【導讀】機轉速進行控制的方法。文章中采用了專門的芯片組成了PWM信號的發(fā)生系統(tǒng)，調節(jié)，從而控制其輸入信號波形等均作了詳細的闡述。此外，本文中還采用了芯。路相結合完成了在主電路中對步進電機的控制。另外，本系統(tǒng)中使用了測速發(fā)電。在軟件方面，文章中詳細介紹了PI運算程序，初始化程序等的編寫思路和。具體的程序實現(xiàn)。開環(huán)系統(tǒng)機械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的比較????????是前128個單元，其地址為00H—7FH。通常說的內部數(shù)據(jù)存儲器就是指這前128. 或表格，簡稱內部ROM。現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入輸出。且以其定時或計數(shù)結果對計算機進行控制。2個和串行中斷1個。序列的時鐘電路。系統(tǒng)允許的最高晶振頻率為12MHz。74LS373片內是8個輸出帶三態(tài)門的D鎖存器。其結構如下圖所示：。如果此時芯片的輸出控制端__OE為低，也即是輸出三態(tài)門打開，鎖。存器中的地址信息便可以通過三態(tài)門輸出。

　　

【正文】 具有反饋環(huán)節(jié)。 電氣傳動控制系統(tǒng)通常由電動機、控制裝置和信息裝 置三部分組成。它能按照規(guī)定的指令，及時的控制電動機的啟動、制動、運轉方向、位置、速度和加速度等，以滿足工作機械及生產過程的要求。 隨著電機、傳感器、控制器件、變流技術和控制理論的發(fā)展，電氣傳動控制系統(tǒng)也得到了很大的發(fā)展。目前，所用電機的單機容量從幾百瓦發(fā)展到數(shù)萬千瓦，變流設備從旋轉式電機變流機組發(fā)展到大功率晶閘管靜止變流裝置，中小功率自關斷器件靜止變頻裝置；控制單元從模擬量觸發(fā)器、調節(jié)器、給定積分器發(fā)展到以微處理器芯片為核 心的交、直流通用的數(shù)字量控制模塊；系統(tǒng)的控制方式從手動操作的開關控制發(fā)展到閉環(huán)多 參量控制；電氣傳動以從單純的調速系統(tǒng)擴展為實現(xiàn)位置、速度、加速度控制的運動控制中的重要分支。 總之，現(xiàn)代電氣傳動控制系統(tǒng)業(yè)已發(fā)展成為全新的電氣傳動自動化系統(tǒng)。 單閉環(huán)直流調速系統(tǒng) 在單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)中，只有電流截止負反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的，但它只是在超過臨界電流 IIr值以后，靠強烈的負反饋作用限制電流的沖擊，并不能很理想地控制電流的動態(tài)波形。帶電流截止負反饋的單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)山西機電職工學院畢業(yè)論文 21 啟動時的電流和轉速波形如圖 11a 所示。當電流從最大值降低下來以后，電極轉矩也隨之減小，因而加速過程必然拖長。 在 電機最大電流（或轉矩）受限的條件下，希望充分利用電機的允許過載能力，最好是在過度過程中始終保持電流（或轉矩）為允許的最大值，使電力拖動系統(tǒng)盡可能用最大的加速度啟動，到達穩(wěn)態(tài)轉速后，又讓電流立即降低下來，使轉矩馬上與負載相平衡，從而轉入穩(wěn)態(tài)運行。這樣的理想啟動過程波形示于圖11b）。這時，啟動電流呈方形波，而轉速是線性增長的。這是在最大電流（或轉矩）受限制的條件下調速系統(tǒng)所能得到的最快的啟動過程。 實際上，由于主電路電感的作用，電流不能突變，圖 11b)所示的理想波形只能得到近似的逼近，不能完全實現(xiàn)。為了實 現(xiàn)在允許條件下最快啟動，關鍵是要獲得一段使電流保持為最大值 Idm 的恒流過程。按照反饋控制規(guī)律，采用某個物理量的負反饋就可以保持該量基本不變，那么采用電流負反饋就應該能得到近似的恒流過程。問題是希望在啟動過程中只有電流負反饋，而不能讓它和轉速負反饋同時加到一個調節(jié)器的輸入端；到達穩(wěn)態(tài)轉速后，又希望只要轉速負反饋，不再讓電流負反饋發(fā)揮作用。怎樣才能做到這種既存在轉速和電流良種負反饋，又使它們只能分別在不同的階段去作用呢？雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)正是用來解決這個問題的。 a) b) 理想 圖 直流調速系統(tǒng)啟動過程的電流和轉速波形 采用 PI 調節(jié)器的單閉環(huán)轉速反饋系統(tǒng)，即保證了動態(tài)穩(wěn)定性，有保證了靜態(tài)無靜差，很好的解決了動靜態(tài)之間的矛盾。