【正文】 答辯小組組長教師簽名： 年 月 日 三、系答辯委員會審定表 1． 審定意見 2．審定成績（等第） _____ ___ 系主任簽字： 年 月 日 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 31 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 32 原文已完。 二、轟燃及相關(guān)研究 （一）轟燃定義 NFPA 921 中轟燃定義為：室內(nèi)火災(zāi)發(fā)展的一個過渡階段，熱輻射作用下的所有可燃物在轟燃時幾乎同時著火，火焰迅速在室內(nèi)所有物體傳播蔓延，室內(nèi)形成一片火海。此外，武警學(xué)院陳愛平教授將內(nèi)襯材料的熱慣性因素引入考慮，基于 McCaffrey 的方法提出了轟燃綜合預(yù)測法； 等建議采用臨界轟燃燃燒速率預(yù)測轟燃； . Quintiere 等 提出采用臨界轟燃燃料面積預(yù)測轟燃； 根據(jù)經(jīng)典熱爆炸和非線性熱動力學(xué)理論溫度微分方程特征值預(yù)測轟燃等。 三、轟燃對室內(nèi)火災(zāi)滅火救援的影響 （一）轟燃時間預(yù)測困難，影響滅火救援決策 消防部隊在轟燃前到達(dá)現(xiàn)場，如果未及時預(yù)測和偵察到轟燃，急劇升高的溫度和噴出火焰會對消防隊員造成傷害。 目前對轟燃還沒有統(tǒng)一的定義，比較常用的三種：（ 1）室內(nèi)火災(zāi)由局部火向大火的轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變完成后，室內(nèi)所有可燃物表面都開始燃燒；（ 2）室內(nèi)燃燒由燃料控制向通風(fēng)控制的轉(zhuǎn)變；（ 3）在室內(nèi)頂棚下方積聚的未燃?xì)怏w或蒸氣突然著火而造成火焰迅速擴展。 【關(guān)鍵詞】：消防； 建筑火災(zāi)； 轟燃； 滅火救援 一、引 言 轟燃是室內(nèi)火災(zāi)發(fā)展過程中的一種特殊燃燒現(xiàn)象。四年了，仿佛就在昨天。人生的路是漫長而曲折的，在這漫長而曲折的道路上需要自己的不斷努力與拼搏。 通過這段時間的畢業(yè)設(shè)計，把所學(xué)過的各種知識進(jìn)行了一次全面而系統(tǒng)的綜合，并融會貫通，把所學(xué)到的各種理論與思想進(jìn)行可一次合理的應(yīng)用，把所查閱到的各種文獻(xiàn)及與設(shè)計相關(guān)的資料進(jìn)行了合理的提取與分析，并應(yīng)用到實際。隨后，分別設(shè)置控制器的速度為 50 r /min、 100 r /min 時，此時的電機驅(qū)動脈沖波形如圖 6( b) 、 ( c) 所示。 Pl=0x01 : cmd_wr ()。 LCD 顯示程序部分代碼如下 : void ShowState() //顯示狀態(tài)與速度 { int i=0。 } 系統(tǒng)調(diào)速模塊的設(shè)計 系統(tǒng)調(diào)速模塊主要是通過改變輸入到步進(jìn)電機驅(qū)動器的脈沖頻率的快慢來實現(xiàn)。 for (。 for (a=0。 DoSpeed ()。 unsigned int RunSpeed=50。 sbit a2=P2A4。 //計算速度 //正轉(zhuǎn)值 , define RIGHTRUN 1 //反轉(zhuǎn)值 define LEFTRUN 0 define PI sbit RS=P0A0。步進(jìn)電機伺服控制器部分C 語言程序如下 圖 系統(tǒng)主流流程圖 步進(jìn)電機伺服控制器部分 C語言程序： include int delay ()。在步進(jìn)電機伺服控制器中 ,將光電隔離部件連接在單片機與步進(jìn)電動機驅(qū)動器中間 ,起到一定的隔離干擾的作用 ,目的在于提高系統(tǒng)的安全性。獨立式鍵盤連接圖如圖 所示。它專用于雙極性步進(jìn)電機驅(qū)動 ,L298N芯片可接受標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號 ,內(nèi)含兩個 H橋的高電壓全橋式驅(qū)動器 ,H橋最大可承受 46V電源電壓 ,相電流可達(dá) 2. 5A,可用來驅(qū)動直流電動機及步進(jìn)電動機、繼電器線圈等感性負(fù)載 ,且具有過溫保護(hù)功能。基本步距一相激勵模式 。驅(qū)動模塊框圖如圖 。脈沖分配器輸出驅(qū)動電壓經(jīng)功率放大器進(jìn)行放大 ,向步進(jìn)電機的兩相繞組提供所需的驅(qū)動相序。測量器件測量出的位移量經(jīng)反饋電路返回 ,與輸入指令進(jìn)行比較 ,之后校正齒輪軸的實際轉(zhuǎn)動位移情況。系統(tǒng)每發(fā)出一個脈沖信號 ,經(jīng)驅(qū)動電路放大后 ,送給執(zhí)行元件 ,使其轉(zhuǎn)動一個固定 的角度 ,實現(xiàn)對負(fù)載的控制。氣動伺服系統(tǒng)是采用壓縮空氣作為動力的伺服系統(tǒng)。其外觀圖如圖 所示。 一 B39。而兩相混合式步進(jìn)電動機常見的工作方式包括兩相單四拍 (A — B — A39。步進(jìn)電動機由定子及轉(zhuǎn)子組成。最 大累積誤差即是電動機從某一不確定的位置運轉(zhuǎn) ,經(jīng)過無數(shù)步工作之間 ,角位移量 誤差的最大數(shù)值。 