【正文】 ，其中 55 PI 調節(jié)器傳遞函數為：ACR 1W =Ki isis?? ?。 第一節(jié) 系統(tǒng)的建模與參數設置 直流電動機的數學模型 在本設計中討論的是直流電動機拖動恒轉巨負載的自動控制系統(tǒng)，直流電動機本身是一個電 磁相互作用的非線性系統(tǒng)，在這里將其近似為一個線性系統(tǒng)，得到直流電動機的傳遞函數為： 120()() 1() ed l m mCnsd Us T T S T SWs ????? 求取雙 閉環(huán)調速系統(tǒng)的數學模型一般采用由內到外，逐環(huán)求取。i++) { StartADC(4)。 } voidchuli() { uint temp。 PinC = 0。 return(temp)。 PinOE = 0。 PinSTART = 0。 PinB = (bit) (Address amp。顯示程序 MOV A,30H LCALL MM MOV P0,A CLR LCALL DELAY 47 MOV A,31H LCALL MM MOV P0,A CLR LCALL DELAY MOV A,32H LCALL MM MOV P0,A CLR LCALL DELAY MOV A,33H LCALL MM MOV P0,A CLR LCALL DELAY RET MM: MOV P2,0FFH MOV P0,00H MOV DPTR,TAB MOVC A,A+DPTR RET 48 TAB: DB 03FH , 06H , 5BH , 4FH , 66H , 6DH , 7DH , 07H , 7FH , 6FH 。R4 高低位互換 ANL A , 0FH 。屏蔽低 4 位 INC R0 。R5 高低 4 位互換 ANL A , 0FH 。每位數加上本身相當于將這個數乘以 2 ADDC A , R5 DA A MOV R5 , A 45 MOV A , R4 ADDC A , R4 DA A 。計數標志位置 1,則執(zhí)行計數 MOV COUNT1,50 。T0 中斷程序 。計數標志位清 0 SJMP LOOP 。計數標志位為 0,則等待 LCALL HEXTOBCDD 。1S 定時計數值 MOV COUNT2,60 。 程序： 因為 8051 得外部中斷源有限，在進行 M 發(fā)測速時，可以擴展外部中斷來滿足要求，相應的設置程序設置如下所示， 此程序 可跟據情況設定時時間，測得的脈沖個數將通過數碼管顯示 1S 定時，測量外部脈沖輸入個數程序 D_TMP EQU 35H COUNT1 EQU 36H COUNT2 EQU 37H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT0 ORG 000BH LJMP TT0 ORG 保護 現(xiàn)場 禁止策速 開放捕捉中斷 恢復現(xiàn)場 中斷返回 容許中斷嗎？ 開放 T/C1 和 T/C0 關閉 T/C1 恢復現(xiàn)場 中斷返回 容許中斷嗎？ 禁止捕捉中斷 保護現(xiàn)場 Y N 41 0030H MA 電機測速計程序 D_TMP EQU 35H COUNT1 EQU 36H COUNT2 EQU 37H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT0 ORG 000BH LJMP TT0 ORG 0030H MAIN: MOV 30H,00H 。 1 轉速調節(jié)中斷服務子程序 2 電流調節(jié)中斷服務子程序 3 故障保護中斷服務子程序 保護現(xiàn)場讀入轉速給定計算轉速轉速調節(jié)允許測速中斷返回恢復現(xiàn)場保護現(xiàn)場讀入電流反饋電流調節(jié)PW M 生成啟動 A / D 轉換中斷返回恢復現(xiàn)場封鎖 PW M輸出分析、判斷故障原因顯示故障原因故障報警等待系統(tǒng)復位 35 1 2 3 36 第三節(jié) PI 控制子程序設計 為了安全起見，系統(tǒng)對轉速調節(jié)器和電流調節(jié)器實行限幅，當轉速調節(jié)中斷服務子程序或電流調節(jié)中斷服務子程序進行到 “ 轉速調節(jié) ” 或 “ 電流調節(jié) ” 時，便進入 PI 控制子程序（如圖 ）。