【正文】 顯示字形表 0,1,2,3 DB 66H,6DH,7DH,07H 。提出了不平衡量的算法；3. 設(shè)計了雙配重固定半徑的極坐標式機械平衡頭，這種平衡頭的機械結(jié)構(gòu)可靠，平衡精度高，控制簡單，可以滿足磨床砂輪動衡的精度要求；4. 設(shè)計了應用電源，可以由220V電壓變壓成正負5V和正12V電壓作為需要的電壓源；參考文獻1 馬海濤，尤文，賈文超，一種基于重塊平衡原理的砂動平衡系統(tǒng)建模方法[J].長春工業(yè)大學學報 （自然科學版），：21232 尤文，馬海濤，賈文超，砂輪動平衡測控系統(tǒng)的建模與分析[J].計算機測量與控制，（8）3 楊曉紅，陳兆豐，尤文，賈文超，不平衡信號的精密譜分析及其在砂輪動平衡測控儀中的應用[J].長春理工大學學報（自然科學版），4 胡漢才，單片機原理及其接口技術(shù)[M].北京：清華大學出版社，20035 李勇，劉永光，須根發(fā)等，自動平衡頭供電特性研究[J].1998：1041066 秦曾煌，電工學（第五版）[M].高等教育出版社，20017 馬浩，賈慶軒，轉(zhuǎn)子動平衡理論分析[J].機械工程學報，：138 歐陽紅兵，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在線動平衡綜述與展望[J].機械工程學報，（4）9 華成英，童詩白，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）[M].高等教育出版社，200610 閻石，數(shù)字電子技術(shù)[M].高等教育出版社，200411 汪建中，磨床砂輪動平衡的原理與應用[J].常州工學院學報，12 曲磊，韓順杰，王蔚，基于時間最優(yōu)控制的砂動平衡測控系統(tǒng)的研究[J].氣象水文海洋儀器，200613 李長河，原所先，修世超，蔡光起，超高速磨削中的砂輪自動平衡技術(shù)[J].機械加工與自動化，：293114 韓繼光，王貴成，精密磨床的砂輪自動平衡系統(tǒng)[J].徐州師范大學學報（自然科學版），：656815 丁敘生，一種快速靜平衡砂輪的方法[J].制造、材料，：404116 張德江，計算機控制系統(tǒng)[M].機械工業(yè)出版社，17 陳照章，跟蹤濾波器的設(shè)計及應用[J].儀器儀表學報，：24424618 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（58）由于式（58）得出的是數(shù)字PID控制器輸出控制量的增量值，因此，稱之為數(shù)字PID控制算法的增量式。但過大，會使系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定。圖53為比例積分微分控制器的階躍響應曲線?！　∪绻哉ㄊ腔诳刂坡傻模?jīng)常難以把由負載干擾引起的影響和過程動態(tài)特性變化引起的影響區(qū)分開來，因此受到干擾的影響控制器會產(chǎn)生超調(diào)，產(chǎn)生一個不 必要的自適應轉(zhuǎn)換?！　〉谌?，PID控制器在實踐中也不斷的得到改進，下面兩個改進的例子。這種“校正網(wǎng)絡(luò)”，有很 多方法完成，其中就有PID方法。經(jīng)?？吹接嘘P(guān)PID調(diào)節(jié)問題書籍，那么PID調(diào)節(jié)的實質(zhì)是什么？通俗的概念是什么？我們通過圖51進行分析。測量關(guān)心的變量，與期望值相比較，用這個誤差糾正調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的響應。當片選信號變?yōu)榈碗娖胶?，DATA引腳的數(shù)據(jù)在CLK引腳的上升沿被寫入HD7279A的緩沖寄存器。具有消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等多種控制指令，在儀器儀表，工業(yè)控制器，控制面板等方面的應用極為廣泛。環(huán)境溫度－20℃～60℃；表43 L298N功能模塊運轉(zhuǎn)狀態(tài)0XX停止110正轉(zhuǎn)101反轉(zhuǎn)111剎停100停止 電機的選擇本設(shè)計使用的永磁直流電機是由北京勇光高特微電機有限公司生產(chǎn)的90SY80_170型電機。 執(zhí)行電路下圖為本次設(shè)計的執(zhí)行電路：圖413 執(zhí)行電路圖圖413使用的芯片L298N。圖410 光電傳感器電路圖光電信號處理器即光電信號整理電路，在使用過程中，發(fā)現(xiàn)所用的光電傳感器的輸出信號很不穩(wěn)定，為此，設(shè)計光電整形電路。 在本次設(shè)計中，使用的是反射型光電傳感器，主要用來得到轉(zhuǎn)速信號，用于控制采樣和測量轉(zhuǎn)速。 