【正文】 態(tài)響應(yīng)快，適用于要求大范圍無級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)目前，大多數(shù)氣動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)都使用電樞控制法。 PWM的調(diào)制方法PWM有三種調(diào)制方法：a) 定寬調(diào)頻法：保持不變，只改變，這樣使周期T也隨著而改變。要提高電路的效率，可以從保證功率器件的開關(guān)工作狀態(tài)和防止共態(tài)導(dǎo)通。SS2為一組，SS4為一組，這兩組狀態(tài)互補(bǔ)，當(dāng)一組導(dǎo)通時(shí)，另一組必須關(guān)斷。MS1S3S2S4GNDVCC H橋功率驅(qū)動(dòng)原理，當(dāng)Q1與Q4導(dǎo)通時(shí)，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過電機(jī)，然后再經(jīng)Q4回到電源負(fù)極。PWM調(diào)速原理:PWM控制是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)，即通過對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)解，來有效的獲得所需要的波形。是直流電機(jī)直接通電時(shí)的速度(全速)，只跟電機(jī)本身的特性相關(guān)，電機(jī)一定時(shí)，為一個(gè)定值。 通用板制作的H橋驅(qū)動(dòng)電路 產(chǎn)生PWM信號(hào)的硬件電路a) 開關(guān):使產(chǎn)生上升沿中斷用來控制flag的狀態(tài)；b) 電位器：，產(chǎn)生0～；c) 消抖電路：使開關(guān)能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的上升沿中斷；開關(guān)、電位器、。在本設(shè)計(jì)中采用脈沖式光電編碼器。表達(dá)式為：。靜態(tài)顯示時(shí)，需要8N根I/O控制，占用I/O資源比較多；動(dòng)態(tài)顯示，可以簡化電路、降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位I/O口控制，而共陰極分別由相應(yīng)的I/O口線控制。由人眼的視覺特性，每一位LED在一秒內(nèi)點(diǎn)亮次數(shù)不小于30次，其效果和一直點(diǎn)亮相差不多。 a) 共陽極管 b) 腳配置示意圖 共陽極七段LDE顯示器 通常的七段LED顯示器中只有八個(gè)發(fā)光二極管，故也有人叫做八段顯示器。歸一化原理：以歸一化的方法將有量綱的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成無量綱的數(shù)據(jù)表達(dá)。很明顯，自動(dòng)控制系統(tǒng)總希望在穩(wěn)定工作狀態(tài)下，具有較高的控制質(zhì)量，我們希望持續(xù)時(shí)間短，超調(diào)量小、擺動(dòng)次數(shù)少。連續(xù)—。但是，比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)大多數(shù)是采用采樣—數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)。對(duì)增量式PID算法式（）歸并后，得： （） （） （） （）其中，式（）已經(jīng)看不出是PID的表達(dá)式了，也看不出P、I、D作用的直接關(guān)心，只表示了各次誤差量對(duì)控制作用的影響。SSP初始化讀取數(shù)據(jù)并發(fā)送出去延 時(shí)開 始 控制74HC595流程圖。e) PWM信號(hào)發(fā)生管腳、。b) 誤差改進(jìn)：1) 改善PID算法，加入棒棒控制；2) 電機(jī)測速時(shí)，分別固定電機(jī)和光電編碼測速器；3) 改用分辨率更高的光電編碼器和更好的直流電機(jī)。在此衷心感謝李盛輝老師對(duì)我的關(guān)心和指導(dǎo)。 //r為轉(zhuǎn)速，w為每秒方波下降沿的次數(shù)。 i = 0。 /* 打開SPI0外設(shè) */ SSP0CLKDIV = 0x01。 0x01) == 0) { /* 等待TFE置位，即發(fā)送FIFO空*/ } return(SSP0DR)。}/************************************************************************PID算法核心************************************************************************/int pidhx(){ int uk1。 //負(fù)差量取反函數(shù) pidhx()。 }/************************************************************************** Function name: 顯示程序** Descriptions: 捕獲寄存器 顯示************************************************************************/void display(){ INT32U ge,shi,bai,qian。 // 發(fā)送顯示數(shù)據(jù) myDelay(5)。 SSP_SendData(DISP_TAB[ge])。 /* 清除中斷標(biāo)志*/ w=TMR32B0TC。 /* 啟動(dòng)定時(shí)器*/zyIsrSet(NVIC_TIMER16B0, (unsigned long)timer0Isr, PRIO_TWO)。 /* 啟動(dòng)定時(shí)器*/ }/************************************************************************** Function name: ADCInit** Descriptions: ADC初始化************************************************************************/void ADCInit( void ){ PDRUNCFG amp。 /* PIO0_11模擬輸入通道0 */ AD0CR = ( 0x01 0 ) | /* SEL=1,選擇ADC0*/ ((FAHBCLK / 1000000 1) 8 ) | /* 轉(zhuǎn)換時(shí)鐘1MHz */ ( 0 16 ) | /* 軟件控制轉(zhuǎn)換操作*/ ( 0 17 ) | /*使用11 clocks轉(zhuǎn)換*/ ( 0 24 ) | 。 /*設(shè)置MR3匹配后復(fù)位TC*/ TMR32B0MR3 = FAHBCLK / 10000。 /* 設(shè)置MR0匹配后復(fù)位TC并產(chǎn)生中斷*/ TMR16B0MR0 = FAHBCLK / 10000。 TMR32B0TCR = 0x01。//shiwei myDelay(5)。 GPIO3DATA=(1ul0)。 q1=Kp*(1+2*Td/T)。}/************************************************************************PID算法************************************************************************/pid(){ vek()。