【正文】 POP ACC MOV R7 , A POP ACC MOV R6 , A RET BCD: MOV R0 , 30H MOV A , R5 ANL A , 0FH 。屏蔽 R5 中的低 4 位 MOV @R0 , A 。存回以 30H 為地址的房間 MOV A , R5 。。。。。 SWAP A 。R5 高低 4 位互換 ANL A , 0FH 。屏蔽 R5 中的低 4 位 46 INC R0 。存儲地址加 1 指向 31H MOV @R0 , A 。存回以 31H 為地址的房間 。。。。。 MOV A , R4 。R4 中的內(nèi)容存 A ANL A , 0FH 。屏蔽低 4 位 INC R0 。存儲地址加 1 指向 32H MOV @R0 , A 。存回以 32H 為地址的房間 MOV A , R4 。。。。。。 SWAP A 。R4 高低位互換 ANL A , 0FH 。屏蔽 R5 中的低 4 位 INC R0 。存儲地址加 1 指向 33H MOV @R0 , A 。存回以 31H 為地址的房間 RET DISPLAY: 。顯示程序 MOV A,30H LCALL MM MOV P0,A CLR LCALL DELAY 47 MOV A,31H LCALL MM MOV P0,A CLR LCALL DELAY MOV A,32H LCALL MM MOV P0,A CLR LCALL DELAY MOV A,33H LCALL MM MOV P0,A CLR LCALL DELAY RET MM: MOV P2,0FFH MOV P0,00H MOV DPTR,TAB MOVC A,@A+DPTR RET 48 TAB: DB 03FH , 06H , 5BH , 4FH , 66H , 6DH , 7DH , 07H , 7FH , 6FH 。七段碼表 DELAY: MOV D_TMP,90。 100us 延時(shí) LCALL DELAY1 DELAY1: DJNZ D_TMP,$ RET END 第六節(jié) A/D 轉(zhuǎn)換程序 說明見單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課本 P101 最后一段 ORG 0000H SJMP MAIN ORG 0030H MAIN:MOV DPTR,8600H LOOP:MOV A,00H MOVX @DPTR,A MOV R2,15H LCALL DELAY MOVX A ,@DPTR MOV P1,A SJMP LOOP 49 DELAY: PUSH 02H LP1 : PUSH 02H LP2 : PUSH 02H LP3 : DJNZ R2,LP3 POP 02H DJNZ R2,LP2 POP 02H DJNZ R2,LP1 POP 02H DJNZ R2,DELAY RET END 第七節(jié)故障保護(hù)程序設(shè)計(jì) 程序：故障保護(hù) 實(shí)時(shí)采集各路電壓信號 ，并利用電壓比較器將比較后得電壓信號采集到單片機(jī)中故障綜合部分用加入與非芯片，實(shí)現(xiàn)線與的功能，同時(shí)利用外部中斷，一旦線與值出現(xiàn)低電平，觸發(fā)外部中斷，則在中斷程序中利用 0809 采集四路電壓信號并與設(shè)定值比較，匹配時(shí)轉(zhuǎn)到相應(yīng)處理部分 50 //啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換函數(shù)： StartADC() void StartADC(uchar Address) { PinC = (bit) (Address amp。 0x04)。 PinB = (bit) (Address amp。 0x02)。 PinA = (bit) (Address amp。 0x01)。 PinSTART = 0。 } void WaitADCEnd(void) { while(!PinEOC) 。 } uintReadData(void) { uint temp。 WaitADCEnd()。 PinOE = 0。 nNop(2)。 temp = PinDataamp。 0xff。 return(temp)。 } voidInitIO() { PinData = 0xff。 PinA = 0。 51 PinB = 0。 PinC = 0。 PinSTART = 0。 PinOE = 0。 PinEOC = 1。 } voidchuli() { uint temp。 InitIO()。 while(1) { for(i=0。i4。i++) { StartADC(4)。 temp[i] = ReadData()。 } } } void display() 52 電壓檢測高 ? 進(jìn)入中斷 給脈沖，開 IGBT 并顯示故障類型 主電路電流值高 ? 關(guān)觸發(fā)脈沖，自由停車 并顯示故障類型 Y Y N Y N { } //數(shù)據(jù)送液晶顯示器顯示 流程圖如圖 所示 53 圖 故障保護(hù)程序流程圖 54 第三章 系統(tǒng) MATLAB 仿真 本次系統(tǒng)仿真采用控制系統(tǒng)仿真軟件 ，使用 MATLAB 對控制系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真的主要方法有兩種 ： 一是以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，使用 MATLAB 的Simulink 工具箱對其進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真研究 ； 另外一種是面向控制系統(tǒng)電氣原理結(jié)構(gòu)圖，使用 Power System 工具箱進(jìn)行調(diào)速系統(tǒng)仿真的新方法。