【正文】 24。 ///中斷次數(shù)加1 ys++。 ///調(diào)用電機控制程序 display()。 ///允許定時器1中斷 TR0=1。 ///裝計數(shù)器初值 TL0=0。 ///定時器1為定時模式,使用方式2。 in1=0。speedcan()。key()。 ///速度增減量一uchar m=2。uchar code zm[12]={0X3F,0X06,0X5B,0X4F,0X66,0X6D,0X7D,0X07,0X7F,0X6F,0x73,0x71}。附 錄附錄三：源程序//*************************************************************************///直流電機的pwm控制程序///功能：直流電機的速度控制，速度測試，速度顯示。因此，特別需要感謝梅楊老師給予的耐心細致的指導，在此，再一次向梅教師以及關(guān)心幫助我的教師同學表示最誠摯的謝意！其次，學校在這方面也給我們提供了很大的支持和幫助，學校領(lǐng)導比較重視，每個設計小組配有專門的指導老師，幫助我們能順利完成整個設計。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設計。＋－－＋Ud△UnUn*1/CePIDKsUnIdRn(s)圖54 無靜差調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)基于Matlab中Simulink的結(jié)構(gòu)圖圖55系統(tǒng)基于Matlab中Simulink的結(jié)構(gòu)圖圖56仿真波形圖結(jié) 束 語 本文所述的直流電機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是以單片微機AT89S52為核心的，采用單片機對電機實行調(diào)整在實際應用中有非常多的方法，本設計使用PWM軟件方法對電機實現(xiàn)的調(diào)速過程只需非常低的成本并且具有非常大的靈活性，它使單片機的效能得以最大化的發(fā)揮，相比于其他方法，如其他用硬件或者硬件與軟件相結(jié)合的方法實現(xiàn)對電機進行控制調(diào)整的方法，使用PWM軟件方法對電機實現(xiàn)調(diào)速的這種方法對于簡易速度控制系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了一種非常有效的途徑。 dcm=feedback(dcm,Kb,1,1)。Ja=。La=。在零初始條件下，將上面的等式兩邊進行拉式變換，得 電壓與電流之間的傳遞函數(shù)： （54） 電流與電動勢間的傳遞函數(shù)： （55）根據(jù)上面兩式并考慮即可得到額定勵磁下直流電動機得動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖53所示：Ud0（s）IdL（s）n(s)E(s)－＋Id（s）圖53 額定勵磁下直流電動機得動態(tài)結(jié)構(gòu)圖前面的轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)總有靜差是因為電壓放大器為比例放大器，如果選用比例積分調(diào)節(jié)器（即PI調(diào)節(jié)器），PI調(diào)節(jié)器的輸出由兩個分量組成，一個是積分分量，它能隨時間對輸入信號的不斷積累，一個是比例分量，當不為零時，積分作用將不斷作用下去，輸出積累上升，直到限幅最大值，當突加時，相當于放大倍數(shù)為的比例調(diào)節(jié)器；一旦，輸出將保持在此時的數(shù)值上，極大的開環(huán)放大倍數(shù)能夠使系統(tǒng)基本無靜差，而穩(wěn)態(tài)時PI調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)是它本身的開環(huán)放大倍數(shù)。 1．直流電機的傳遞函數(shù)額定勵磁下他勵直流電機的等效電路如圖52所示： 圖52直流電動機等效電路規(guī)定正方向如圖所示。 式中 (45) (46) 由式看出，如果計算機采用恒定的采樣周期T,一旦確定了ABC只要使用前三次測量值的偏差，就可以由式求出控制增量。 數(shù)字PID控制器流程圖 數(shù)字PID控制算法可以分為位置式PID和增量式PID控制算法。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項”。對一個自動控制系統(tǒng)，如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)（Systemerror）。