【正文】 品質，調節(jié)器均采用 PI 調節(jié)器并對系統(tǒng)進行了校正。計算機則要求采用 51 內核的單片機實現(xiàn)控制。機電時間常數(shù) TM=；電動勢系數(shù) Ce=*min晶閘管裝置放大倍數(shù) Ks=53晶閘管整流電路滯后時間 Ts=2）主要技術指標：調速范圍 01500 r/min 電流過載倍數(shù)： 倍速度控制精度 %（額定轉速時）3）主要要求：直流電動機的控制電源采用晶閘管裝置，在其輸入電壓為 05V 時可以輸出0264V 電壓，為電機提供最大 25A 輸出電流。轉速、電流控制采用 PI 控制算法，設計增量式 PI 控制算法。 課程設計要求完成直流電機轉速、電流控制系統(tǒng)設計。 DC speed control system。在設計中調速系統(tǒng)的主電路采用了三相全控橋整流電路來供電。介紹了一臺 3KW 直流電動機與 8051 單片機構成的數(shù)字化直流調速系統(tǒng)。用單片機取代模擬觸發(fā)器、電流調節(jié)器、速度調節(jié)器及邏輯切換等硬件。選用了轉速、電流雙閉環(huán)調速控制電路。 Double closedloop。 課程設計的預備知識熟悉計算機控制技術基本知識及直流控制系統(tǒng)的有關知識。 。電磁時間常數(shù) TL=。采用雙閉環(huán)（速度環(huán)和電流環(huán)）控制方式。從閉環(huán)反饋結構上看，電流調節(jié)環(huán)在里面，是內環(huán)，按典型Ⅰ型系統(tǒng)設計；轉速調節(jié)環(huán)在外面，成為外環(huán)，按典型Ⅱ型系統(tǒng)設計。 數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)硬件結構根據(jù)系統(tǒng)原理我們設計了數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)硬件結構，如圖 2 所示，系統(tǒng)的特點：雙閉環(huán)系統(tǒng)結構，采用微機控制；全數(shù)字電路，實現(xiàn)脈沖觸發(fā)、轉速給定和檢測；采用數(shù)字 PI 算法。電壓、電流和溫度檢測由 A/D 轉換通道變?yōu)閿?shù)字量送入微機；轉速檢測用數(shù)字測速（光電碼盤） 。 限流電阻為了避免大電容 C 在通電瞬間產(chǎn)生過大的充電電流，在整流器和濾波電容間的直流回路上串入限流電阻（或電抗） ，通上電源時，先限制充電電流，再延時用開關 K 將短路，以免長期接入時影響整流電路的正常工作，并產(chǎn)生附加損耗。在不希望使用大量電容器（在容量為幾千瓦的調速系統(tǒng)中，電容至少要幾千微法）從而大大增加調速裝置的體積和重量時，可以采用由分流電阻 Rpar和開關管 VTpar組成的泵升電壓限制電路，如圖 4 所示。在這里，首先設計電流調節(jié)器，然后把整個電流環(huán)看作是轉速調節(jié)系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，再設計轉速調節(jié)器圖 5。忽略反電勢對電流環(huán)影響的條件：wci≥ ＝ ＝5001Tm3??雙閉環(huán)直流電動機數(shù)字調速系統(tǒng)設計7滿足近似條件。=(5+1)/(2*5*5*178。實際上，由于表中是按線性系統(tǒng)計算的，而突加階躍給定時，ASR 飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應該按照退飽和時的情況重新計算超調量。若 UiUmin，則跳轉MOV A,UiSJMP DONELP1:MOV A,7BHSJMP DONELP2:MOV A,7AHDONE: MOV 90H，A ；輸出 Ui 到 P1 口RETIIN：MOV 6FH，I MOV A，6FH ；I 給 A MOV B，7FH ；ei 給 B MUL AB ；Pi=I*ei 給 A MOV R2，A ；Pi 給 R2 RETIP：MOV 6EH，P CLR C MOV A，7FH ；ei 給 A SUBB A，7EH ；eiei1 給 A MOV 7EH，7FH ；ei 給 ei1 MOV B，6EH MUL AB ；（eiei1）*P 給 A MOV R3，A ；Pp 給 R3 RETI雙閉環(huán)直流電動機數(shù)字調速系統(tǒng)設計10四、控制回路 PWM 控制電路PWM（脈沖寬度調制）是通過控制固定電壓的直流電源開關頻率，改變負載兩端的電壓，從而達到控制要求的一種電壓調整方法。