啟動功能鍵按下時，系統(tǒng)開始啟動采樣定時并進入實時控制階段，每次中斷返回時若有復位鍵和新的參數設置 33 鍵按下則返回鍵處理程序。單片機數字控制雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的軟件有主程序、初始化子程序、中斷服務子程序 等。 制動電阻功率計算 制動電阻的工況屬于短時工作，即每次通電時間都很短，在通電時間內，其溫升遠遠達不到穩(wěn)定溫升，而在每次斷電以后的停歇時間又較長， 其溫度可以降至與周圍環(huán)境溫度相同。 4 制動電阻的計算 制動電阻最小值 制動單元由制動電阻和制動功率管組成，構成的制動回路中，其最大電流受功率管 Q 1最大電流的限制，最小制動電阻： .. (2) RBmin=UDL/IQmax UDL— 制動運行時，直流電壓下限值 30 IQmax— 制動控制功率管最大工作電流 (取決于所選功率管型號 ) 制動電阻最大值 根據變頻器額定電流計算 再生發(fā)電能量流回直流回路時，是通過逆變器的。 泵升電壓控制電路 29 泵升電壓檢測和控制電路如圖 3 所示，當電解電容 C 兩 端的電壓 Uin 大于泵升電壓下限 UDL 時， U1B 輸出高電平，三極管 Q 2 導通， A 點電勢變?yōu)楦唠娖健? 制動電路的下限電壓值 UDL= 110%=566V。因此，制動電阻是制動單元的重要參數；制動單元的控制方式則涉及是否能夠有效地控制和實現(xiàn)控制過程的問題 . 3 制動控制單元設計 28 直流電壓上下限的確定 工程上，泵升電壓抑制電路的參數計算和選擇原則： (1)泵升電壓必須低于主電路電容器和功率器件的電壓定額，一般可選擇 130% UC(0)作為上限 (其中 ,UC(0)為正常運行時電容 C 上的電壓值 )。當直流電壓上升到制動運行時的電壓上限 UDH 時，制動單元的控制電路使制動開關器件 Q1 導通，電阻被并聯(lián)在直流回路上，開始工作。 其中的制動電阻與絕緣門雙極晶體管 IGBT 組成的制動單元串聯(lián)連接，然后并聯(lián)在直流回路上。能耗制動單元配合制動電阻可以很好地實現(xiàn)對再生能量的消耗，達到變頻器制動的目的。隨之而來的制動問題越來越受到人們的關注，在變頻調速系統(tǒng)中，異步電機的減速或停止是通過逐漸降低變頻器的輸出頻率來實現(xiàn)的，隨著變頻器輸出頻率的降低，電機的同步轉速降低，但是由于機械慣性的存在，電機轉子的轉速不會突變。鍵盤的列掃描縣送會掃端 RL0RL3 上。因此 8279 的地址分別為：數據口： 7EFFH；命令口或狀態(tài)口： 7FFFH。由 口為 8279 輸出定時時鐘。 INTEL8279 可以顯示 8 位或 16 位 LED 顯示器，可以和具有 64 個按鍵或傳感器的陣列相連，通過編程可以實現(xiàn)多種工作方式。DB0DB7是數字量的輸出。 START是芯片的啟動引腳，其上脈沖的下降沿起動一次新的 A/D 轉換。這樣循環(huán)， T/C0 完成了記數高頻時鐘脈沖個數 2M 和 8279 脈沖信號的輸出。由此確定電機的轉動方向。觸發(fā)器總是在 B 脈沖為高電平時觸發(fā)，這時 D 觸發(fā)器的輸出端 Q 輸出為高電平。編碼盤輸出的 Z 相脈沖用于復位計數器，每轉一圈復位一次計數器；編碼盤的旋轉方向可以通過 D 觸發(fā)器的輸出信號 Q 來判斷。 碼盤上有相標志，每轉一圈 Z 相 輸出一個脈沖。 圖 增量式光電編碼盤結構及信號輸出 這里以三相編碼器為例介紹增量式編碼器的工作原理及其結構。由光電式旋轉編碼器產生與被測轉速成正比的脈沖，測速裝置將輸入脈沖轉換為以數字形式表示的轉速值。 圖 為 SOIC 封裝的IR2112S 的引腳排列。 10mA 貯存溫度范圍： 65176。 （ 2）芯片 4585 的功能表： 輸入 輸出 比較 級取 AB3 AB2 AB1 A0、B0 AB A=B AB AB A=B AB A3B3 * * * * * 1 0 0 1 A3=B3 A2B2 * * * * 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1B1 * * * 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0B0 * * 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0 0 0 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0 0 1 0 0 1 0 17 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0B0 1 0 0 1 0 0 A3=B3 A2=B2 A1B1 * * * * 1 0 0 A3=B3 A2B2 * * * * * 1 0 0 A3B3 * * * * * * 1 0 0 （ 3）芯片 4585 的引腳圖： 圖 4585 的引腳圖 2．芯片 4040 芯片 4040 是一個 12 位的二 進制串行計數器，所有計數器位為主從觸發(fā)器，計數器在時鐘下降沿進行計數。隨著計數值的增加， Q2— Q9 由全“ 1” 16 變?yōu)槿?0”時，圖中 U2 的（ AB）輸出端又變?yōu)榈碗娖?，這樣就在 U2 的（ AB）端得到了 PWM 的信號 ，它的占空比為（ 255 X / 255） *100%，那么只要改變 X 的數值，就可以相應的改變 PWM 信號的占空比，從而進行直流電機的轉速控制。 兩片數值比較器 4585，即圖上 U U3 的 A 組接 12 位串行 4040 計數輸出端 Q2— Q9，而 U U3 的 B 組接到單片機的 P1 端口。 圖 轉速環(huán)等效近似處理后校正成為典型 II 系統(tǒng)框圖 ASR 也應該采用 PI 調節(jié)器，其傳遞函數為： WASR（ s） = Kn（τ ns +1） /τ ns Kn轉速調節(jié)器的比例系數； τ n轉速調節(jié)器的超前時間常數。 檢查對電源電壓的抗干擾性能： Tl /T∑ I =,參照教材中表 23 的典型型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能， 各項指標都是可以接受的。 2） 電流濾波時間常數 Toi:取 Toi=4ms=。 快速熔斷器的額定電流的計算如下： Itn=π *Ita/2 (A) 其中 Ita 為晶閘管的額定通態(tài)平均電流，即為 。這種紋波往往是有害的，需要由平波電抗器加以抑制。系統(tǒng)允許的最高晶振頻率為 12MHz。 串行口：它是用來實現(xiàn)單片機和其他設備之間的串行數據傳送。通常說的內部數據存儲器就是指這前 128 個單元，簡稱內部 RAM。本系統(tǒng)選用我們比較熟悉的 8051 作為微型計算機。 經上述考慮 ,本系統(tǒng)組成的方框圖如圖 所示。 6 本系統(tǒng)采用霍爾元件作為檢測電動機電樞電流的傳感器 ,其電流容量為 50A,轉換比例為 1000： 1。 5 圖 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)電路原理圖 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)動態(tài)數學模型 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)動態(tài)結構圖如圖 所示。 圖 1－ 為轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的原理圖。為了提高生產率，要求盡量縮短起動、制動、反轉過渡過程的時間，最好的辦法是在過渡過程中始終保持電流（即動態(tài)轉矩 ）為允許的最大值，使系統(tǒng)盡最大可能加速起動，達到穩(wěn)態(tài)轉速后，又讓電流立即降低，進入轉矩與負載相平衡的穩(wěn)態(tài)運行。但又不是固定其中一個橋臂始終為低頻 (輸出基頻 )，另一個橋臂始終為高頻 (載波頻率 )，而是每半個輸出電壓周期切換工作，即同一個橋臂在前半個周期工作在低頻，而在后半周則工作在高頻，這樣可以使兩個橋臂的功率管工作狀態(tài)均衡，對于選用同樣的功率管時，使其使用壽命均衡，對增加可靠性有利。直流斬波器和脈寬調制交換器