比例（P）控制當被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學模型時，控制理論的其它技術(shù)難以采用時，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時應用PID控制技術(shù)最為方便。 鍵盤/顯示模塊核心控制器件是8279，由軟件設置為8字符顯示，左端送入，編碼掃描鍵盤，雙鍵互鎖，內(nèi)部時鐘頻率設置為100KHz。T0用來定時，T1用來計數(shù)，T0和T1均工作于方式1。外部中斷1模塊設計外部中斷1是鍵盤輸入中斷，高優(yōu)先級。 此程序共有2個中斷源：外部中斷0，用于電機故障處理；外部中斷1，用于鍵盤輸入處理。 num=0。 TL0=(65536500)%256。 EA=1。sbit PWM=P1^0。在實際的設計過程中，常常是由已選擇的具體的機型，然后給出它相應的值。 定時器/計數(shù)器 單片機內(nèi)部的定時器是PWM信號軟件實現(xiàn)的核心，就定時器而言，選用不同的單片機，它定時器的特點一般都會不同，就算是相同型號的單片機，如果它選擇的定時器工作方式不同，或者選用的晶振不同，那么它定時器的定時初值與定時時間的關(guān)系也會不相同。當然，對于實際應用還有一些事項要稍加注意，比如針對大功率的條件下，必須在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器，小功率的話就不需考慮這個問題了。從名字上可見，穩(wěn)壓用的三端IC集成電路都是統(tǒng)一的標準，引腳輸出只有三條，分別是接地端、輸出端和輸入端。8279與單片機、鍵盤和顯示器的外圍總接線如圖39示。數(shù)字部分用來輸入給定轉(zhuǎn)速，控制部分用來控制電機的運行。正是因為它具有這兩種功能，它能減輕CPU的負擔，并且可以大大簡化單片機控制系統(tǒng)的軟硬件設計,所以本設計使用這個芯片。其原則是既要保證能及時響應按鍵操作，又要不過多占用CPU的工作時間。的二路脈沖經(jīng)異或門二倍頻再送入的計數(shù)器。這樣，代表了個測速脈沖周期的時間。之所以要保證轉(zhuǎn)速檢測的快速性和精度，是因為轉(zhuǎn)速檢測的快速性和精度對電機調(diào)速系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能影響極大。則D觸發(fā)器總是在B脈沖為低電平時觸發(fā)，這時Q輸出端輸出為低電平。用D觸發(fā)器的輸出信號Q來判斷編碼盤的旋轉(zhuǎn)方向。碼盤提供相位相差90176。下面我們這里以三相編碼器為例來介紹增量式編碼器的結(jié)構(gòu)及其工作原理。絕對式編碼器的特點為一個確定的數(shù)字碼對應每一個位置，因此它的示值與測量的中間過程無關(guān)，而只與測量的起始和終止位置有關(guān)。編碼器如果按照讀出方式來分的話可以分為非接觸式和接觸式兩種。 4）電動機停止時有微震電流，能消除靜摩擦死區(qū)。雖然這個缺點無法避免，但是它的好處還是很明顯的，那就是高頻微震電流存在于電動機停止時，正是因為這一點，正、反向時靜摩擦死區(qū)被有效的消除了，“動力潤滑”的作用因此而得名。 雙極式控制可逆PWM變換器的輸出平均電壓為 (34)如果定義占空比，電壓系數(shù)則在雙極式可逆變換器中調(diào)速時，的可調(diào)范圍為0～1相應的。當時，、截止，但、不能立即導通，電樞電流經(jīng)、續(xù)流，這時。當時，,此時電機的轉(zhuǎn)速為0；當時，為正，電機正轉(zhuǎn)；當時，,電機正轉(zhuǎn)全速運行。設電源電壓為V，那么電樞電壓的平均值為： (33) 定義負載電壓系數(shù)為， 那么；當T為常數(shù)時，改變HIN為高電平的時間，也就改變了占空比，從而達到了改變的目的。此時，直流電機反轉(zhuǎn)。其具體的操作步驟如下：電源經(jīng)VT1至電動機的正極經(jīng)過整個直流電機后再通過VT4到達零電位，完成整個的回路。因此在這個電路中，VTVT4或者VTVT3是不可能持續(xù)、不間斷的導通的。 IGBT型號選擇：（1）IGBT承受的正反向峰值電壓： （31）　　，可選IGBT的電壓為900V。 (4)IGBT利用柵極可以關(guān)斷很大的漏極電流?？梢猿惺芊聪螂娏鞯氖荌R2110的腳10，它最大能夠承受2A的反向電流。50V/ns，當條件為小于等于15V時，；10～20V的電壓范圍為輸出的柵極驅(qū)動電壓，5～15V的電壓范圍就是它的邏輯電源電壓，存在電壓偏移的是邏輯電源，－5V～＋5V就是它的電壓偏移范圍。這個電路芯片的特點是成本低，偏值電壓高( 600V)，集成度高(可驅(qū)動同一橋臂兩路) ，體積小(DIP14 )，響應快( ton/tof= 120/94 ns)，而且驅(qū)動能力強, 內(nèi)設欠壓封鎖，易于調(diào)試,除此之外，它還擁有外部保護封鎖端口。這種可編程是通過TMOD控制器來完成的。