【正文】 部熄滅一段時間后，又將全部數(shù)碼管點亮一段時間，以檢驗數(shù)碼管是否正常工作。 顯示器顯示“P”時，可以從鍵盤上輸入4個十進制表示的轉(zhuǎn)速信號，同時顯示在LED上。按確定鍵后，將此轉(zhuǎn)速信號作為給定轉(zhuǎn)速信號。同時，顯示器上顯示“d”，提示鍵入轉(zhuǎn)動方向。若按取消鍵，則此轉(zhuǎn)速信號取消，LED上顯示“n”此時可重新鍵入轉(zhuǎn)速信號。 起動模塊流圖如圖46所示。其中速度環(huán)、電流環(huán)子程序采用PID調(diào)節(jié)器，計算模塊和數(shù)字邏輯切換程序塊見第二章所述。二、PID算法模塊 在圖47給出增量式PID控制算法流程圖。三、移相角的計算和輸出軟件模塊設(shè)計 我們知道可控橋式電路輸出電壓平均值公式 4－1 其中，Ud為晶閘管輸出電壓，為移相角，Ud0為不可控整流輸出電壓。在090176。，晶閘管處于整流狀態(tài)；在90176。180176。，晶閘管處于逆變狀態(tài)。移相定時是通過定時器完成的，由電流PID調(diào)節(jié)器運算得出的角移相時間存入定時器后，定時器開始工作，延時結(jié)束后，便可實現(xiàn)對主電路三相全控晶閘管的控制。圖46 啟動模塊流圖表41 晶閘管觸發(fā)字碼表電源狀態(tài)S1 S2 S3觸發(fā)器導(dǎo)通號101100001E1H1，6100000011C3H1，2110000110C6H3，2010001100CCH3，4011011000D8H5，4001110000F0H5，6 表41為晶閘管觸發(fā)字碼表表示觸發(fā)應(yīng)對的晶閘管，“0”表示不觸發(fā)，觸發(fā)信號均由鎖存器74LS374產(chǎn)生。 由前面的同步檢測電路可知，在一個電壓周期內(nèi)存有6個同步控制信號，每個信號間隔 60176。，則內(nèi)部定時器最大不能超過60176。另外二相全控橋式電路在任何時都必須有兩只晶閘管同時導(dǎo)通，才能形成導(dǎo)通回路。因此，本觸發(fā)器采用雙窄脈沖觸發(fā)，即一個觸發(fā)某一只晶閘管的同時，給前一只晶閘管補發(fā)一個觸發(fā)脈沖。 CPU有INTO中斷啟動定時器定時，定時器的初值由電流調(diào)節(jié)器通過并行口給定。給定控制角在0176。180176。之間。單片機軟件自動對每相脈沖的分配劃分區(qū)間。在移相控制時，將0176。 180176。的角移相范圍劃分為3段，并設(shè)定相應(yīng)的段標號S。 0176?！堋?0176。，段標號S=0 60176。≤≤120176。，S=1 120176?！堋?80176。，S=2再將變換成，S=1時，=+60，S=2時，=+120，圖47 增量式PID控制算法流程圖于是無論處于哪一段，對的移相只需對定時即可，定時的起點規(guī)定為各自然換相點，然后再根據(jù)段標號S來確定要觸發(fā)的晶閘管。這樣，（對應(yīng)60176。），各相觸發(fā)脈沖的延時在時間上不會重疊。定時器的預(yù)置時間常數(shù)TD上之間的關(guān)系為： 42經(jīng)以上分析可得出定時器延時角計算流程圖如圖48。圖48 移相角計算流程圖第四節(jié) 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真 在工業(yè)設(shè)計中，通常采用仿真設(shè)計，仿真設(shè)計包括軟件仿真和硬件仿真。仿真軟件設(shè)計通常建立好系統(tǒng)模型，然后用軟件或軟件工具描述系統(tǒng)的狀態(tài)，以達到研究、設(shè)計的目的。物理仿真常采用與實際系統(tǒng)相類似的物理模型進行研究。軟件仿真往往只要有一臺計算機，編寫相應(yīng)的程序或利用相關(guān)的仿真軟件即可達到目的。 在這一節(jié)中，采用美國Mathworks公司的MATLAB軟件中的SIMULINK仿真工具來進行糖分離機數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真與設(shè)計。 MATLAB是一種面向科學(xué)與工程計算的高級語言，這集科學(xué)計算、自動控制、信號處理、圖象處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與一體，具有極高的編程效率。MATLAB軟件的誕生，使控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計問題變得簡單了，它為控制系統(tǒng)的設(shè)計和仿真提供了強有力的工具，必將使傳統(tǒng)的方法產(chǎn)生一場變革。由于該軟件具有容易使用和豐富的控制理論等特點，已經(jīng)成為國際控制領(lǐng)域內(nèi)最流行的控制系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計軟件。 SIMULINK是MATLAB軟件的擴展。它主要用與動態(tài)系統(tǒng)的仿真，它與用戶交互接口是基于Windows的圖形（使用方塊圖）編程方法。在SIMULINK中也加入了許多的MATLAB函數(shù)功能。 本節(jié)內(nèi)容利用SIMULINK軟件對直流電機雙閉環(huán)控制系統(tǒng)進行分析和CAD，利用仿真的數(shù)據(jù)可用實際系統(tǒng)的設(shè)計。在本節(jié)，首先要建立糖分離機數(shù)字全閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，建立系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，然后用SIMULINK進行仿真分析。在控制方法上，分別采用PID和智能PID神經(jīng)元參數(shù)自學(xué)習(xí)PID控制。