【正文】 北京：中國鐵道出版社， 1997 [17]xunminzhang。北京：水利電力出版社， 1979 [13]熊光楞。北京 :高等教育出版社，經(jīng)濟日報出版社， 1998。 [7]涂時亮，張友德。單片機應用文集 [M]。北京：機械工業(yè)出版社， 20xx。 總之，通過本次設計不僅進一步強化了專業(yè)知識，還掌握了設計系統(tǒng)的方法、步驟等，為今后的工作和學習打下了堅實的基礎。在以往的數(shù)字化直流調速系統(tǒng)中轉速常用測速發(fā)電機來檢測，這種模擬測速方法的精度不夠高，在低速時更為嚴重，很難保障生產的高效、安全運行，所以在本次設計中測速采用了目前較先進的旋轉編碼器測速，即數(shù)字測速。第二階段， ASR 飽和，轉速環(huán)相當于開環(huán)狀態(tài)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流給定作用下的電流調節(jié)系統(tǒng)，電流基本上保持不變，拖動系統(tǒng)恒加速，轉速線形增長。采用面向電氣原理結構圖方法構成的雙閉環(huán)系統(tǒng)仿真模型如圖 71所示。 外部中斷 INT0，完成同步校正的數(shù)據(jù)測量功能 。 圖 64 電流自適應程序框圖 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 39 速度環(huán)中斷服務程序的設計 測速軟件包括捕捉中斷服務子程序（如圖 65 所示）和測速時間中斷服務子程序（如圖 66 所示）構成，轉速調節(jié)中斷服務子程序中進行到“測速允許”時，開放捕捉中斷，但只有到旋轉編碼器脈沖前沿到達時，進入捕捉中斷服務子程序，旋轉編碼器脈沖計數(shù)器 M1 和高頻時鐘計數(shù)器 M2 才真正開始計數(shù)，同時打開測速時間計數(shù)器 T1，禁止捕捉中斷，使之不再干擾計數(shù)器計數(shù)。首先檢查下速度給定 UGn 和速度反饋 UFn 是否為零或者小于某臨界值 n0，若不為零系統(tǒng)正常運行。常有的數(shù)字濾波主要有三種，它們分別是算數(shù)平均值濾波、中值濾波和中值平均濾波。位置式 PI 調節(jié)器的結構清晰， P 和 I 兩西南科技大學本科生畢業(yè)論文 34 部分作用分明，參數(shù)調整簡單明了。 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 32 第 6 章 控制系統(tǒng)軟件設計 本調速系統(tǒng)的全部軟件包括主程序、子程序以及中斷處理程序，系統(tǒng)軟件設計主要采用模塊式結構設計。 圖 58 速度環(huán)被控對象結構圖 （ 2） 速度調節(jié)器的求取 引入狀態(tài)反饋后圖 58 可以畫成如圖 59 所示的框圖。 zLSG 為電流環(huán)控制對象的 Z變換 , )(39。 本系統(tǒng)電流調節(jié)器最大輸出電壓 UKm=,晶閘管最大輸出整流電壓為 UDO = 則 KSCR= =， 所以晶閘管傳遞函數(shù)為10 0 1 )( ???? ssS C RT S C RKsS C RG（ 58） （ 2） 電流反饋傳遞函數(shù) 電流反饋回路由交流互感器經(jīng)三相橋式整流及 T 型濾波構成 ,一 般時間常數(shù)在 1∽ 2ms 之間。交流電源線電壓 Vac 經(jīng)變壓器變壓，穩(wěn)壓管削波后輸入比較器 LM339，比較器輸出再經(jīng)過光電隔離及反相后產生一個與 Vac 同相位的方波信號，輸出的方波信號加到 0INT 上，它置為調變觸發(fā)方式。其中利用 T1 作為定時器，計時 Tc 時間產生中斷，旋轉編碼器輸出的脈沖個數(shù) M1 由 口檢測，同一時間間隔的高頻時鐘脈沖個數(shù) M2 由 口檢測，最后由轉速中斷程序完成轉速的測量等等。在一定的時間 Tc 內測取旋轉編碼器輸出的脈沖西南科技大學本科生畢業(yè)論文 23 個數(shù) M1，用以計算這段時間內的平均轉速，稱作 M 法測速。 圖 43 增量式旋轉編碼器示意圖 上述脈沖序列正確地反映了轉速的高低，但不能鑒別轉向。不過模擬測速方法的精度不夠高，在低速時更為嚴重。 電流測量和速度給定值輸入 本系統(tǒng)使用 ADC0808 8 路 8 位 A/D 轉換器，它的地址為 7FFFH。 80C31 單片機簡介 80C31 單片機屬于基本型的 51 系列單片機，它采用 HMOS 工藝，片內集成有 8 位 CPU；片內駐留 128 字節(jié)的 RAM 以及 21 個特殊功能寄存器；片內還包括兩個 16 位定時器 /計數(shù)器、一個全雙工串行 I/O口（ UART）、 32 條 I/O 線、 5 個中斷源和兩級中斷，尋址能力達 128K字節(jié)（其中程序存儲器 ROM 和數(shù)據(jù)存儲器 RAM 各 64K 字節(jié)）。 脈沖分配表 在觸發(fā)六個晶閘管時，要按照圖 43 的順序，依次發(fā)出控制信號。當α由α k1 變?yōu)棣?k 時，應有：Δ =α kα k1+600 在控制時，一般均使用單片機的定時器來完成觸發(fā)脈沖輸出。相對觸發(fā)方式是以前一觸發(fā)脈沖為基準來確定后一觸發(fā)脈沖時刻，它用加長或縮短相鄰兩次觸發(fā)脈沖之間的間距來改變控制角，在穩(wěn)態(tài)時，這個間距等于 600，控制角α改變時，該間距應相應改變。在觸發(fā)時，采用雙脈沖觸發(fā)方式，每次兩組各有一個晶閘管導通。 可逆系統(tǒng)中限制環(huán)流電抗器（又稱均衡電抗器），電感量 TL （單位為 mH）的計算公式為：一般說來，均衡電抗器 raL 和平波電抗器 DL分設的方案比較經(jīng)濟，故采用較為普遍。 平波電抗器的計算 為了使直流負載得到平滑的直流電流，通常在整流輸出電路中西南科技大學本科生畢業(yè)論文 15 串入帶有氣隙的鐵心電抗器 dL ，稱平波電抗器。限制 dtdu/ 過大可在電源輸入端串聯(lián)電感和在晶閘管每個橋臂上串聯(lián)電感，利用電感的濾波特性，使 dtdu/ 降低。電容耐壓可選加在晶閘管兩端工作電壓峰值 mU 的 ～ 倍。F 的鋁電解電容器，選 MY31220/5 型壓敏電阻。 直流調速系統(tǒng)的保護 晶閘管有換相方便，無噪音的優(yōu)點。裕量，則 B=cosα =, ? ? VU 133~111 ~12 ???? 取 U2=120V。 