Keil軟件平臺 ,實現(xiàn) C語言程序的調(diào)試與編譯工作 。 21世紀(jì) ,國產(chǎn)伺服控制系統(tǒng)與國外相比仍存在一定的差距 ,尤其在驅(qū)動裝置、定位速度、定位精度等方面 ,這些要求的滿足主要與伺服系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)特性存在直接 關(guān)系。采用軟件控制代替了硬件控制 ,簡化了伺服系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) ,降低硬件成本。 ` 20世紀(jì) 70年代 ,美國 GEHYS公司首先研制成功了大慣量直流電動機 ,即通常所指的寬調(diào)速直流電動機。兩相混合式步進(jìn)電動機步距角為 ,五相混合式步進(jìn)電動機步距角為 。其工作過程為定子繞組電流產(chǎn)生的磁場與轉(zhuǎn)子永磁體產(chǎn)生的磁場進(jìn)行相互作用 ,產(chǎn)生相應(yīng)電磁轉(zhuǎn)矩 ,實現(xiàn)電動機的有效轉(zhuǎn)動。選擇性能優(yōu)良的驅(qū)動電源對于充分發(fā)揮步進(jìn)電動機的性能是十分重要的。為了驗證所設(shè)計控制器的正確性和有效性，文章給出了實驗結(jié)果，并且實驗結(jié)果與預(yù)期效果相吻合。 3),對各功能模塊及整個系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究 ,根據(jù)仿真結(jié)果對硬件電路和軟件程序反復(fù)調(diào)試 ,直至系統(tǒng)滿足設(shè)計要求為止。 三、工作內(nèi)容和要求： 1. 了解步進(jìn)電機調(diào)速的工作原理及其單片機控制的工作過程； 2. 設(shè)計單片機步進(jìn)電機調(diào)速控制系統(tǒng)，完成系統(tǒng)硬件電路的連接和調(diào)試； 3. 編制程序?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電動機系統(tǒng)調(diào)速。 ,以往的步進(jìn)電機伺服控制產(chǎn)品 ,僅針對某一具體型號步進(jìn)電機進(jìn)行驅(qū)動 ,驅(qū)動方法相對死板 ,單一 ,而選用 L297 與 L298N 芯片配合驅(qū)動步進(jìn)電動機 ,可實現(xiàn)兩相或四相步進(jìn)電機的驅(qū)動工作。步進(jìn)電機伺服控制器采用雙電壓極性驅(qū)動 ,可以有效提高電機繞組的利用率 ,且能夠增加電機的輸出轉(zhuǎn)矩 ,使得兩相混合式步進(jìn)電機的性能得到充分發(fā)揮 。 轉(zhuǎn)速控制 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 2 Abstract Stepper motor with strong ability of rapid startup accuracy, high speed characteristic such as easy to control, in industrial process control and instrumentation, and other fields has been more and more widely used. But in actual operation process, because the reason such as improper control of start and stop, step electric opportunity starts shaking and stops the phenomenon of overshoot, influence the control accuracy, especially in the stepper motor work frequent start and stop, this kind of phenomenon is more obvious. Therefore motor speed control is a very important in the motion control system control link, its performance and performance of motion control system plays an important role. In this paper, the design with the single chip processor as the core of stepping motor controller, and gives the detailed design process, including hardware design and software design. In order to verify the correctness and effectiveness of the designed controller, this paper gives the experimental results, and experimental results are in conformity with the expected effect. Keywords: Single chip microputer。