【正文】 第 4 版。第 3 版 機械工業(yè)出版社，2021 58 [2] 王兆安，黃俊主編。 總結(jié) 參考文獻 [1] 陳伯時主編。 因為本系統(tǒng)采用了雙閉環(huán)系統(tǒng)，所以系統(tǒng)能夠通過兩個轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器進行自動調(diào)節(jié)作用減少穩(wěn)態(tài)速降，但是有超調(diào)。而在軟件方面，采用 PI 算法來確定閉環(huán)控制的補償量也是由數(shù)字電路組成的直流電機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)所不能及的。當(dāng)突加給定負載時，由于負載加大，因此轉(zhuǎn)速有所下降，此時經(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)的抗負載能力很強。其輸出電壓立即從限幅值下降，主電流也隨之下降。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速時， 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)。當(dāng)?shù)竭_恒流升速階段時， ASR 一直處于飽和狀態(tài)，轉(zhuǎn)速負反饋不起調(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，電動機轉(zhuǎn)速呈線性增長直至給定轉(zhuǎn)速。此時轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 飽和，電流調(diào)節(jié)器 ACR 起主要作用。 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。 11() 1Icli KWs S? ? 其近似條件為： 13 iIK T??? 同樣的，再將時間常數(shù)為 T 和 2IT?的兩個小慣性環(huán)節(jié)合并起來，形成一個時間常數(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)的抗擾動性能好。 由于電流環(huán)的重要作用是保持電樞電流在動態(tài)過程中不超過允許值，因而在土家控制作用時不希望有超調(diào)，而且當(dāng) / 10l iTT??時，典型 ? 型系統(tǒng)的抗恢復(fù)時間還是可以接受的，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相同時間常數(shù)的給定濾波環(huán)節(jié)。 第一節(jié) 系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置 直流電動機的數(shù)學(xué)模型 在本設(shè) 計中討論的是直流電動機拖動恒轉(zhuǎn)巨負載的自動控制系統(tǒng)，直流電動機本身是一個電 磁相互作用的非線性系統(tǒng)，在這里將其近似為一個線性系統(tǒng)，得到直流電動機的傳遞函數(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。 } } } void display() 52 電壓檢測高 ? 進入中斷 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)進行計算機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 工具箱對其進行計算機仿真研究 ； 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 工具箱進行調(diào)速系統(tǒng)仿真的新方法。i++) { StartADC(4)。 while(1) { for(i=0。 } voidchuli() { uint temp。 PinOE = 0。 PinC = 0。 PinA = 0。 return(temp)。 temp = PinDataamp。 PinOE = 0。 } uintReadData(void) { uint temp。 PinSTART = 0。 PinA = (bit) (Address amp。 PinB = (bit) (Address amp。 100us 延時 LCALL DELAY1 DELAY1: DJNZ D_TMP,$ RET END 第六節(jié) A/D 轉(zhuǎn)換程序 說明見單片機實驗課本 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)故障保護程序設(shè)計 程序：故障保護 實時采集各路電壓信號 ，并利用電壓比較器將比較后得電壓信號采集到單片機中故障綜合部分用加入與非芯片，實現(xiàn)線與的功能，同時利用外部中斷，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，匹配時轉(zhuǎn)到相應(yīng)處理部分 50 //啟動 A/D 轉(zhuǎn)換函數(shù)： StartADC() void StartADC(uchar Address) { PinC = (bit) (Address amp。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 。存儲地址加 1 指向 33H MOV R0 , A 。R4 高低位互換 ANL A , 0FH 。存回以 32H 為地址的房間 MOV A , R4 。屏蔽低 4 位 INC R0 。 MOV A , R4 。存儲地址加 1 指向 31H MOV R0 , A 。R5 高低 4 位互換 ANL A , 0FH 。屏蔽 R5 中的低 4 位 MOV R0 , A 。每位數(shù)加上本身相當(dāng)于將這個數(shù)乘以 2 ADDC A , R5 DA A MOV R5 , A 45 MOV A , R4 ADDC A , R4 DA A 。由十六進制轉(zhuǎn)化為十進制 PUSH ACC MOV A , R7 PUSH ACC MOV A , R2 PUSH ACC CLR A MOV R3 , A MOV R4 , A MOV R5 , A MOV R2 , 10H HB3: MOV A , R7 。計數(shù)標志位置 1,則執(zhí)行計數(shù) MOV COUNT1,50 。分轉(zhuǎn)速計 。T0 中斷程序 。中斷 0 程序 MOV A,R7 ADD A,1 MOV R7,A MOV A,R6 ADDC A,0 MOV R6,A CJNE R6,27H,NEXT 。計數(shù)標志位清 0 SJMP LOOP 。BCD 碼子程序 CLR A MOV R6,A 。計數(shù)標志位為 0,則等待 LCALL HEXTOBCDD 。20ms 定時初值 MOV TH0,70H SETB TR0 SETB ET0 SETB EX0 SETB IT0 SETB PT0 SETB EA LOOP:LCALL DISPLAY 。1S 定時計數(shù)值 MOV COUNT2,60 。計數(shù)標志位 20H MOV R6,00H 。 程序： 因為 8051 得外部中斷源有限，在進行 M 發(fā)測速時，可以擴展外部中斷來滿足要求，相應(yīng)的設(shè)置程序設(shè)置如下所示， 此程序 可跟據(jù)情況設(shè)定時時間，測得的脈沖個數(shù)將通過數(shù)碼管顯示 1S 定時，測量外部脈沖輸入個數(shù)程序 D_TMP EQU 35H COUNT1 EQU 36H COUNT2 EQU 37H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT0 ORG 000BH LJMP TT0 ORG 保護現(xiàn)場 禁止策速 開放捕捉中斷 恢復(fù)現(xiàn)場 中斷返回 容許中斷嗎？ 開放 T/C1 和 T/C0 關(guān)閉 T/C1 恢復(fù)現(xiàn)場 中斷返回 容許中斷嗎？ 禁止捕捉中斷 保護現(xiàn)場 Y N 41 0030H MA 電機測速計程序 D_TMP EQU 35H COUNT1 EQU 36H COUNT2 EQU 37H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT0 ORG 000BH LJMP TT0 ORG 0030H MAIN: MOV 30H,00H 。待 T/C0 溢出時發(fā)出停止測速信號，再次開放捕捉中斷，計數(shù)器 T/C1 計數(shù)。 1 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序 2 電流調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序 3 故障保護中斷服務(wù)子程序 保護現(xiàn)場讀入轉(zhuǎn)速給定計算轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)允許測速中斷返回恢復(fù)現(xiàn)場保護現(xiàn)場讀入電流反饋電流調(diào)節(jié)PW M 生成啟動 A / D 轉(zhuǎn)換中斷返回恢復(fù)現(xiàn)場封鎖 PW M輸出分析、判斷故障原因顯示故障原因故障報警等待系統(tǒng)復(fù)位 35 1 2 3 36 第三節(jié) PI 控制子程序設(shè)計 為了安全起見，系統(tǒng)對轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器實行限幅，當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序或電流調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序進行到 “ 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) ” 或