本次系統(tǒng)仿真采用 前 一種方法。 第一節(jié) 系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置 直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型 在本設(shè) 計(jì)中討論的是直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)巨負(fù)載的自動(dòng)控制系統(tǒng)，直流電動(dòng)機(jī)本身是一個(gè)電 磁相互作用的非線性系統(tǒng)，在這里將其近似為一個(gè)線性系統(tǒng)，得到直流電動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù)為： 120()() 1() ed l m mCnsd Us T T S T SWs ????? 求取雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型一般采用由內(nèi)到外，逐環(huán)求取。對轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，首先求取電流環(huán)傳遞函數(shù)，再將其視為轉(zhuǎn)速環(huán)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，在求取轉(zhuǎn)速環(huán)的傳遞函數(shù)，由于檢測信號中含有交流分量或其他高頻干擾。故對轉(zhuǎn)速電流信號均經(jīng)過 T 型濾波，再加到調(diào)節(jié)器的輸入端，為了補(bǔ)償這些濾波環(huán)節(jié)帶來的慣性作用，在給定信號中也加入一個(gè)相同時(shí)間常數(shù)的給定濾波環(huán)節(jié)。 電流環(huán)傳遞遞函數(shù)的求取 由于系統(tǒng)中機(jī)電時(shí)間常數(shù) mT 遠(yuǎn)大于電磁時(shí)間常數(shù) lT ，反電動(dòng)勢 E 的變化過程相對緩慢，因此在電流環(huán)中，可忽視反電動(dòng)勢的影響，又由于 ST 和 oiT 比 lT 小得多，可以當(dāng)作小慣性環(huán)節(jié)近似處理，故取 Ts+ToiTi?? 。 由于電流環(huán)的重要作用是保持電樞電流在動(dòng)態(tài)過程中不超過允許值，因而在土家控制作用時(shí)不希望有超調(diào)，而且當(dāng) / 10l iTT??時(shí)，典型 ? 型系統(tǒng)的抗恢復(fù)時(shí)間還是可以接受的，故采用 PI 調(diào)節(jié)器 將電流環(huán)的控制對象校正成典型 ? 型系統(tǒng)，其中 55 PI 調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為：ACR 1W =Ki isis?? ?。 故電流環(huán)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 ( 1 )( 1 ) 211()1K iS T iSK i iS T iSdi T SK i K iWs S?? ?????? ?? 轉(zhuǎn)速環(huán)的傳遞函數(shù) 有上式已知電流環(huán)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，又由于轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率 ? 一般較低，因此電流內(nèi)環(huán) ()cli s? 可等效為一階環(huán)節(jié)。 11() 1Icli KWs S? ? 其近似條件為： 13 iIK T??? 同樣的，再將時(shí)間常數(shù)為 T 和 2IT?的兩個(gè)小慣性環(huán)節(jié)合并起來，形成一個(gè)時(shí)間常數(shù)為nT?的慣性環(huán)節(jié)，則 2n i on?? ? ?? ? ? 基于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)無靜差的條件，轉(zhuǎn)速環(huán)應(yīng)校正成典型 ?? 型系統(tǒng)，而且典型 ?? 型系統(tǒng)的抗擾動(dòng)性能好。由于將轉(zhuǎn)速環(huán)校正成了典型 ?? 型系統(tǒng)，故 ASR 有必將采用 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為： ? ? 1nsASR nsW S Kn ? ? ??。 建立仿真模型 56 轉(zhuǎn)速 雙 閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的 傳遞函數(shù) 模型主要由給定環(huán)節(jié)、 ASR、 ACR、限幅 函數(shù) 、速度反饋環(huán)等部分組成。