j3。************************************************************************/uint8 SSP_SendData(uint8 data){ SSP0DR = data。 /* 禁止SPI0復(fù)位 */ IOCON_SCKLOC = 0x02。 //用來保存最近的4速度int adjust。char flag1=0。本論文的設(shè)計(jì)研究工作是在我的畢業(yè)導(dǎo)師李勝輝老師的悉心指導(dǎo)下完成的，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和科學(xué)的工作方法給了我極大的幫助和影響，對(duì)我的嚴(yán)格要求將使我受益終身。經(jīng)對(duì)比，由于誤差的存在，設(shè)定的速度和實(shí)際轉(zhuǎn)速大致相等。，用來開關(guān)電機(jī)； flag1，用來切換直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。SSP功能模塊在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)同時(shí)接收一字節(jié)數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)返回。PID控制器+_直流電機(jī) 增量式PID控制算法示意圖考慮式（），用矩形積分時(shí)，有： （）用查分代替微分： （）將式（）、式（）代入式式（），PID算法變?yōu)? （）= （）兩式相減，得出控制量的增量算法得： （）式（）成為增量式PID算法。應(yīng)用PID控制，必須適當(dāng)?shù)恼{(diào)整比例放大系數(shù)，積分時(shí)間和微分時(shí)間，使整個(gè)控制系統(tǒng)得到良好的性能。比例（P）控制器：= （）比例+積分（PI）控制器：4= （） 比例+積分+微分（PID）控制器： = （）式中：為比例放大系數(shù)；為積分時(shí)間；為微分時(shí)間。比例（P）控制：是一種簡單的控制方式。兩個(gè)定時(shí)器初始化定時(shí)1s到對(duì)方波的下降沿進(jìn)行捕捉七段數(shù)碼管顯示轉(zhuǎn)速將1s內(nèi)的方波數(shù)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)速方波數(shù)寄存器數(shù)清零中斷標(biāo)志位清零開 始返 回 測速軟件流程圖 數(shù)字PID算法介紹 數(shù)字PID簡介一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)要能很好的完成任務(wù)，首先必須工作穩(wěn)定，同時(shí)還必須滿足過程的質(zhì)量指標(biāo)要求。 74HC595管腳功能表：引腳編號(hào)管腳名管腳定義功能15QA～QH三態(tài)輸出管腳8GND電源地9SQH串行數(shù)據(jù)輸出管腳10SCLR移位寄存器清零端11SCK數(shù)據(jù)輸入時(shí)鐘線12RCK輸出存儲(chǔ)器所存時(shí)鐘線13OE輸出使能14SI數(shù)據(jù)線15VCC電源端4 調(diào)速控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) PWM信號(hào)軟件設(shè)計(jì) PWM信號(hào)的設(shè)計(jì)流程。81391112141016MOSI/CSSPICLKMOSOGNDQAVCCSIRCSCLRKSCKSQHOEGNDSCLRQBQCQDQEQFQGQHbaacadeafagaGNDGNDdp七段數(shù)碼管74HC59 SPI控制74HC595驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管示意圖 七段數(shù)碼管介紹a) 共陽極七段數(shù)碼管共陽極七段數(shù)碼管，它的發(fā)光二極管陽極并接。如此輪流，使每位顯示該位應(yīng)顯示的字符，并保持延時(shí)一段時(shí)間，以造成視覺暫留效果。 七段數(shù)碼管接線方式 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用LED顯示器構(gòu)成N位LED顯示。盤片至于發(fā)射管和接收管之間，碼盤在旋轉(zhuǎn)的過程中，光路就有會(huì)被盤片上的縫隙一會(huì)阻斷一會(huì)導(dǎo)通，光電開關(guān)的信號(hào)輸出就是一個(gè)個(gè)的脈沖。所謂模擬式，是指光敏器件的光電流的大小隨光通量的大小而變，為光通量的函數(shù)。H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)仿真圖：。當(dāng)電機(jī)通電時(shí)速度增加,電機(jī)斷電時(shí)速度減小。H橋電路中的4個(gè)功率MOSFET分別采用N溝道型和P溝道型，而P溝道功率MOSFET一般不用于下橋臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)，這樣就有兩種可行方案：一種是上下橋臂分別用2個(gè)P溝道功率MOSFET和2個(gè)N溝道功率MOSFET；另一種是上下橋臂均用N 溝道功率MOSFET。當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流通過主開關(guān)管流過電機(jī)。 H橋驅(qū)動(dòng)原理直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)使用最廣泛的就是H型全橋式電路，這種驅(qū)動(dòng)電路方便地實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的四象限運(yùn)行，分別對(duì)應(yīng)正轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn)制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)制動(dòng)。b) H橋的輸出電流和電壓范圍，它決定著電路能驅(qū)動(dòng)多大功率的電機(jī)。因此采用N溝道和P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管構(gòu)建H橋，實(shí)現(xiàn)大功率直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制。 直流電機(jī)基本方程直流電機(jī)的幾個(gè)基本方程式，即電磁轉(zhuǎn)矩： ()電機(jī)電路電動(dòng)勢平衡方程： () 感應(yīng)電動(dòng)勢： ()直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性：（） () 把電磁轉(zhuǎn)矩方程代入轉(zhuǎn)速特性方程式()中，得機(jī)械特性方程式： ()式中: — 電樞電壓()；— 電樞電流()；—電樞電路總電阻()； — 磁通量（）； — 電動(dòng)勢常量， () — 轉(zhuǎn)矩常量， ()有上式可知，直流電機(jī)的調(diào)速方法分為三種。 直流電機(jī)直