【正文】 和楊老師一起討論相關的課題和解決設計中遇到的問題，我的思路得到極大的開闊，并發(fā)現(xiàn)了自己在某些專業(yè)知識上的不足，使我取得了很大的進步。他從最初就為我們制定了周密科學的工作任務安排，始終認真負責地檢查我們的工作進度情況，對于我們的提問也總給予細致耐心的解答。參考文獻[1] 陳伯時．電力拖動自動控制系統(tǒng)．北京：機械工業(yè)出版社，.[2] 羅飛，：化學工業(yè)出版社，.[3] 余發(fā)山，:中國礦業(yè)大學出版社，.[4] 李正熙，白晶．電力拖動自動控制系統(tǒng)．北京：冶金工業(yè)出版社，.[5] 顧繩谷．電機及拖動基礎．北京：機械工業(yè)出版社，.[6] 王兆安，黃?。娏﹄娮蛹夹g(shù)．北京：機械工業(yè)出版社，.[7] 李華德，：機械工業(yè)出版社，.[8] ：北京航空航天大學出版社，.[9] 孫和平，楊寧．單片微機原理與接口技術(shù)．北京：冶金工業(yè)出版社，. 致謝在此，我要感謝我的指導老師——老師。通過本次畢業(yè)設計，加強了我對單片機應用技術(shù)和直流電機調(diào)速等知識的掌握程度，進一步鞏固了我的專業(yè)課知識。因此，研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)全數(shù)字化直流調(diào)速裝置具有重大價值。根據(jù)目前的發(fā)展，展望未來，全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)必將向著高性能高指標的方向發(fā)展，朝調(diào)試手段先進，控制、通信更加豐富的方向邁進，尤其是它的動態(tài)性能指標還可以進一步提高。數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A和零階保持器會提高控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)分母的階次，使系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量減小，系統(tǒng)性能。 研究展望微機數(shù)字控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性好、可靠性高，可以提高控制性能，它將是未來調(diào)速系統(tǒng)的必然發(fā)展趨勢。單片機以數(shù)字信號來工作，其控制手段方便靈活，抗干擾能力強。(3)數(shù)字控制系統(tǒng)用計算機進行數(shù)據(jù)處理和計算，系統(tǒng)中的控制量和反饋量都必須根據(jù)一定的采樣周期進行離散化，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。(2)控制系統(tǒng)集成度高，硬件電路簡單而且統(tǒng)一，零部件的數(shù)量和觸點大大減少，而且可靠性高，可重復性好。數(shù)字測速不僅精度高，而且安全穩(wěn)定、維護方便，同時采用M/T數(shù)字測速方法，兼?zhèn)淞薓法和T法測速的優(yōu)點，有效地擴大了調(diào)速范圍。本設計采用了Inter系列中的80C196KC單片機，在此單片機控制的直流調(diào)速系統(tǒng)中，速度給定、速度反饋和電流反饋信號是通過模擬光電隔離器、A/D轉(zhuǎn)換器送入計算機，計算機按照已定的控制算法計算產(chǎn)生脈沖，經(jīng)并行口、數(shù)字光電隔離器、功率放大器送到晶閘管的控制級，以控制晶閘管輸出整流電壓的大小，平穩(wěn)的調(diào)節(jié)電動機的速度。圖57 HSO中斷服務程序流程圖第六章 總結(jié)與展望 工作總結(jié)本設計用一臺單片機及外部擴展設備代替原模擬系統(tǒng)中速度調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、觸發(fā)器、邏輯切換單元、鎖零單元和電流自適應調(diào)節(jié)器等，從而使直流調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)全數(shù)字化。HSO中斷服務程序的主要任務就是根據(jù)狀態(tài)標志位產(chǎn)生不同組的HSO輸出信號，并置相應狀態(tài)標志位。其控制流程圖如圖56所示。同步中斷由同步中斷模塊在交流同步信號過零時刻引起(EXTINTI) 。⑴同步中斷子程序為了可靠觸發(fā)三相全橋6只晶閘管，該控制系統(tǒng)使用了雙脈沖觸發(fā)信號，一個周期共需輸出24個HSO信號，包括HSO上升沿和下降沿。這時HSO的時間分辨力，也就是定時器1的時間分辨力為ls。 觸發(fā)脈沖的軟件設計本系統(tǒng)中，用定時器1作為HSO的時間基準，觸發(fā)角和脈寬的控制都是靠HSO的定時功能來實現(xiàn)的。圖54是軟件定時中斷子程序。至此，轉(zhuǎn)速測量結(jié)束。這個中斷是第二次HSI0中斷，把當前的時間作為結(jié)束時間FT。在中斷程序中開HSI0中斷(允許HSI0中斷)，關HSI數(shù)據(jù)有效中斷(停止對計數(shù))。⑶啟動HSI數(shù)據(jù)有效中斷后，每一個轉(zhuǎn)速脈沖的上升沿都會引起HSI數(shù)據(jù)有效中斷，在每一次HSI數(shù)據(jù)有效中斷程序中，讓計數(shù)變量增加1。首先允許HSI0中斷，然后設 HSI中斷模式為每個脈沖的正跳變引起中斷。下面介紹一下如何在程序中具體實現(xiàn)。當上升沿到來時，讀取計數(shù)器T1的值，計算兩次計數(shù)器T1的差值得到高頻脈沖數(shù)，這樣就完成了一次轉(zhuǎn)速測量周期。