【正文】 理上不存在。每一種波形各1536個(gè)采樣值。通過(guò)脈沖延遲電路生成死區(qū)，保證任何橋臂上的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管不會(huì)在狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間短路。來(lái)自單片機(jī)的數(shù)據(jù)通過(guò)總線控制和譯碼進(jìn)入初始化寄存器或控制寄存器。它也有12mA的驅(qū)動(dòng)能力，可直接驅(qū)動(dòng)一個(gè)LED指示燈。RPHT、YPHT、BPHT：這些引腳通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制逆變橋的R、Y、B相的上臂開(kāi)關(guān)管。CS：片選引腳。復(fù)位后，寄存器的INH、CR、WTE和RST各位為0。SA4828采用28腳的DIP和SOIC封裝。在本次設(shè)計(jì)中，我們采用的便是SA4828 三相SPWM波控制芯片。過(guò)去通常的作法是：對(duì)計(jì)算做一些簡(jiǎn)化，并事先計(jì)算出交點(diǎn)坐標(biāo)，將其制成表格，使用時(shí)進(jìn)行查表調(diào)用。正弦波的頻率和扶植時(shí)刻控制的，改變正弦波的頻率，就可以改變輸出電源的頻率，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；改變正弦波的幅值，也就改變了正弦波與載波的交點(diǎn)，使輸出脈沖系列的寬度發(fā)生變化，從而改變了輸出電壓。我們把這樣的波稱為正弦脈寬調(diào)制波，簡(jiǎn)稱SPWM波。則等寬脈沖的占空比α為α=t1/（t1+t2）調(diào)節(jié)占空比α，就可以調(diào)節(jié)輸出的平均電壓；調(diào)節(jié)PWM波的頻率1/T，就可以改變電源頻率，實(shí)現(xiàn)調(diào)速。由于阻抗上產(chǎn)生的壓降相對(duì)于加在繞組端的電源電壓U很小，可略去。為了使輸出的波形接近正弦波，可采用正弦脈寬調(diào)制波。線電壓URY、UYB、。 在t3時(shí)間段，TTT6這3只逆變管導(dǎo)通，電機(jī)線圈電流的方向是從R到B和從Y到B，得到的線電壓為UBR和UYB。（b）是各逆變管導(dǎo)通的時(shí)序，其中深色部分表示逆變導(dǎo)管。所以增加電阻（R1～R6），限制電容的放電電流。另外，當(dāng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，續(xù)流二級(jí)管為再生電流提供通道，使其回流到直流電源。制動(dòng)時(shí)，通過(guò)控制電路使開(kāi)關(guān)管Tc導(dǎo)通，形成放電通路。濾波電容Cr容量通常很大；所以放電的時(shí)間較長(zhǎng)（數(shù)分鐘），幾百伏的高電壓會(huì)威脅人員安全，因此，在維修時(shí)要等指示燈熄滅后進(jìn)行。整流后的直流電壓U= x 380V = 513V濾波電容Cr濾除整流后的電壓波紋，并在負(fù)載變化時(shí)保持電壓平穩(wěn)。變頻器由兩部分組成：主電路和控制電路，其中主電路通常采用交直交方式，即先將交流電轉(zhuǎn)變成直流電（整流、濾波），再將直流電轉(zhuǎn)變成頻率可調(diào)的矩形波交流電（逆變）。 交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理根據(jù)電機(jī)學(xué)理論，交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可由式()表示： ………………………………………………()式中: n電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 p電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù) f電源頻率 s轉(zhuǎn)差率由上式可知，影響電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的因素有：電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)p、轉(zhuǎn)差率s和電源頻率f。