CLK為時鐘輸入信號線。通道選擇表如下所示。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機直接接口?？梢酝怀鲇杏妙l率的信號，衰減無用頻率的信號，抑制干擾和噪聲，以達到提高信噪比或選頻的目的，因而有源濾波器被廣泛應用于通信、測量及控 制技術(shù)中的小信號處理。RRC2構(gòu)成交流負反饋電路，C1是高頻補償電容。 ZCC202 　　A0,A1:地址選擇線,用來選擇8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器. 　　當A0=0,A1=0時,PA口被選擇。/CS=1時,8255無法與CPU做數(shù)據(jù)傳輸. 　　RD:讀信號線，當這個輸入引腳為低電平時,即/RD=0且/CS=0時,允許8255通過數(shù) 據(jù)總線向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即CPU從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。實時控制、故障自動處理、單片機與外圍設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送往往采用中斷系統(tǒng)。定時器的定時時間與系統(tǒng)的振蕩頻率緊密相關(guān)，因為C51系列單片機的一個機器周期由12個振蕩脈沖組成，所以，計數(shù)頻率fc=fosc/12。51系列單片機的4個I/O口都是8位雙向口，這些口在結(jié)構(gòu)和特性上是基本相同的，但又各具特點。輸出：PSEN——片外程序存儲器選通信號，低電平有效。EA/Vpp——片外程序存儲器訪問允許信號，低電平有效。——INT1外部中斷1，輸入。P2口可以驅(qū)動4個LSTTL負載。P1口——8位、準雙向I/O口。XTAL1——輸入到振蕩器的反向放大器。對 于89C51安排了21個特殊功能寄存器， 每個寄存器為8位，所以實際上128個字節(jié) 并沒有全部利用。也就是最多可以 在外部擴展2*64KB存儲器。單片機是程序控制式計算機，即它的運行過程是在程序控制下逐條執(zhí) 行程序指令的過程：從程序存儲器中取出指令送指令存儲器IR，然后指令譯碼器ID進行譯碼，譯碼產(chǎn)生一系列符合定時要求的微操作信號，用以控制單片機的各部分動作。AT89系列單片機有標準型的AT89C系 列和高檔型的AT89S系列。第四章 硬件設(shè)計 單片機最小系統(tǒng)在整個設(shè)計中，單片機的應用是設(shè)計核心的關(guān)鍵。2 個偏心齒圈的各自旋轉(zhuǎn)方向及其角度可由微機按拾振信號及控制算法實施控制,也可由人工手動控制,直至達到設(shè)定的振動目標值之內(nèi)為止。方式(3) 克服了以上的缺陷,平衡塊可在0176。平衡頭是由兩個相同的傳動機構(gòu)組成,結(jié)構(gòu)如圖21右所示:圖21 平衡頭的結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)方案設(shè)計根據(jù)平衡質(zhì)量塊在平衡頭上移動的軌跡,平衡頭力補償?shù)姆绞娇煞譃槿N:(1) 單配重極坐標方式。大致掌握動平衡的特點。在工業(yè)化國家廣泛應用，但價格昂貴，并且國外的大多數(shù)平衡機產(chǎn)品并不適應于我國國情。因此如有外界振動存在，磨床應裝有避振器或隔離措施。本系統(tǒng)的拾振原理振動傳感器把收集到的磨床的各種振動信號輸入微機，由微機內(nèi)的窄波濾波器按主軸轉(zhuǎn)速濾波，分辨出由砂輪不平衡引起的即刻振動值（徑向振動位移值）。砂輪表面微孔對冷卻液吸附的不平衡在磨削過程中，由于砂輪表面微粒及微孔對冷卻液吸附的不均勻性就會造成砂輪的附加不平衡。 砂輪動平衡測控系統(tǒng)的目的常用砂輪機械中包含著大量的作旋轉(zhuǎn)運動的零部件，例如：各種轉(zhuǎn)動軸、主軸、電動機和汽輪機的轉(zhuǎn)子等，統(tǒng)稱為回轉(zhuǎn)體。1995年夏天在FARREL磨床維修中配用了從美國許密特（Schmitt）工業(yè)公司進口的SBS動平衡裝置。