通過仿真分析不同的控制方法是否有性能的提高。下面是參考其他文獻的仿真結(jié)果。首先，利用MATLAB的控制工具來分析電流調(diào)節(jié)器、速度調(diào)節(jié)器的動態(tài)參數(shù)，然后利用SIMULINK來防真系統(tǒng)的動態(tài)特性。電流調(diào)節(jié)器簡化圖如圖49所示：圖49 電流調(diào)節(jié)器簡化方塊圖 經(jīng)過MATLAB計算，電流環(huán)可簡化成如圖410所示：圖410電流環(huán)化簡方快圖 同樣，速度環(huán)可簡化成如圖411所示：圖411 速度環(huán)方塊圖 經(jīng)過大量的防真調(diào)試修改調(diào)節(jié)器參數(shù)，才可以得到系統(tǒng)較好的動態(tài)特性，其動態(tài)特性如圖412所示。圖412 帶速度PID的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)特性曲線 圖413為單神經(jīng)元PID的速度調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的防真波形。圖413 單神經(jīng)元PID的速度調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的防真波形 比較圖412和圖413可以看到單神經(jīng)元PID的速度調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)比普通速度PID超調(diào)減小了，系統(tǒng)品質(zhì)得到了改善。第五章 總結(jié) 本文在對雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計一種基于ATmega單片機控制的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，設(shè)計中采用ATmega16做主機，ATmega8做從機，實現(xiàn)對電流、電壓及轉(zhuǎn)速檢測，對速度實時調(diào)節(jié)，滿足糖廠的生產(chǎn)調(diào)速需要，本系統(tǒng)還包括鍵盤和LED顯示功能實現(xiàn)人機交流。在軟件設(shè)計中運用C語言編寫軟件程序，并通過調(diào)試與仿真，可知其能較好的滿足糖廠的系統(tǒng)特性要求。通過本次設(shè)計使我的知識體系得到了豐富與彌補，例如：對雙雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和電力拖動有了比較深入的了解，自學(xué)了AVR單片機的知識，初步學(xué)會了電路板的觀察和焊接，還初步學(xué)會了使用Protel軟件繪制電路圖。 本課題的研究涉及電子學(xué)，運動控制，計算機軟硬件，電機學(xué)與電力拖動等諸多知識，但本人學(xué)識有限，時間緊湊，本課題的研究還存在許多問題，敬請批評指正。主要參考文獻：[1] 馬潮. 《ATmega8原理及其應(yīng)用手冊》清華大學(xué)出版社 2003年[2] Intel公司 《Intel外圍器件系列手冊之二》上?？茖W(xué)普及出版社 1994[3] 孫涵芳 《Intel16位單片機》 北京航空航天大學(xué)出版社 1995年[4] 陳汝全 《電子技術(shù)常用器件應(yīng)用手冊》北京理工大學(xué)出版社1991年[5] 潘新民、王燕芳 《單片機微型計算機實用系統(tǒng)設(shè)計》 人民郵電出版社 1992年[6] 鄭瓊林、耿文學(xué) 《電力電子電路精選》電子工業(yè)出版社 1990年[7] 王慶林 《無功功率快速補償裝置設(shè)計探討》 第二版 1993年[8] 蘇文成 《工廠供電》 陜西機械學(xué)院[9] 喬忠良. 《全數(shù)字直流調(diào)速裝置及工程應(yīng)用》.太原理工大學(xué)學(xué)報，2002[10]姜孝華，張光昭. 《數(shù)字式直流傳動系統(tǒng)的專家智能控制》.電氣傳動自動化，1999 02[11]黃俊 《半導(dǎo)體變流技術(shù)》.機械工業(yè)出版社 1980[12]侯崇升 《 現(xiàn)代調(diào)速控制系統(tǒng)》機械工業(yè)出版社 2006[13]張克彥 《AVR單片機實用程序設(shè)計》 北京航空航天大學(xué)出版社 2004[14]陳伯時 《》 機械工業(yè)出版社，1991[15]張世銘 《直流調(diào)速系統(tǒng)》 武漢：華中理工大學(xué)出版社，1988[16] 李友善《自動控制原理》 北京：國防工業(yè)出版社，1987[17] 王曉蘭，王慧中 《單片機控制的直流PWM傳動系統(tǒng)》 電氣傳動自動化，1997，19(3)：9～13致 謝衷心感謝海濤老師一個學(xué)期來的關(guān)心教導(dǎo)。在整個畢業(yè)設(shè)計過程中，海老師對我們悉心指導(dǎo)和嚴格要求,用他豐富的實際產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗,教導(dǎo)我們?nèi)绾稳シ治鰡栴}，解決問題。并為我們提供了3周的實習(xí)時間，再那兒，我學(xué)到了許多在書本上學(xué)不到的東西。通過這次課題的設(shè)計,我收獲頗多,獲得了許多寶貴的經(jīng)驗。還有和我在一個工作室里的師兄師姐們，都給了我很多的支持和幫助。在此，謹向他們表示誠摯的謝意！這次設(shè)計不僅讓我學(xué)習(xí)了如何去設(shè)計開發(fā)一個完整的系統(tǒng)。更重要的是如何去收集處理我們所需要的資料。正是有大家的支持，我的設(shè)計才得以順利完成。在此，感謝所有幫助過我的老師、同學(xué)、朋友！36