目前，交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)已廣泛用于數(shù)控機(jī)床、風(fēng)機(jī)、泵類、傳帶機(jī)、給料系統(tǒng)、空調(diào)器等設(shè)備的動(dòng)力源或運(yùn)動(dòng)源，并起到節(jié)約電能、提高設(shè)備自動(dòng)化、提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的良好效果。 交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)交流異步電動(dòng)機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、價(jià)格便宜、維護(hù)方便的特點(diǎn)，在生產(chǎn)和生活中得到廣泛應(yīng)用。這兩個(gè)端口可被獨(dú)立控制，也可看成一個(gè)8位端口。RL0～RL7:回送線，經(jīng)過(guò)按鍵或傳感器開(kāi)關(guān)與掃描線聯(lián)接， 這些回送線內(nèi)部設(shè)置有上拉電路，使之保持為高電平，只有當(dāng)一個(gè)按閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的返回線變?yōu)榈碗娖剑粺o(wú)按鍵閉合時(shí)，均保持高電平。WR:寫(xiě)信號(hào)輸入線，低電平有效，將緩立器讀出,將數(shù)據(jù)從外部數(shù)據(jù)總線寫(xiě)入8279的緩沖器。 RESET:復(fù)位輸入線，8279復(fù)位后被置為字符顯示左端輸入，二鍵閉鎖的觸點(diǎn)回彈型式，程序時(shí)鐘前置分頻器被置為31,RESET信號(hào)為高電平有效。對(duì)于開(kāi)關(guān)矩陣的接法大多數(shù)單片機(jī)的入門教科書(shū)上大多是采用8155作為鍵盤(pán)I/O的接口芯片，但8155芯片不具備中斷請(qǐng)求輸出端，于是不得不采用鍵盤(pán)掃描程序不斷的檢測(cè)是否有按鍵被使用，這樣就給單片機(jī)造成了很大的運(yùn)算負(fù)擔(dān)，運(yùn)算量較大時(shí)有可能造成系統(tǒng)無(wú)法響應(yīng)，所以我們?cè)谶@里選用了專門用于鍵盤(pán)連接的8279芯片。8155的RAM和各端口地址如下：RAM的地址：000H～00FFH命令口：0200HA口：0201HB口：0202HC口：0203H定時(shí)器低位：0204H定時(shí)器高位：0205H6位LED顯示器和8155的接口邏輯見(jiàn)附錄圖所示。（3）一個(gè)14位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器。： 段碼位DDDDDDD顯示位dpgfedcbaLED要正常工作需要通過(guò)I/O接口芯片8155與8051相連。對(duì)每一位顯示器而言，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。將7段發(fā)光二極管陰極連在一起，稱為共陰接法，當(dāng)某個(gè)字段的陽(yáng)極為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的字段就點(diǎn)亮。我們采用了地址法譯碼，譯碼芯片為2片74LS138。當(dāng)向該片6000H單元寫(xiě)有個(gè)數(shù)據(jù)DATA時(shí)，可用如下指令：MOV A，DATAMOV DPTA，6000HMOVX DPTR，A從7FFFH單元讀一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，可用如下指令：MOV DPTR，7FFFHMOVX A，DPTR上面討論的是8031擴(kuò)展一片EPROM或RAM的方法。下面對(duì)本文中所涉及的6264為例，介紹靜態(tài)RAM的擴(kuò)展。如在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理時(shí)，僅靠?jī)?nèi)部的RAM是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此必須擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。以后通過(guò)編程器可將這些程序固化到這些芯片中。MCS51系列單片機(jī)具有64KB的程序存儲(chǔ)空間，其中8058071片內(nèi)有4KB的程序存儲(chǔ)器，8031片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器。在此我們選用了較為常用的8051芯片。