IE還包括一個中斷允許總控制位EA，它能一次禁止所有中斷。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。從而達到對直流電機的較為精確的控制。本設計采用單閉環(huán)系統(tǒng)，之所以會選擇閉環(huán)還沒采用開環(huán)，原因在于閉環(huán)相對于開環(huán)具有一些比較突出的一些優(yōu)點，閉環(huán)的主要特點在于存在反饋控制，反饋控制的作用表現(xiàn)為如果被控制量偏離給定值，這樣的偏差就會被反饋控制通過自己的修正作用去消除。因此，只要控制好脈沖的通電時間，就可以很容易實現(xiàn)控制轉(zhuǎn)速。 PWM 調(diào)速方法調(diào)速原理如圖21所示。由上式可知，當電源電壓不變的情況下，電樞的端電壓的平均值為，因此占空比如果變化的話就可以改變端電壓的平均值，從而達到調(diào)速的目的，這就是PWM調(diào)速原理。而軟件部分，是對硬件端口所體現(xiàn)的信號，加以采集、分析、處理，最終實現(xiàn)控制器所要實現(xiàn)的各項功能，達到控制器自動對電機速度的有效控制。本系統(tǒng)以AT89S52單片機為核心，通過單片機控制，C語言編程實現(xiàn)對直流電機的平滑調(diào)速。在調(diào)整系統(tǒng)中，PWM的作用表現(xiàn)為控制電動機的轉(zhuǎn)速。文章中采用了通過編程實現(xiàn)PWM信號的發(fā)生，然后通過IR2110來驅(qū)動電機。勵磁控制法控制磁通，容易因磁場飽和而受到影響。直流電機模型見圖11。因此，對直流電機控制系統(tǒng)進行高可靠性的，高性能的研究工作對現(xiàn)實生活具有非常重要的意義。 隨著技術(shù)的高速進步，越來越多的行業(yè)開始采用控制系統(tǒng)的自動化，現(xiàn)代化生產(chǎn)變得越來越重要的是主流開始變?yōu)殡姎鈧鲃硬捎弥绷黩?qū)動控制。由于現(xiàn)代技術(shù)不斷發(fā)展使得控制技術(shù)、冷卻技術(shù)以及許多的新型磁性材料不斷地被研制出來，從這些最被看好有未來的產(chǎn)品中我們能夠得出，直線電機正在廣泛的被應用于高速度機床的進給機構(gòu)中。另外, 由于絕緣技術(shù)和分析技術(shù)的進步, 直流電動機已迅速向小型輕量, 低慣量方面發(fā)展。在設計和制造技術(shù)上有很大進步, 新材料、新技術(shù)的應用以及整流電源的普及, 促進了一般工業(yè)用直流電機的不斷擴大, 品種的日益繁多。本系統(tǒng)中使用了光電編碼器對輸出的轉(zhuǎn)速進行了測量，并且作為反饋值輸入到單片機進行PID運算，從而實現(xiàn)了對輸出速度的控制。對于硬件部分首先從總體上做了設計，也就是以AT89S52為中心來組成硬件部分，其輔助部分包括了顯示電路、測量電路、鍵盤電路；對于軟件部分則選擇了使用模塊化的設計思路，根據(jù)本設計的要求以及它要實現(xiàn)的功能編寫了屬于每個模塊部分的流程圖。(6)對直流電機進行MATLAB仿真和分析。(2)直流電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍為3050轉(zhuǎn)/秒，實時測量電機的實際轉(zhuǎn)速,并要求在LED數(shù)碼管上顯示出來。 畢業(yè)設計說明書 基于單片機的直流調(diào)速系統(tǒng)的設計 系 、 部： 電氣與信息工程學院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 2013屆畢業(yè)設計課題任務書院(系)：電氣與信息工程學院 專業(yè)：電氣工程及其自動化 指導教師學生姓名課題名稱基于單片機的直流調(diào)速系統(tǒng)的設計內(nèi)容及任務 分析單片機對直流電機進行速度測量應用的基本原理，并用單片機產(chǎn)生PWM波來控制直流電機的可逆調(diào)速，從而實現(xiàn)了對普通直流電機的轉(zhuǎn)速測量和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。擬達到的要求或技術(shù)指標要求:(1)設計一個單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，通過外接鍵盤及按鈕實現(xiàn)直流電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及速度調(diào)節(jié)控制。(5)對直流電機模型進行PID控制分析。設計分為兩個部分，硬件部分和軟件部分。在軟件方面，文章中詳細介紹了PID運算程序，初始化程序等的編寫思路和具體的程序?qū)崿F(xiàn)。 8 芯片IR2110性能及特點 8 IR2110的引腳圖以及功能 9 元器件的選擇比較、選型 10