【正文】 AD0832_CLK = 1 。 //數(shù)據(jù)左移位，補0 if(AD0832_DI ==1) {Data1 = Data1 | 0x01。 AD0832_DI = 1 。y=0。IP=0X24。TL2=0。 ES=0。 if(v==20) v。//PI算法Kp=10，Ki=4 if(v=(1)) v=0。SCON=0x00。 SBUF=table[A2]。 while(TI==0)。 A3=p/10。 sudu=50000/jian。 if(sudu50) { shuchu()。ET2=1。A4=0。EX1=1。n=0。 AD0832_CLK = 0 。 AD0832_CLK = 0 。 //時鐘上升沿，輸入開始信號 AD0832_CLK = 0 。 } } } uchar GetAD0832(bit Channel){ uchar i=0 , Data1 =0 , Data2 = 0 。 RCAP2H=0。 sudu=0。 flag=1。 } else{ TL0=(655351000)%256。 shuchu()。 } TR1=1。 uint r。k)。unsigned int sudu,shij,r,h,e,jian,qianz,adval。sbit AD0832_CS=P1^5 。圖83 位置檢測模塊圖 PI調速模塊PI調速模塊分兩部分組成：PI算法部分和PWM生成部分。8 SIMULINK原理仿真MATLAB/ SIMULINK是建立仿真模型的理想環(huán)境，它不但直觀、便捷、準確，而且MATLAB的工具箱為實現(xiàn)多種控制策略提供了可能。在這種工作模式下，串行口的波特率固定為fosc / 12，發(fā)送、接收的數(shù)據(jù)都是8位，數(shù)據(jù)由低位到高位依次傳輸。積分控制能記憶系統(tǒng)的誤差并進行誤差累積，從而最終消除系統(tǒng)靜差。測速程序開始T2記滿溢出保存捕獲時間計算開通角初始化T0、開T0初始化T2 測速程序結束否是 測速及換相流程圖系統(tǒng)控制的最終目的是實現(xiàn)電機轉速能達到期望的轉速。EXF2也是只能通過軟件來清除的。啟動程序如圖72所示。中斷處理程序為:定時器T0周期中斷服務程序、定時器T1周期中斷服務程序、INT1過流中斷處理程序。 單片機的串行口設置在工作方式0，串行數(shù)據(jù)從單片機RXD 引腳輸出，移位時鐘由TXD 送出。AT89C51T2EX（）信號A信號B信號C=1=1 位置信號邏輯處理示意圖單片機并行I/O 口數(shù)量總是有限的，有時并行口需作其他更重要的用途，一般也不會用數(shù)量眾多的并行I/O 口專門用來驅動顯示電路，用單片機的串行通信口加上少量I/O 及擴展芯片用于顯示電路。目前可供選擇的功率器件有普通晶閘管(SCR)、可關斷晶閘管( GTO)、大功率晶閘管(GTR)、功率MOSFET場效應管(MOSFET)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。當SA導通時，A相Cs對繞組供電；SA斷開時， 下側VD導通，繞組經VD續(xù)流向B相Cs充電。 不對稱半橋式驅動電路圖以A相繞組為例，每相有兩個主開關管（即主開關器件）V1， V2及兩只續(xù)流二極管VD1, VD2。在第3個脈沖下沉之前DI端應輸入2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能。其內部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。直接檢測式霍爾電流傳感器的主要不足是當被檢測電流過大時，為不使磁路飽和，保證測量的線性度，必須相應增大鐵心的截面積，這就造成檢測裝置的體積過大。鑒于SR 電動機功率變換器中，輸出的相電流是單向脈動的，可用以下幾種方法檢測電流，即 （1） 電阻采樣；（2） 直流電流互感器采樣；（3） 霍爾元件采樣；（4） 磁敏電阻采樣。作用是向單片機端口正確提供轉子位置信息，依此對功率變換器進行控制，從而控制整個電機的運行。磁吸力可分成兩個方向的分量:切向磁吸力和徑向磁吸力，切向磁吸力正是所需要的使電機運行的電磁轉矩。