這使得積極開發(fā)研制更加精確、方便、可靠、功能更強(qiáng)大的 配料系統(tǒng) 控制器具有重要意義。如果配制的質(zhì)量達(dá)不到要求，輕則造成原料、能源的浪費(fèi)，重則影響產(chǎn) 品的質(zhì)量和生產(chǎn)率川，并且有些重要生產(chǎn)崗位的配料失誤甚至?xí)o整個生產(chǎn)釀成事故。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，配料控制系統(tǒng)也隨之不斷改進(jìn)。在食品加工行業(yè)， 配料系統(tǒng) 的使用代替了大量的手工勞動，提高了勞動生產(chǎn)效率，使得食品加工更方便、快捷。 它廣泛用于煤炭、化工、食品加工、建材等行業(yè)的物料配比當(dāng)中，其配料的準(zhǔn)確與否直 接影響著國民生產(chǎn)的各個部門。 皮帶配料系統(tǒng) 作為一種動態(tài)衡器，已經(jīng)廣泛用于工礦企業(yè)、交通運(yùn) 輸、冶金、化工、建材等國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域的配料中，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 近年來，隨著電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及智能控制理論的飛 速發(fā)展， 配料自動控制 技術(shù)也經(jīng)歷了劃時代的發(fā)展。s livelihood. The cumulative control of some mixed materials batching is realized by batching scale. This accurate cumulative control can cut down the cost of manufacture, improve the quality of the product and enhance the efficiency of labor. The paper first has an introduction to the status of development for batching scale controller at home and abroad, and then ponents and operating principle of the batching scale. According to the design requirements for flow control of a batching scale, this paper designs a batching scale controller with AT89C52 single chip microputer as the master control chip. This paper analyzes the working principles of the system and some key technical issues of the application based on the IGBT apparatus, which include drive circuit, snubbed circuit, protection and controlling the quantity of heat, and so on. In the aspect of microputer control, it has discussed the principle of number touch off、 number velocity testing、current/velocity controller、 number PWM modulator and presents the hardware or software scheme to achieve it. Photoelectric encoder is used in this system to measure the speed of . motor. The result of the measurement is sent to A/D converter after passing the filtering circuit, and finally the feedback single is stored in the singlechip puter and participates in a PI calculation. By real time testing dandy adjusting the motor’s velocity/current, this timing system can get quick and exact timing result. Keywords reversible DC timing system PulseWidth Modulation number controller. IV 目 錄 摘 要 ............................................................ I ABSTRACT ........................................................ III 目 錄 ........................................................... IV CONTENTS ......................................................... VI 第 1 章 緒 論 ...................................................... 1 引言 ...................................................... 1 研究皮帶配料系統(tǒng)的意義 ..................................... 1 配料系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ................................... 3 配料系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 ......................................... 4 第 2 章 配料自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ....................................... 6 配料自動控制系統(tǒng)可控直流源的選擇 ........................... 6 配料自動控制系統(tǒng)可控直流源的方案比較 ................. 6 配料自動控制系統(tǒng)可控直流源的方案確定 ................. 8 直流調(diào)速系統(tǒng) PWM 電路方案設(shè)計(jì) ............................... 8 PWM 變換器控制方案選擇 ................................ 9 PWM 變換器的數(shù)學(xué)模型 ................................. 10 配料系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)方案 .......................... 10 配料系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì) ........................ 12 配料系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................. 13 配料系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)性能及技術(shù)要求 .................. 13 直流電機(jī)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 .............................. 14 雙閉環(huán)穩(wěn)態(tài)工作時靜特性 .............................. 16 電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) ........................ 17 第 3 章 配料系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) .......................... 22 重量信號采集電路 .......................................... 22 傳感器選擇 .......................................... 22 重量信號的采集電路 ................................... 23 重量信號濾波放大電路 ...................................... 24 A/D 轉(zhuǎn)換電路 .............................................. 26 配料系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng) .......................... 27 皮帶配料系統(tǒng)電機(jī)回路保護(hù)電路設(shè)計(jì) .......................... 29 啟動保護(hù)電路 ........................................ 29 V IGBT的選擇及其吸收回路設(shè)計(jì) .......................... 30 直流電機(jī)電流檢測電路 ...................................... 31 數(shù)字測速電路 ............................................. 32 M/T 法測速原理 ...................................... 33 數(shù)字測速硬件電路 .................................... 34 PWM 驅(qū)動電路設(shè)計(jì) .......................................... 36 PWM 信號產(chǎn)生電路 ..................................... 36 PWM 信號驅(qū)動電路 ..................................... 37 配料系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的鍵盤與顯示電路 ...................... 38 I/O 口擴(kuò)展電路 ...................................... 39 配料系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的鍵盤電路設(shè)計(jì) .................. 39 配料系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的顯示電路設(shè)計(jì) ................... 41 配料系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的電源系統(tǒng) ........................... 42 第 4 章 配料系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .............................. 44 軟件的主程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................