將和P的參數(shù)代入上式，得 （52）轉(zhuǎn)速脈沖信號被送到80C196KC的HSI0引起上升沿中斷，此時開始定時T0，同時記下計數(shù)器T1的值，T2開始對HSI1接收到的轉(zhuǎn)速脈沖計數(shù)，并關閉HSI0中斷。當定時T0結(jié)束時，Ml停止計數(shù)，M2繼續(xù)計數(shù)。法對脈沖進行測速。主程序框圖如圖51所示。運行在數(shù)字控制器中的軟件有主程序、初始化子程序和中斷服務子程序等。這樣即方便編程，也能滿足采樣精度。⑵ 保證有用信號不失真根據(jù)香農(nóng)采樣定理，采樣頻率應不低于有用信號頻率的兩倍，實際工程上采樣頻率通常取有用信號頻率的410倍。在一個采樣周期內(nèi)，單片機要采集A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，數(shù)字濾波，進行PI運算，輸出控制量，顯示，啟動A/D轉(zhuǎn)換，處理其它中斷等。其中的兩個主要因素有：⑴保證單片機在一個采樣周期內(nèi)完成所需操作從數(shù)字PI控制器對連續(xù)PI調(diào)節(jié)器的模擬精度考慮，采樣周期越小越好。如何合理的選擇采樣周期，同時能夠達到最高的控制特性是個重要的問題。圖42 主電路第五章 數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)的軟件設計 采樣周期T的選擇微機數(shù)字控制系統(tǒng)是離散系統(tǒng)，數(shù)字控制其必須定定時對給定信號和反饋信號進行采樣。所以為了防止飽和，在每個橋臂上串聯(lián)一個30μH的電感。因此對晶閘管的電流上升率必須有所限制。交流側(cè)快速熔斷器的選擇由I2= 選取RLS10快速熔斷器，熔體額定電流40A?？焖偃蹟嗥鞯臄嗔鲿r間短，保護性能較好，是目前應用最普遍的保護措施。觸發(fā)電路不正?；蚴芨蓴_，使晶閘管誤導通，引起過電流。 過電流保護和限制⑴由于晶閘管的熱容量很小，一旦發(fā)生過電流，溫度就會急劇上升，可能會把PN結(jié)燒壞，造成元件內(nèi)部短路或開路。造成電壓上升率過大的原因一般有兩點：由電網(wǎng)侵入的過電壓；由于晶閘管換相時相當于線電壓短路，換相結(jié)束后線電壓有升高，每一次換相都可能造成過大。⑵電壓上升率du/dt：正相電壓上升率較大時，會使晶閘管誤導通。電容耐壓可選加在晶閘管兩端工作電壓峰值 ～。允許偏差+10％（253V）。但采用阻容保護易影響系統(tǒng)的快速性，因此，一般不采用阻容保護，而只用壓敏電阻作過電壓保護。R≥1202/103 =選取電阻為ZB110的電阻。F選取70181。? 交流側(cè)過電壓保護：本設計采用阻容保護，如圖41所示。實用中常視需要在電路的不同部位選用不同的方法，或者在同一部位同時用兩種不同保護方法。不能從根本上消除過電壓的根源，只能設法將過電壓的幅值抑制到安全限度之內(nèi)，這是過電壓保護的基本思想。 過電壓保護和限制⑴凡是超過晶閘管正常工作時承受的最大峰值電壓的情況都算過電壓，產(chǎn)生過電壓的原因是電路中電感元件積聚的能量驟然釋放或者是外界侵入的大亮點和累積。設計晶閘管電路除了正確的選擇晶閘管的額定電壓、額定電流等參數(shù)外，還必須采取必要的過電壓、過電流保護措施。由表查得 K=，～2倍的裕量，取49A故選晶閘管的型號為KP498。②當元件的冷卻條件低于標準要求時，也應降低元件的額定電流值。式中K 電流計算系數(shù)。結(jié)合課題提供的參數(shù)，選擇適當型號的晶閘管十分重要。 一次、二次側(cè)相電流II2的計算查表可得 KI1=， KI2= 變壓器容量的計算S1=m1U1I1；S2=m2U2I2；S=1/2(S1+S2)；式中mm2 次側(cè)與二次側(cè)繞組的相數(shù)；S1=m1U1I1=3380= KVAS2=m2U2I2=3120= KVAS=1/2(S1+S2)=1/2（+）= KVA 晶閘管型號的選擇整流電路采用晶閘管全控橋電路。裕量，則 B==則 , 取=120V。一般可按下式計算即： （41）式中A理想情況下，=0176。本設計采用的是直流電動機，故還要通過整流電路使之轉(zhuǎn)換成連續(xù)的直流電壓。此時轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)放大倍數(shù)為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)為第四章 主電路的設計與參數(shù)計算電動機的額定電壓為110V，為保證供電質(zhì)量，應采用三相降壓變壓器將電源電壓降低；為避免三次諧波電動勢的不良影響和三次諧波電流對電源的干擾，主變壓器采用D/Y聯(lián)結(jié)。為了滿足電流超調(diào)量?？紤]到一般比起系統(tǒng)其它部分的時間常數(shù)往往小很多，可以將該時滯環(huán)節(jié)近似為慣性環(huán)節(jié)處理，傳遞函數(shù)為 （318） 比例、積分系數(shù)初值的確定⑴電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇由于電流的響應過程比轉(zhuǎn)速響應過程快得多，所以可以不考慮反電勢的影響，反電勢支路相當于斷開。對于速度閉環(huán)，PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)可以表示為 （316） 式中調(diào)節(jié)器比例系數(shù)；調(diào)節(jié)器時間常數(shù)。圖33雙閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖其中轉(zhuǎn)速外環(huán)與電流內(nèi)環(huán)均采取PI控制。進而，我們可得直流電動機的電壓和轉(zhuǎn)速間的傳遞函數(shù)為： （314）根據(jù)式（314）可以看出直流電