②外電阻制動，開關控制外界一相電阻跨接電機繞組，利用繞組自身的反電動勢形成方向轉矩，達到制動的目的。綜合考慮幾種控制方式的適用范圍和優(yōu)缺點，本設計采用了單一的控制方式脈寬調制(PWM)控制方式。因此，這種方式比較適合在短時間里快速達到期望電流的場合，如較高機械轉速下的控制。角度位置控制的控制非常靈活，但與的組合非常多，使得控制參數(shù)的選擇較為復雜，這就存在一個角度位置控制參數(shù)優(yōu)化的問題。電流斬波控制是通過固定開通角、關斷角，通過主開關器件的多次導通關斷將電流限制在給定范圍內實現(xiàn)電機恒轉矩控制。 繞組電感L 與轉子位移角θ的關系開關磁阻電動機是一種典型的機電一體化裝置。 當電動機電磁轉矩T與作用于電機軸上的負載轉矩不相符時，轉速就會發(fā)生變化 產生角加速度，根據(jù)力學原理，可以寫出這時的轉矩平衡方程式 W由于電路、磁路的非線性和開關性，使得上述方程組很難計算，通常需要根據(jù)具體運行狀態(tài)和研究目的進行必要的簡化，一般都采用線性模型進行簡化，線性模型有利于對SR 電機的定性分析了解其運行的物理狀況、內部各物理量的基本特點和相互關系。C相斷電，B相通電，則使轉子順時針轉過30176。 SR電機可以設計成單相、兩相、三相、四相以及多相等不同的相數(shù)結構，相數(shù)越多，則步進角越小，這樣有利于減小轉矩脈動，但結構復雜，且主開關器件多，成本高。其次，可控參數(shù)多，控制靈活，易于在很寬的轉速范圍內實現(xiàn)高效優(yōu)化控制。適合于電機較高速運行區(qū)。 控制器從電源側吸收較少的電流，在電機側得到較大的起動轉矩是SRD的一大特點。在控制結構上看，SR電機各相電路各自給一相繞組供電，也是相互獨立工作，由此可知，當SR電機一相繞組或控制器一相電路發(fā)生故障時，只需停止該相的工作，在控制方面并不需要對其他相做任何變動。因此開關磁阻電機的電流檢測器應該具有快速性好，靈敏度高，單向電流檢測，線性度好，抗干擾的優(yōu)點。 3．控制器 控制器是整個調速系統(tǒng)的核心，起著決策和指揮作用。 近20年來，SR電機的研究在國內外取得了很大的發(fā)展，作為一種新型調速驅動系統(tǒng)，研究的歷史較短，技術涉及到電機、微電子、電力電子、微機、控制、機械及工程應用等眾多學科領域的新技術，變頻調速感應電機、無換向器直流電機等經歷幾個年代的開發(fā)推廣，目前領先一步，其有著極其廣闊的市場前景。它的機構為軸向氣隙電動機。 speed control system 目 錄1 開關磁阻電動機概述 1 1 2 42 開關磁阻電動機的原理與控制 5 6 7 9 （CCC）方式 10 （APC）方式 10 （PWM）方式 11 12 123系統(tǒng)總體設計 14 14 15 17 185 驅動系統(tǒng)設計 19 19 216主控系統(tǒng)設計 23 23 24 247 軟件設計 26 26 啟動程序設計 27 28 29 31 32 328 SIMULINK原理仿真 34 34 34 位置檢測模塊 35 PI調速模塊 35 系統(tǒng)仿真及結論 36參考文獻 37附錄Ⅰ 電路圖 38附錄Ⅱ 程序清單 39第 0 頁 共 1 頁 1 開關磁阻電動機概述新一代的調速電機，開關磁阻電機調速系統(tǒng)( Switched Reluctance Drive簡稱SRD)是從20世紀80年代中期逐步發(fā)展起來的，開關磁阻電機具有結構簡單、堅固的優(yōu)點，因為其構成的SRD性能優(yōu)良，所以較其他調速系統(tǒng)更有競爭潛力。同時本設計采用了模塊化的編程方法，增強了程序的可讀性和易操作性。仿真結果達到了預期的SRD 控制效果。一方面，采用直接數(shù)字控制簡化了硬件電路，提高了系統(tǒng)的可靠性，另外一方面，直接數(shù)字控制符合SRD系統(tǒng)的特點，現(xiàn)代計算機技術和微電子技術的發(fā)展為直接數(shù)字控制提供了強大的物質和技術支持，目前開關磁阻電動機已開始廣泛應用于工，航空業(yè)和家用電器等各個領域，隨著對開關磁阻電動機認識的深入，應用必將更為普遍。