采用 傳遞函數(shù) 圖方法構(gòu)成的 雙 閉環(huán)系統(tǒng)仿真模型如圖 所示 ： 圖 雙閉環(huán)系統(tǒng)仿真模型 第二節(jié) 仿真結(jié)果 仿真波形如圖 所示： 圖 仿真波形 如圖 所示，在電流上升階段，由于電動(dòng)機(jī)機(jī)械慣性較大，不能立即啟動(dòng)。此時(shí)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 飽和，電流調(diào)節(jié)器 ACR 起主要作用。轉(zhuǎn)速一直上升。當(dāng)?shù)竭_(dá)恒流升速階段時(shí)， ASR 一直處于飽和狀態(tài)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋不起調(diào)節(jié)作用，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)狀態(tài)，系統(tǒng)為恒值電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，因此，系統(tǒng)的加速度為恒值，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速呈線性增長直至給定轉(zhuǎn)速。使系統(tǒng)在最短時(shí)間內(nèi)完成啟動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速時(shí)， ASR 的輸入偏差為 0，但 其輸出由于積分作用仍然保持限幅值，這時(shí)電流也保持為最大值，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)后， nU? 極性發(fā)生了變化， 0nU??，則 ASR 推出飽和。其輸出電壓立即從限幅值下降，主電流也隨之下降。此后，電動(dòng)機(jī)在負(fù)載的阻力作用下減速，轉(zhuǎn)速在出現(xiàn)一些小的振蕩后很快趨于穩(wěn)定。當(dāng)突加給定負(fù)載時(shí)，由于負(fù)載加大，因此轉(zhuǎn)速有所下降，此時(shí)經(jīng)過 ASR 和 ACR 的調(diào)節(jié)作用后，轉(zhuǎn)速又恢復(fù)為先前的給定值，反映了系統(tǒng)的抗負(fù)載能力很強(qiáng)。 57 結(jié)論 本文所述的直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是以低價(jià)位的單片微機(jī) 8051 為核心的，而通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)整又有多種途徑，相對于其他用硬件或者硬件與軟件相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)對電機(jī)進(jìn)行調(diào)整，采用 PWM 軟件方法來實(shí)現(xiàn)的調(diào)速過程具有更大的靈活性和更低的成本，它能夠充分發(fā)揮單片機(jī)的效能，對于簡易速度控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一種有效的途徑。而在軟件方面，采用 PI 算法來確定閉環(huán)控制的補(bǔ)償量也是由數(shù)字電路組成的直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)所不能及的。曾經(jīng)也試過用單片機(jī)直接產(chǎn)生 PWM 波形，但其最終效果并不理想，在使用了少量的硬件后，單片機(jī)的壓力大大減 小，程序中有充足的時(shí)間進(jìn)行閉環(huán)控制的測控和計(jì)算，使得軟件的運(yùn)行更為合理可靠。 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)采用了雙閉環(huán)系統(tǒng)，所以系統(tǒng)能夠通過兩個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)作用減少穩(wěn)態(tài)速降，但是有超調(diào)。為使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能更好，該系統(tǒng)采用無靜差調(diào)節(jié)，即轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用比例積分調(diào)節(jié)器（ PI 調(diào)節(jié)器），使系統(tǒng)保證恒速運(yùn)行，以保證滿足更嚴(yán)格的生產(chǎn)要求。 總結(jié) 參考文獻(xiàn) [1] 陳伯時(shí)主編。電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) — 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。第 3 版 機(jī)械工業(yè)出版社，2021 58 [2] 王兆安，黃俊主編。電力電子技術(shù)。第 4 版。北京：