也正因為如此，PWM 又被稱為“開關驅動裝置” 。PWM 信號發(fā)生電路如圖所示：雙閉環(huán)直流電動機數(shù)字調速系統(tǒng)設計11 PWM 功率放大驅動電路設計該驅動電路采用了 IR2110 集成芯片，該集成電路具有較強的驅動能力和保護功能。將 IC1 的 HIN 端與 IC2 的 LIN 端相連，而把 IC1 的 LIN 端與 IC2 的 HIN 端相連，這樣就使得兩片芯片所輸出的信號恰好相反。電源經(jīng) Q1 至電動機的正極經(jīng)過整個直流電機后再通過 Q4 到達零電位，完成整個的回路。此時 Q2 的漏極近乎于零電平，Vcc 通過 D1 向 C1 充電，為 Q1 的又一次導通作準備。雙閉環(huán)直流電動機數(shù)字調速系統(tǒng)設計12圖 8。設電源電壓為 V，那么電樞電壓的平均值為：Vout= [ t1 ( T t1 ) ] V / T = ( 2 t1 – T ) V / T = ( 2D – 1 )V定義負載電壓系數(shù)為 λ，λ= Vout / V, 那么 λ= 2D – 1 ；當 T 為常數(shù)時，改變 HIN為高電平的時間 t1，也就改變了占空比 D，從而達到了改變 Vout 的目的。當 λ= 時，Vout=0,此時電機的轉速為 0；當 λ1 時，Vout 為正，電機正轉；當 λ=1 時，Vout=V,電機正轉全速運行。8279 與 MCS－51 單片機的接口非常簡單，因而在單片機應用系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。啟動信號為脈沖啟動形式。這里以三相編碼器為例來介紹增量式編碼器的工作原理及其結構。此外，為判斷旋轉方向，碼盤還提供相位相差 90176。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。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。為了在較寬的速度范圍內獲得高精度和快速的數(shù)字測速，本設計使用每轉 1024 線的光電編碼器作為轉速傳感器，它產(chǎn)生的測速脈沖頻率與電機轉速有固定的比列關系，微機對該頻率信號采用 M/T 法測速處理。整個控制程序由主程序、外中斷服務程序、PI 運算程序及各種輔助程序組成，程序總長小于 4K 字節(jié)，運行一遍的時間小于 。其流程圖如下圖：啟動定時子程序主 程 序系 統(tǒng) 初 始 化鍵 處 理刷 新 顯 示系 統(tǒng) 初 始 化設 定 定 時 器 、 PWM、數(shù) 字 測 速 工 作 方 式參 數(shù) 及 變 量初 始 化設 定 I/O、 通 信 接 口 及顯 示 、 鍵 盤 工 作 方 式返 回數(shù) 據(jù) 通 信有 鍵 按 下 嗎 ？ YN雙閉環(huán)直流電動機數(shù)字調速系統(tǒng)設計17中斷服務子程序完成實時性強的功能，如故障保護、PWM 生成、狀態(tài)檢測和數(shù)字 PI 調節(jié)等,中斷服務子程序由相應的中斷源提出申請，CPU 實時響應。三種中斷服務中，故障保護中斷優(yōu)先級別最高，電流調節(jié)中斷次之，轉速調節(jié)中斷級別最低。把理論用于實踐，鍛煉了自己的動手能力和獨立思考的能力。雖然論文中仍有不足，但我相信，在以后的學習中，我能努力做到完善。參考文獻. 電力拖動自動控制系統(tǒng)，機械工業(yè)出版社， 第 3 版. 微型計算機控制技術，中國電力出版社，2022. 單片機原理及接口技術，人民郵電出版社，2022. 電氣傳動控制系統(tǒng)設計指導，機械工業(yè)出版社