t a direct motor to balance the amount of pensation and the design of software.By this research, online move the wheel out of the framework of a hardware circuit simple, and times of the sampling frequency high precision, tracking speed and fulfilled the system of the basic function, for further study before the technology we have still a good foundation.Keywords： Sensor MCU Dynamic balance The ma``thematical model目 錄第一章 緒論 1 論文選題的來源及意義 1 砂輪動平衡測控系統(tǒng)的目的 2 傳統(tǒng)靜平衡存在的問題 2 本系統(tǒng)在線平衡的特點 3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4 題目研究內(nèi)容 4 工作量 4第二章 方案論證 6 控制對象簡介 6 系統(tǒng)方案設(shè)計 6 砂輪平衡技術(shù)的選擇 6 平衡頭系統(tǒng)的工作原理 7 7第三章 平衡頭數(shù)學模型的建立 9 位置調(diào)節(jié)模型 9 平衡模型及其方框圖 10第四章 硬件設(shè)計 13 單片機最小系統(tǒng) 13 89C51系列單片機 14 89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 15 AT89C51系列引腳功能 16 AT89C51系列單片機的功能單元 18 拓展單元8255單元 19 拓展芯片8255 20 8255功能引腳 20 磁電式振動速度傳感器 21 放大電路 22 濾波器 23 ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器 25 ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 25 ADC0809引腳結(jié)構(gòu) 26 ADC0809應用說明 27 27 28 29 執(zhí)行電路 29 電機的選擇 30 顯示電路 31 HD7279A的典型應用 32 顯示電路硬件設(shè)計 33第五章 PID控制算法研究 35 PIN控制的工作原理 35 PID控制的特點 36 PID控制算法 37 PID調(diào)節(jié)器的數(shù)字化 38 PID參數(shù)的整定的整定方法 40第六章 軟件設(shè)計 42 軟件流程圖 42 A/D采樣數(shù)據(jù)軟件設(shè)計 43 平衡過程流程圖 44總 結(jié) 46參考文獻 47致 謝 48附錄1：程序清單 49附錄2：系統(tǒng)原理圖 6162第一章 緒論 論文選題的來源及意義 任何轉(zhuǎn)子在圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)時，都可能由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均勻而產(chǎn)生離心力。 通過本文的研究，構(gòu)架了砂輪在線動平衡系統(tǒng)的框架，具有硬件電路簡單，倍頻采樣精度高，跟蹤速度快的優(yōu)點，實現(xiàn)了系統(tǒng)的基本功能，為進一步研究砂輪動平衡技術(shù)打下了良好的基礎(chǔ)。砂輪僅由人工進行安裝前的傳統(tǒng)靜平衡試驗，其初始平衡精度就比較差；再加上磨削過程中砂輪表面微孔對冷卻液的吸附，以及砂輪磨損和休整所增添的附加不平衡，所以影響磨削質(zhì)量。而砂輪安裝的偏心度、砂輪的厚度不均、主軸的不平衡及砂輪對冷卻液的吸附等，會使振動更加增大。砂輪的偶不平衡砂輪制造中除了靜不平衡外，還存在著偶不平衡。先天的不平衡無法避免，再加上后天的不平衡，使磨床砂輪的旋轉(zhuǎn)始終處于不平衡的狀態(tài)之中。2個永磁直流電機的各自旋轉(zhuǎn)方向及其角度可由微機按拾振信號控制，也可由人工手動控制，直至達到設(shè)定的振動目標值之內(nèi)為止。到目前為止國內(nèi)相關(guān)濾波技術(shù)，跟蹤濾波技術(shù)，數(shù)字信號處理技術(shù)，計算機技術(shù)等都已廣泛應用于動平衡的測量和控制系統(tǒng)中，在算法上，出現(xiàn)了對檢測信號的DSP處理的FIR算法，基于小波分析算法，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和遺傳算法，把影響系數(shù)與傳遞函數(shù)結(jié)合等新模型算法以及矢量算法，轉(zhuǎn)子混沌行為研究等?？焖僦苯颖平钇胶馕恢茫箘悠胶膺_到較完善的程度，還可省略靜平衡，直接進行動平衡，達到足夠小，對磨削幾乎無影響振動。提高驅(qū)動力矩,細化步進角。平衡質(zhì)量塊相對平衡頭只做周向移動,各個平衡質(zhì)量塊只改變方向,不改變大小。其平衡程序由微機按拾振信號驅(qū)動2 個永磁直流電機同