計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)--數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)(參考版)
2024-11-11 12:58本頁面
【正文】 參考書目 16 參考書目 [1] 李廣第．單片機(jī)基礎(chǔ)．北京：北京航天航空大學(xué)出版社， 2020． [2] 李朝春．單片機(jī)原理及接口技術(shù)．北京：北京航天航空大學(xué)出版社， 1994． [3] 阮毅 , 陳伯時 . 電力拖動自動控制系統(tǒng) —— 運(yùn)動控制系統(tǒng)（第 4 版） . 機(jī)械工業(yè)出版社 [4] 王建華 . 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)（第 2 版） . 高 等教育出版社 [5] 謝維成、楊加國 . 單片機(jī)原理與應(yīng)用及 c51 程序設(shè)計(jì)（第 2 版） . 清華大學(xué)出版社 [6] 譚浩強(qiáng) . C程序設(shè)計(jì)（第二版） [M]. 北京 : 清華大學(xué)出版社 [7] 程耕國，張國棟 .PWM直流可逆調(diào)速微機(jī)控制系統(tǒng) .電氣時代 [J]， 2020. 參考書目 17 附錄 附圖 系統(tǒng)電路圖 。它對于我的大學(xué)生涯是一次突破，將我們所學(xué)的理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中去，提高了我的動手能力好、獨(dú)立思考能力和解決問題的能力。本次的課程設(shè)計(jì)主要是以 8051 系列單片機(jī)為控制器芯片，對直流電機(jī)進(jìn)行電流、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這次的 課程 設(shè)計(jì) 難度比較大，它設(shè)計(jì)到的知識面比較廣，對于我們的來說，具有比較高的的挑戰(zhàn)性。 ③不會產(chǎn)生積分失控，易于獲得較好的積分效果。在增量式中，每次只輸出控制增量，對系統(tǒng)影響較小，且具有以下優(yōu)點(diǎn)： ①由于增量輸出，出現(xiàn)誤動作時影響小，必要時可以用限幅辦法去掉。 (2— 1) （ 2— 2） （ 2— 3） 第 三 章 數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 14 )1( ?ne 第 n1 次采樣后偏差值 。為此，又有了在實(shí)際應(yīng)用中的數(shù)字化增量式算式 : )()]1()([)( neKneneKnU ip ????? 式中 )(nU? 第 n次輸出 的地量 。從式中可以看出，想要計(jì)算 )(nU ，不僅擊要本次與上次偏差信號 )(ne 和 )1( ?ne ，而且還要在積分項(xiàng)中把歷次偏差信號 )(je 進(jìn)行相加，即求取 )(1 jenj??。 T采樣周期 。 在 數(shù)字式控制中，由于采用數(shù)字計(jì)算，要對給定值和反饋量進(jìn)行采樣，因此要對上述 PI算式進(jìn)行離散化，得到適用于數(shù)字控制的 PI 算式 : ])(1)([)( 1 TjeTneKnU njip ???? 式中 )(nU 第 n 次采樣后算得的調(diào)節(jié)器輸出 。 )(te 時刻偏差，為測量值和給定值之差 。模擬調(diào)節(jié)的PI算式為 : 式中 )(tu t 時刻調(diào)節(jié)器輸出信號 。 中斷服務(wù)子程序完成實(shí)時性強(qiáng)的功能，如故障保護(hù)、 PWM 生成、狀態(tài)檢測和數(shù)字 PI 調(diào)節(jié)等 ,中斷服務(wù)子程序由相應(yīng)的中斷源提出申請， CPU實(shí)時響應(yīng)。 如圖 22，系 統(tǒng)初始化包括中斷始化、各存儲單元賦初值、鍵盤顯示器的各數(shù)據(jù)程序表賦常數(shù)、各種限 定值裝入數(shù)據(jù)存儲器、設(shè)定堆棧指針、給主程序標(biāo)志寄存器送初始值、控制器設(shè)定初值等。鍵盤參數(shù)設(shè)置的處理主程序中的重要部分，這部分程序設(shè)計(jì)采用程序的模塊化，有效的解決了復(fù)雜的多重分支問題。 主程序流程圖如圖 31 所示。 圖 212 電源電路 圖 213 UPE 及保護(hù)電路設(shè)計(jì) 圖 214 鍵盤電路圖 第 三 章 數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 10 第三章 數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) 數(shù)字控制系統(tǒng)的控制規(guī)律是靠軟件來實(shí)現(xiàn)的，所有的硬件也必須由軟件實(shí)施管理。 鍵盤電路設(shè)計(jì) ： 運(yùn)行方式的設(shè)置主要有 P1口外接鍵盤來完成，判斷鍵盤是否按下的方法：首先設(shè)置 P1口為高電平，然后從 ，如果某個引腳為低電平表示該鍵按下，此時不需要做相應(yīng)的處理實(shí)現(xiàn)鍵盤功能，如果引腳為高電平則 不做處理。 電源電路圖： 用 78 系列的芯片產(chǎn)生 5V電壓供給單片機(jī)使用，給單片機(jī)供電。 ADC0809內(nèi)部設(shè)有時鐘電路，故 CLK 時鐘需外部輸入，允許范圍 500KHz～ 1MHz,典型值為 66～ 73 個脈沖，大約 100～ 110 μ s。帶 8個模擬量輸入通道，有通道地址譯碼鎖存器，輸出帶 三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器。 PWM 信號發(fā)生電路設(shè)計(jì)： 鐘電路是用來產(chǎn)生 AT89C51 單片機(jī)工作時所必須的時鐘信號， AT89C51 本身就是一個復(fù)雜的同步時序電路，為保證工作方式的實(shí)現(xiàn)， AT89C51 在唯一的時鐘信號的控制下嚴(yán)格的按時序執(zhí)行指令進(jìn)行工作 ，時鐘的頻率影響單片機(jī)的速度和穩(wěn)定性。 ASR 也應(yīng)該采用 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為： WASR（ s） = Kn（τ ns +1） /τ ns Kn轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； τ n轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用 PI 型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 WACR（ S） =Ki（τ is +1） /τ is Ki電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； τ i電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù) 。這中微機(jī)芯片本身都帶有 A/D 轉(zhuǎn)換器、通用 I/O 和通信接口，還帶有一般微機(jī)并不具備的故障保護(hù)、數(shù)字測速和 PWM 生成功能，可大大簡化數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件電路。 微機(jī)控制還具備故障檢測功能，對電壓、電流、溫度等信號進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和分析比較，若發(fā)生故障立即采取措施，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大，并同時報警，以便人工處理。 圖 21 橋式可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)主電路的原理圖 硬件電路結(jié)構(gòu)圖 微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖 22 所示，系統(tǒng)由主電路 、檢測電路 、 控制電路 、 給定電路 和 顯示電路組成 。 以微處理器為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)硬件電路的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，制作成本低，且不受器件溫度漂移的影響；其控制軟件能夠進(jìn)行邏輯判斷和復(fù)雜運(yùn)算 ，可以實(shí)現(xiàn)不同于一般線性調(diào)節(jié)的最優(yōu)化、自適應(yīng)、非線性、智能化等控制規(guī)律，而且更改起來靈活方便。 TG n ASR ACR U*n + Un Ui U*i +
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