3 . 單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)同步頂升系統(tǒng)的控制系統(tǒng)可以是微機(jī)、單片機(jī)、可編程控制器等，考慮到本次設(shè)計(jì)的頂升系統(tǒng)僅有4個(gè)千斤頂，控制器需要進(jìn)行的運(yùn)算量不大，而且本系統(tǒng)提供的功能并不復(fù)雜，單片機(jī)MCS51足以。這個(gè)油泵站的外形尺寸（mm）為650x370x765，主要部件包含有1 、1個(gè)二位四通的電磁換向閥與溢流閥組件，一個(gè)ABB公司生產(chǎn)的M2QA 90L4A型電動(dòng)機(jī)、兩根63MPa高壓軟管和兩個(gè)軟管接頭。這種液壓泵的額定工作壓力為40MPa，完全符合工作要求。 液壓泵與電動(dòng)機(jī)的選擇為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和泵的使用壽命，一般在固定設(shè)備系統(tǒng)中，正常工作壓力為泵的額定壓力的80%左右。為使液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度不受載荷變化的影響，保持穩(wěn)定，我們?cè)谟透椎南虑贿M(jìn)油口處安裝一個(gè)平衡閥，該閥不但能保證千斤頂升降時(shí)都處于進(jìn)油調(diào)速狀態(tài)，同時(shí)還具有單向閥的功能，所以無(wú)論是停電還是破管時(shí)，平衡閥均能無(wú)泄漏的立即將下腔封閉，保證工件不會(huì)自由下滑。這樣在一般液壓系統(tǒng)中常用到的節(jié)流閥、調(diào)速閥、背壓閥、減壓閥等元器件可不必使用到，液壓回路得到極大的簡(jiǎn)化。鎖母內(nèi)螺紋的公差直徑d為160mm，查表可知螺紋中徑d2為152mm彎曲力臂l*=(dd2)/2=4mm，許用彎曲應(yīng)力[σb]=[σ]=72Mpa經(jīng)計(jì)算σb=＜72Mpa．經(jīng)校驗(yàn)螺紋牙的彎曲強(qiáng)度在許用范圍之內(nèi)。 鎖母螺紋牙剪切強(qiáng)度校驗(yàn)螺紋牙的剪切應(yīng)力：…………………………………………()式中: F為千斤頂?shù)淖畲筝d荷，本次為200000N； d為公差直徑； b為螺紋牙根部寬度； u為旋合圈數(shù)； [τ]為材料許用剪切應(yīng)力鎖母內(nèi)螺紋的公差直徑d設(shè)為160mm，查表可得 螺距P為16mm，梯形螺紋牙根寬度b==。工作臺(tái)與蓋板之間的連接和對(duì)油缸底蓋的頂升都采用了六角頭螺栓，并符合GB578386的標(biāo)準(zhǔn)。該油膜始終存在于密封件與往復(fù)運(yùn)動(dòng)軸之間，從泄露的角度看，這是有害的，長(zhǎng)時(shí)間的使用后會(huì)造成油液的泄露；但它對(duì)運(yùn)動(dòng)密封面的再潤(rùn)滑卻起到異常重要的作用。導(dǎo)向套外圓與缸筒內(nèi)孔工作表面的配合多為H8/f7，內(nèi)孔與活塞桿外圓的配合也可采用H8/f7?；钊麠U導(dǎo)向套裝在缸筒和支撐套的內(nèi)側(cè)，被限制在缸筒和支撐套的卡槽之內(nèi)，但不固定死。以保證活塞安裝不產(chǎn)生歪斜?；钊麠U要在導(dǎo)向套中滑動(dòng)，一般采用H8/f7的配合。由于活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過(guò)緊，也不能間隙過(guò)大。對(duì)油缸的要求：1．要有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)壓力而不致產(chǎn)生永久變形；2．要有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝時(shí)的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲；3．內(nèi)表面與活塞密封件及導(dǎo)向套的摩擦作用下，能長(zhǎng)期工作而磨損很少，尺寸公差等級(jí)和形位公差等級(jí)足以保證活塞密封件的密封性；4．最好還需要有良好的可焊性，以防在需要焊接的時(shí)候不致產(chǎn)生裂紋或過(guò)大變形。所以底座采用具有較高強(qiáng)度和韌性的球墨鑄鐵QT600－３。底蓋上套有密封圈，防止漏油。為了方便裝卸，不宜將底蓋與油缸焊接。 