綜上所述，本系統(tǒng)用一臺單片機及外部擴展設備代替原模擬系統(tǒng)中速度調節(jié)器、電流調節(jié)器、觸 發(fā)器、邏輯切換單元、電壓記憶環(huán)節(jié)、鎖零單元和電流自適應調節(jié)器等，從而使直流調速系統(tǒng)實現(xiàn)全數(shù)字化。綜上選晶閘管三相全控橋整流電路供電方案。根據(jù)本此設計的技術要求和特點選 VM 系統(tǒng)。與交流調速相比，直流電機結構復雜，生產成本高，維護工作量大。實時控制結果表明，本數(shù)字化直流調速系統(tǒng)實現(xiàn)了電流和轉速雙閉環(huán)的恒速調節(jié)，并具有結構簡單，控制精度高，成本低，易推廣等特點，而且各項性能指標優(yōu)于模擬直流調速系統(tǒng)，從而能夠實際的應用到生產生活中，滿足現(xiàn)代化生產的需要。由于以微處理器為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)硬件電路的標準化程度高，制作成本低，且不受器件溫度漂移的影響。最后進行軟件編程、調試以及計算機仿真。 第 2 章 系統(tǒng)方案選擇和總體結構設計 .................................................................... 6 調速方案的選擇 .......................................................................................................6 系統(tǒng)控制對象的確定 ........................................................................................6 電動機供電方案的選擇 .............................................................................. 6 總體結構設計 ...................................................................................................... 7 系統(tǒng)結構選擇 ................................................................................................. 7 系統(tǒng)的工作原理 ............................................................................................ 9 第 3 章 主電路設計與參數(shù)計算 ................................................................................. 10 整流變壓器的設計 ................................................................................................10 變壓器二次側電壓 U2 的計算 ............................................................... 10 一次、二次相電流 I I2 的計算 .................................................... 10 晶閘管元件的選擇 .......................................................................................... 11 晶閘管的額定電壓 ..................................................................................... 11 晶閘管的額定電流 ..................................................................................... 11 直流調速系統(tǒng)的保護 ..................................................................................... 12 過電壓保護 .................................................................................................... 12 電流保護 ....................................................................................................... 14 平波電抗器的計算 ..................................................................................... 14 勵磁電路元件的選擇 ...........................................................................................15 主電路及保護電路原理圖 .................................................................................16 第 4 章 控制電路與單片機系統(tǒng)設計 ....................................................................... 17 晶閘管觸發(fā)控制電 路設計 ................................................................................17 晶閘管觸發(fā)方法 ......................................................................................... 17 控制算法 ........................................................................................................