這一產品的出現(xiàn)在電氣傳動界引起了不小的反響。1．開關磁阻電動機 開關磁阻電動機（簡稱SRM）SRD中實現(xiàn)機電能量轉換的部件也是SRD有別于其他電動機驅動系統(tǒng)其主要標志它遵循磁通總是要沿著磁導最大的路徑閉合的原理是由磁拉力作用產生具有磁阻性質電磁轉矩采用雙凸極結構是要使轉子旋轉時磁路的磁阻要盡可能大地變化。微機信息處理功能大部分是由軟第3頁 共 48 頁 件完成，所以軟件也是控制器的一個重要組成部分。同時其轉子機械強度很高，可用于超高速運轉(10000r/min)。從而可使每相繞組只需一個主開關，降低功率驅動器成本。 ，調速范圍寬。一般用于電機低速區(qū)。這是SR電機與步進電機的相似之處，但是在以下兩方面SR電機不同于步進電機。 。即一個轉子齒極距。(2) 忽略所有功率損耗。該系統(tǒng)的控制具有兩個層面:一是，電機控制層面，即通過調節(jié)電機自身的參數(shù)改變電機的運行特性，這一層關系是直接的；二是，系統(tǒng)控制層面，這個層面是將控制策略應用于開關磁阻電機及其外圍的設備(控制器、信號檢測裝置等)，并使之為達到某一控制目標協(xié)同運作，這種控制是通過功率變換器間接作用在電機之上的。但是它們之間也有不同之處，APC方式下電流的不可控相比，CCC方式是直接對電流實施控制，通過適當誤差帶的設置可以獲得較為精確的控制效果。因此角度位置控制往往需要按照控制性能目標事先對控制參數(shù)進行優(yōu)化，優(yōu)化的方法有仿真、實驗測量等。PWM方式可控性較好，在基速以上或基速以下的范圍都可以應用，適用于轉速調節(jié)系統(tǒng)。SR電動機的起動比較簡單，無需輔助設備，研究表明，三相或三相以上的SR電動機可在任意轉子位置正、反方向起動。 理論分析和實驗研究表明，機械噪聲主要源于機械部件的質量，好的電機這方面的噪聲是比較小的，機械噪聲可以通過提高制造質量予以控制。在脈動的徑向磁吸力作用下，轉子由于可視為實心圓柱體，具有很好的剛性，因此基本不受影響；而定子是殼體結構，不可避免地形成壓縮、擴張振動，可等效為由阻尼器、彈簧及質量所組成的系統(tǒng)，振動通過機殼向外發(fā)射噪聲，構成SR電機噪聲的根源之一，一旦徑向磁吸力的諧波頻率與定子的固有頻率重合，噪聲將會十分嚴重。CG1和CG2是光電斷續(xù)器，R1R4是限流電阻，其值一般為110K。這種傳感器的精度高、線性度好、溫漂低、反應時間快， 而且抗干擾能力和電流過載能力強，可以滿足上述要求。 霍爾電流傳感器檢測電路磁平衡式電流傳感器也稱補償式傳感器，即主回路被測電流在聚磁環(huán)處所產生的磁場通過一個次級線圈，電流所產生的磁場進行補償， 從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀態(tài)。但由于DO端與DI端在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設計時可以將DO和DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。電流斬波控制電路采用滯環(huán)比較器。當V1， V2同時關斷時，A 相繞組產生的反向電壓回流，則VD1, VD2正向導通，Is通過VD1, VD2以及儲能電容Cs續(xù)流，Cs將吸收A相繞組部分磁場能量。每個主開關器件和續(xù)流二極管的額定電壓為Us+△U(△U系因換相引起的任一瞬變電壓)，而加到通電電動機兩端的電源電壓僅為Us/2(這樣與不對稱橋式電路相比，繞組就應通以兩倍的電流)，因此電容量和電源電壓的定額將顯著增加。本設計中要求采用MOSFET，功率MOSFET屬于電壓控制型器件，工作頻率高、開關速度快，很適合作低壓、小功率SR電動機功率變換器的主開關器件。 74LS164 芯片DIP 引腳圖CLOCK 時鐘輸入端，CLEAR 同步清除輸入端（低電平有效），A，B 串行數(shù)據(jù)輸入端，QA－QH 輸出端。 74LS164與數(shù)碼管接線圖單片機控制系統(tǒng)外接口電路示意圖aa7 軟件設計本文以STC89C51為核心構成的SRD系統(tǒng)采用雙