千斤頂?shù)墓ぷ髋_(tái)與活塞之間的連接由于千斤頂?shù)男谐梯^長(zhǎng)，達(dá)400mm，當(dāng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度去承載重物時(shí)容易產(chǎn)生較大的彎曲力矩使活塞桿折斷。這樣即使是在油壓壓力不足或掉電的情況下也能穩(wěn)定的承載重物。為了適應(yīng)復(fù)雜工作表面的工件，千斤頂?shù)墓ぷ髋_(tái)與活塞桿應(yīng)采用轉(zhuǎn)動(dòng)連接副相連。我們所設(shè)計(jì)的四頂頂升系統(tǒng)的主要參數(shù)是每只千斤頂高約1000mm，最大行程為400mm，最大載荷為20t。按照偏差的比例、積分和微分進(jìn)行控制是過(guò)程控制中應(yīng)用最為廣泛的一種控制規(guī)律。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、參數(shù)易于調(diào)整、穩(wěn)定性能好、可靠性高，使它在控制理論和技術(shù)飛速發(fā)展的今天仍然具有強(qiáng)大的生命力，在長(zhǎng)期應(yīng)用中已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。由于在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際控制中，總是存在外界的干擾和系統(tǒng)中各個(gè)參數(shù)的變化，它們將會(huì)使系統(tǒng)性能變差。隨著單片機(jī)的發(fā)展，人們對(duì)事物的要求越來(lái)越高，單片機(jī)的應(yīng)用軟件技術(shù)也發(fā)生了巨大的變化，從最初的匯編語(yǔ)言，開(kāi)始演變到C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，不但增加了語(yǔ)言的可讀性，結(jié)構(gòu)性，而且對(duì)于跨平臺(tái)的移植也提供了方便，另外一些復(fù)雜的系統(tǒng)開(kāi)始在單片機(jī)上采用操作系統(tǒng)，一些小的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）等，一方面加速了開(kāi)發(fā)人員的開(kāi)發(fā)速度，節(jié)約開(kāi)發(fā)成本，另外也為更復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)提供了可能。單片機(jī)提供在線編程能力，加速了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)進(jìn)程，為企業(yè)產(chǎn)品上市贏得寶貴時(shí)間。目前單片機(jī)的種類繁多，世界各國(guó)廠商已研制出大約50個(gè)系列、30多個(gè)品種的單片機(jī)產(chǎn)品。在千斤頂和同步系統(tǒng)方面形成規(guī)?；a(chǎn)，年生產(chǎn)能力達(dá)800萬(wàn)臺(tái)以上，銷量位居世界前列。 我國(guó)在這領(lǐng)域起步雖晚，但發(fā)展迅速，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展也獲得了許多曙目的成就，今年（2006年）1月4日，目前世界上最大的閘門——葛洲壩1號(hào)船閘重達(dá)200噸、面積相當(dāng)于籃球場(chǎng)大的上游人字閘門安裝就位。由于其控制簡(jiǎn)便、噸位適中、價(jià)格也很低廉的優(yōu)點(diǎn)使得其在中小企業(yè)、民營(yíng)單位甚至輕工業(yè)領(lǐng)域都有很高的使用度?；趩纹瑱C(jī)控制、液壓傳動(dòng)的四頂頂升系統(tǒng)是較常見(jiàn)的，控制算法較簡(jiǎn)單的一種。也正是在這種環(huán)境下，同步頂升系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，并在建筑、機(jī)械加工、造船等行業(yè)扮演著越來(lái)越重要的角色。而在加工過(guò)程中如何將這些工件準(zhǔn)確的提升至預(yù)定位置則成為最難解決的問(wèn)題，這時(shí)傳統(tǒng)的千斤頂和起重機(jī)等設(shè)備就顯示出先天不足的缺陷來(lái)。由于其體積小、承載重、精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的用于電力、建筑、機(jī)械制造、礦山、鐵路橋梁、造船等多種行業(yè)中，在設(shè)備安裝、起頂拆卸、靜力壓樁、設(shè)備校調(diào)、基礎(chǔ)沉降等工作崗位發(fā)揮了重要的作用。 