但電流得不到限制。電流負反饋雖然能限制啟動電流，但在啟動時，啟動電流僅在某一瞬間達到最大的允許值，其余的時間都比較小啟動過程慢。同時。他的機械特性較軟，不適合調速，想要啟動過程盡可能快。就應使整個啟動過程中的電機始終保持最大的啟動轉矩。 由上述可知，實現(xiàn)理想過程過程的關鍵是控制電流波形， 山西機電職工學院畢業(yè)論文 22 圖 生產機械工作工程 由圖可知，為了達到最佳 過渡過程，必須滿足： （ 1） 過渡過程中，盡量能使電樞電流為最大值，過渡過程結束時，盡快使電樞電流達到穩(wěn)定值。 （ 2） 為了使電樞電流有動態(tài)到穩(wěn)態(tài)和由穩(wěn)態(tài)到動態(tài)迅速變化，應使 Ud 突變到最大值，待電樞電流達到要求值歐，在突變到需要值。 同時，西東機械特性曲線應既有轉速負反饋的絕對硬特性，還要有電流截至負反饋挖土機特性。如果單閉環(huán)無靜差調速系統(tǒng)同時引入轉速負反饋和電流負反饋， 法兼顧這兩方面的性能要求，不僅啟動電流波形幾乎沒有得到改善，而且其轉速還存在靜差。所以就引入了雙環(huán)和多環(huán)調速系統(tǒng)。 開環(huán)系統(tǒng)機械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特 性的比較 VM 開環(huán)系統(tǒng)，其機械特性方程 而閉環(huán)時靜特性可寫成 山西機電職工學院畢業(yè)論文 23 其中 分別表示開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉速； 分別表示開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降。 閉環(huán)與開環(huán)特性比較 ⑴ 靜態(tài)速降小，特性硬 在負載相同 情況下，兩者的轉速降落分別為 則它們的關系是： ⑵ 系統(tǒng)的靜差率小，穩(wěn)速精度高 閉環(huán)與開環(huán)系統(tǒng)的靜差率分別為 和 當 時 ⑶ 當要求的靜差率一定時，閉環(huán)系統(tǒng)調速范圍可大大提高 如果電動機的最高轉速都是 ，而對最低速靜差率 s要求相同，則閉環(huán)和開環(huán)的調速范圍分別為 將式 代入上式，得 山西機電職工學院畢業(yè)論文 24 上述三項優(yōu)點若要有效，都取決于一點，即 K 要足夠大，因此必須設置放大器。 結論：閉環(huán)系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調速范圍，為此所需付出的代價是，須增設檢測與反饋裝置和電壓放大器。 山西機電職工學院畢業(yè)論文 25 總結 本文所述的步進電機閉環(huán)調速系統(tǒng)是以低價位的單片微機 8051 為核心的，而通過單片機來實現(xiàn)電機調整又有多種途徑，相對于其他用硬件或者硬件與軟件相結合的方法實現(xiàn)對電機進行調整，采用 PWM 軟件方法來實現(xiàn)的調速過程具有更大的靈活性和更低的成本，它能夠充分發(fā)揮單片機的效能，對于簡易速度控制系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了一種有效的途徑。而在軟件方面，采用 PLD 算法來確定閉環(huán)控制的補償量也是由數(shù)字電路組成的步進電機閉環(huán)調速系統(tǒng)所不能及的。曾經也試過用單片機直接產生 PWM 波形，但其最終效果并不理想，在使用了少量的硬件后，單片機的壓力大大減小，程序中有充足的時間進行閉環(huán)控制的測控和計算，使得軟件的運行更為合理可靠。 山西機電職工學院畢業(yè)論文 26 致謝 在這次畢業(yè)設計中，要特別感謝老師給予的耐心細致的指導，對于在設計過程中所遇到的許多具體問 題，她均提出了相應的解決方案。這對于畢業(yè)設計的順利完成起到了十分重要的作用。通過這次設計從中學到了以前很多不知道也不太熟悉的知識。加深了對單片機的理解和應用，以及實際應用基礎。學會用單片機與電機調速系統(tǒng)的應用解決實際問題。從中也感謝同學對我在設計過程中的幫助。 山西機電職工學院畢業(yè)論文 27 參考文獻 [1] 王離九，黃錦恩編著，《晶體管脈沖直流調速系統(tǒng)》，華中理工大學出版社出版 [2] 丁元杰主編 ,上海市教育委員會組編 ,《單片微機原理及應用》，機械工業(yè)出版社 [3] 李榮生主編，《電氣傳動控制 系統(tǒng)設計指導》，機械工業(yè)出版社 [4] 吳守箴，臧英杰 編著，《電氣傳動的脈寬調制控制技術》，機械工業(yè)出版社 [5] 陳伯時主編 ,《自動控制系統(tǒng) 電力拖動控制》 ,中央廣播電視大學出版社