當(dāng)步進(jìn)電機的本體確定后 ,系統(tǒng)的性能主要取決于驅(qū)動器及控制器的優(yōu)劣。反應(yīng)式步進(jìn)電動機一般具有很大的噪聲。 在 20世紀(jì) 60年代初期 ,步進(jìn)電機主要采用液壓伺服系統(tǒng) ,運用在數(shù)控機床方面。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 5 20世紀(jì) 90年代 ,在經(jīng)濟型定位系統(tǒng)改造及機器人等定位系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 ,有三分之二以上采用的是步進(jìn)電機作為伺服控制系統(tǒng)的執(zhí)行元件。該公司自行研發(fā)生產(chǎn)的 132KW的大功率伺服控制器 ,國產(chǎn)品牌中遙遙領(lǐng)先。而選用單片機作為控制器 ,極大的降低了系統(tǒng)成本 ,且可靠性高 ,控制靈活。 ,完成硬件實物的制作。一般狀態(tài)下 ,反應(yīng)式步進(jìn)電動機 定位轉(zhuǎn)矩為 0,混合式步進(jìn)電動機具有一定的定位轉(zhuǎn)矩值。兩相混合式步進(jìn)電動機的步距角為 度。 一 A39。 兩相混合式步進(jìn)電機的樣機簡介 本研究選用 42BYGH101 型號的兩相永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動機作為系統(tǒng) 的主要執(zhí)行元件。液壓伺服系統(tǒng)是以液壓伺服閥作為核心元件 ,實現(xiàn)以小功率的電信號輸入 ,控制大功率的液壓能輸出的過程。 伺服控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、數(shù)控機床、電子及通信設(shè)備制造業(yè)、數(shù)字化裝備制造業(yè)等方面。閉環(huán)伺服系統(tǒng)如圖 所示。 第三章 步進(jìn)電動機伺服控制器的設(shè)計 3. 1 步進(jìn)電動機伺服控制器的硬件組成 步進(jìn)電動機伺服控制器由主控制模塊、驅(qū)動控制模塊、鍵盤顯示模塊、硬件抗干擾模塊、步進(jìn)電動機、電源等組成。主控制模塊圖如圖 。 L297與 L298N芯片配合的優(yōu)點是需要的元件較少 ,從而使得裝配成本低 ,可靠性高和占空間少 ,并且 ,通 過軟件程序進(jìn)行驅(qū)動控制 ,可大大簡化課題設(shè)計的負(fù)擔(dān) ,增加步進(jìn)電機伺服控制器的靈活性。 而L297芯片的模式信號由 19 (HALF/FULL)引腳設(shè)定 ,接入低電平時 ,進(jìn)入全步方式 ,變換器在奇數(shù)狀態(tài) ,得到單相工作方式 (單四拍 ),在偶數(shù)狀態(tài) ,得到雙相工作方式(單四拍 )。 表 L298N的引腳功能說明 符號 名 稱 引腳描述 1 SENSA 接地端 2 0UT1 信號輸出端 3 0UT2 信號輸出端 4 VS 為電動機提供的電源 5 IN1 信號輸入端 6 ENABLE A 使能端 7 IN2 信號輸入端 8 GND 接地端 9 VCC 為驅(qū)動芯片提供電源 10 IN3 信號輸入端 11 ENABLE B 使能端 12 IN4 信號輸入端 13 0UT3 信號輸出端 14 0UT4 信號輸出端 15 SENSB 電流檢測端 鍵盤顯不模塊 鍵盤選用機械觸點的獨立式鍵 盤作為該模塊的鍵盤器件 ,系統(tǒng)的鍵盤共設(shè)置了六個按鍵 ,分別為啟動、停止、加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。第二行 ,顯示運行狀態(tài)信息 ,以 CW 或 CCW 為標(biāo)識 ,正轉(zhuǎn)為 CW,反轉(zhuǎn)為 CCW。 TLP521 光藉內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。 void (int)。 sbit =P2A1。 sbit a5=P2A7。 //開中斷 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 20 IT0=1。 clock (RunSpeed)。 E=l。 i 124。從而實現(xiàn)變速控制。} delay ()。 第一步 : 電機驅(qū)動脈沖測試為了實現(xiàn)后續(xù)電路的設(shè)計要求，首先對驅(qū)動電路輸出的脈沖信號進(jìn)行測試，用示波器觀察驅(qū)動脈沖波形，看是否滿足驅(qū)動要求。 圈數(shù)測試結(jié)果 測試設(shè)定允許轉(zhuǎn)過圈數(shù)與實際測量圈數(shù)比較。 步進(jìn)電機調(diào)速系統(tǒng)適用各種現(xiàn)場自動化控制，特別應(yīng)用于小功率負(fù)載的控制；具有成本底，性能穩(wěn)定 ,可靠性高等優(yōu)點。“路漫漫其修遠(yuǎn)兮，我將上下而求索”。也愿離開我們寢室的開開心心。這些都會使室內(nèi)人員受到嚴(yán)重威脅，也給消防滅火救援帶來極大困難。以上判據(jù)都源于火災(zāi)實驗觀察結(jié)果，雖然具有一定局限性，但可以作為判定轟燃的參考標(biāo)準(zhǔn)