國(guó)內(nèi)外的研究概況國(guó)外對(duì)同步系統(tǒng)的研究起步較早，基于單片機(jī)控制、液壓傳動(dòng)的四頂頂升系統(tǒng)是較常見(jiàn)的，控制算法較簡(jiǎn)單的一種。在上海因廣場(chǎng)改造而需要整體平移的上海音樂(lè)廳使用了ENERPAC公司開(kāi)發(fā)的一套具有四組共60個(gè)高精度頂升點(diǎn)的計(jì)算機(jī)控制同步頂升和頂推系統(tǒng)。我國(guó)浙江省海鹽縣有“千斤頂之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。它具有因體積小、成本低、控制能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，又由于現(xiàn)在開(kāi)發(fā)環(huán)境的不斷改善，正在以空前的速度迅速取代經(jīng)典電子系統(tǒng)，廣泛的應(yīng)用于家用電器、機(jī)器人、工業(yè)控制單元、儀器儀表、汽車電子系統(tǒng)、金融電子系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等嵌入式產(chǎn)品中。單片機(jī)抗干擾能力加強(qiáng)，使的它更加適合工業(yè)控制領(lǐng)域，具有更加廣闊的市場(chǎng)前景。目前還已經(jīng)有公司推出了可以在線調(diào)試的單片機(jī)，使得單片機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試與開(kāi)發(fā)變得更加方便、快速。 PID控制算法的發(fā)展概況PID（ProportionalIntegralDerivative）即比例、積分、微分，指的是一項(xiàng)流行的線性控制策略。按照偏差的比例、積分、微分進(jìn)行控制（PID控制）是連續(xù)系統(tǒng)控制理論中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種控制技術(shù)。二十世紀(jì)60年代發(fā)展、成熟起來(lái)的現(xiàn)代控制理論和近幾年發(fā)展的智能控制理論仍在大量的PID控制的方法和思想。要求四頂頂升時(shí)必須同步，頂升速度和高度可以人為設(shè)定。 2． 機(jī)械結(jié)構(gòu)與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)四頂同步頂升系統(tǒng)由千斤頂、超高壓泵站、控制系統(tǒng)和操作臺(tái)四部分組成。由于千斤頂?shù)耐庑纬叽巛^大，需承受的較大的沖擊載荷，所以初步擬定采用了法蘭型液壓缸的結(jié)構(gòu)原型，并在此基礎(chǔ)上針對(duì)液壓千斤頂?shù)氖褂锰匦赃M(jìn)行調(diào)整。為了能使頂升系統(tǒng)能夠提供長(zhǎng)時(shí)間而穩(wěn)定的支撐力，采用鎖母來(lái)提供機(jī)械支撐，當(dāng)活塞上升時(shí)，鎖母隨其同步上升，到達(dá)預(yù)定位置后，活塞停止上升，再將鎖母旋到螺紋底部，這時(shí)通過(guò)千斤頂箱體對(duì)鎖母的支撐使得工作臺(tái)所受載荷全部轉(zhuǎn)變?yōu)殒i母和活塞桿之間的梯形螺紋所受到的切應(yīng)力。工作時(shí)發(fā)光元件與光敏元件隨活塞作同步運(yùn)動(dòng)，光柵尺下端固定在底蓋上不動(dòng)，光源與光柵尺的相對(duì)位移量通過(guò)讀數(shù)頭轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳遞給單片機(jī)。 液壓缸底蓋的固定方式由于光柵傳感器放在千斤頂內(nèi)部，考慮到其信號(hào)線的連接問(wèn)題，我們將油缸底蓋與千斤頂?shù)鬃g留有一定空間。螺桿長(zhǎng)度比實(shí)際所需的長(zhǎng)3～5mm，可通過(guò)增加墊片的方法達(dá)到使4個(gè)螺栓平均分配載荷的目的。 千斤頂零部件分析由于頂升系統(tǒng)可能會(huì)在比較惡劣的條件下使用，而且在裝載和卸載重物時(shí)，可能會(huì)因操作不當(dāng)而對(duì)千斤頂?shù)鬃斐奢^大沖擊，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)遭到破壞。對(duì)油缸材料的可選空間很大，對(duì)其進(jìn)行篩選需要有足夠的耐心。本次設(shè)計(jì)雖然活塞與活塞桿采用了一體式設(shè)計(jì)，采用相同的材料，但對(duì)他們的工藝要求很不