【正文】 再次向所有曾關(guān)心我?guī)椭业娜藗儽硎旧钌罡兄x！參考文獻(xiàn)[1][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[2]王兆安，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[3][J].振動、測試與診斷，1998，第 15卷第 4 期：5255.[4]劉祖潤，[C].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.[5]機(jī)械電子工業(yè)部，[C].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.[6]王桂良，[M].成都：四川大學(xué)出版社，2022.[7][M].上海：上海交通大學(xué)出版社，1984[8]刁永鋒，[J].四川師范學(xué)院學(xué)報，1994，第 15 卷第 4 期：360363.[9][D].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.[10],A soft starter for squirrel cage induction moter[J].，注：本文檔版權(quán)歸原作者所有。在設(shè)計當(dāng)中，盡管我遇到了很多難題，但是在同學(xué)們的鼓勵和幫助下，我一一克服了它們，在這里，我向我的同學(xué)們表示深深的感謝。李老師給予我的關(guān)心和幫助，使我難以忘懷，終身受用。本論文是在指導(dǎo)老師李白雅教授的悉心指導(dǎo)下完成的，她學(xué)識廣博，平易近人。我覺得沒有這次設(shè)計，我就無法切實感受到那些知識的不足；沒有這次設(shè)計，我就很難感受到理論聯(lián)系實際的重要性。在設(shè)計之初，我到處尋找資料，并理清設(shè)計的思路。結(jié)束NNYYRUN 鍵?STOP 鍵 ?啟動輸出程序關(guān)中斷NYFED/REV?正、反轉(zhuǎn)向處理NNNNYYYY開 始UP 鍵？鍵按下？DOWN鍵 ?RST 鍵?設(shè)置加 1設(shè)置加 1復(fù)位圖 子程序流程圖結(jié)束語經(jīng)過四個月的緊張設(shè)計,本次設(shè)計任務(wù)可以基本完成。89C52讀取鍵值后，由鍵值處理子程序作出判斷，判斷其是命令鍵或是數(shù)字鍵，是數(shù)字鍵則轉(zhuǎn)入數(shù)字鍵處理程序，命令鍵則轉(zhuǎn)入命令鍵處理程序。軟起動可以省去一套起動設(shè)備，節(jié)省設(shè)備成本。然后按一定規(guī)律逐漸減小移相控制電壓，使電機(jī)的端電壓逐漸升高直至轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到規(guī)定值為止。 鍵盤中斷服務(wù)程序流程圖讀鍵值送 89C52返回鍵盤中斷服務(wù)程序YYNN改變控制電壓封鎖三相輸出脈沖聲光報警延時過流/壓否？仍過流/壓否？返回 子程序模塊: 軟起動子程序 [10]采用降壓軟起動。軟起動結(jié)束后即進(jìn)入自動調(diào)速的節(jié)電運行工況，通過檢測給定與反饋量，計算出移相控制電壓，從而改變晶閘管導(dǎo)通角，以這樣的導(dǎo)通角觸發(fā)晶閘管，可達(dá)到隨負(fù)載大小變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出大小，從而達(dá)到節(jié)電運行的目的。 主干程序 主程序及流程圖系統(tǒng)上電復(fù)位后進(jìn)入運行主程序。其余是可被調(diào)用的子程序模塊，它們分別是: 啟動子程序、鍵值處理子程序、PID程序和顯示子程序。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩減少時，電動機(jī)轉(zhuǎn)速上升，U N 增大，出現(xiàn)負(fù)的偏差△U，經(jīng) PID 運算獲得負(fù)的控制量△U，于是 U1 減少，使得電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降，經(jīng)過不斷的調(diào)節(jié)，使電動機(jī)轉(zhuǎn)速又回到給定值并穩(wěn)定運行于給定值。經(jīng)反復(fù)調(diào)節(jié)，最后使電動機(jī)穩(wěn)定運行于給定轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)采樣周期設(shè)為 5ms，每隔 5ms 采樣給定 UN 和轉(zhuǎn)速反饋 U 一次，將 UN 與 U 進(jìn)行比較，得到偏差△U，由△U 進(jìn)行 PID 運算，求得 U1，再將 UN 和 U1 相加得到信號 U2，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后了輸入 89C52，然后再經(jīng)由 軟件 PID 調(diào)節(jié)處理后，輸出移相控制電壓數(shù)字量,再經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換后輸入觸發(fā)脈沖，啟動電動機(jī)運轉(zhuǎn)。 系統(tǒng)工作原理開機(jī)時合上電源，啟動單片機(jī)，運行程序。我們知道晶閘管調(diào)壓環(huán)節(jié)是一個非線性環(huán)節(jié)，即控制角A與晶閘管調(diào)壓器的輸出電壓之間呈非線性關(guān)系。在PID調(diào)節(jié)程序啟動時，程序到這些指定單元中去尋取有關(guān)參數(shù)。而在全數(shù)字化的控制單元中則需要通過人機(jī)接口(如鍵盤顯示裝置)來進(jìn)行設(shè)置。從上述公式中可以看到其中有K U, KP, KI, KD等參數(shù)是在系統(tǒng)調(diào)試后確定的，而且一旦調(diào)試完成后即不宜變動，也不能因掉電而丟失。在RAM區(qū)中需要選擇適當(dāng)?shù)膯卧４娈?dāng)前的速度給定Vs，當(dāng)前實際轉(zhuǎn)速V i、以及當(dāng)前的和前兩次的速度偏差e i, ei1和e i2。圖 增量式 PID 控制原理增量式控制也有其不足之處：積分截斷效應(yīng)大，有靜態(tài)誤差，溢出的影響大。從圖 可以看出，就整個系統(tǒng)而言，位置式與增量式控制算沒有本質(zhì)的區(qū)別，兩者仍然全部由計算機(jī)承擔(dān)計算。對應(yīng)閥門實際位置的控制量，即控制量增量的積累 u(k)=∑△u(k)需要采用一定的方法來解決，例如采用積累作用的元件來實現(xiàn)。DP可以看出，由于一般計算機(jī)控制系統(tǒng)采用恒定的采樣周期 T，一旦確定 KP,KI,KD只要使用前 3 次測量值的偏差，即可求出控制增量。圖 為聲光報警電路。 報警電路 當(dāng)過流、過壓時，則 。如圖 所示為主電路中過流、過壓的檢測保護(hù)電路。為了使測速機(jī)與控制回路實行隔離，系統(tǒng)中設(shè)置了直流電壓隔離器。本設(shè)計中采用的是系統(tǒng)復(fù)位，將復(fù)位電路產(chǎn)生的復(fù)位信號經(jīng)斯密特電路整形后作為系統(tǒng)的復(fù)位信號，加到MCS51單片機(jī)和外部I/O接口電路的復(fù)位端。因此需要一個系統(tǒng)的同步復(fù)位信號，即單片機(jī)復(fù)位后，CPU開始工作時，外部電路一定要復(fù)位好，以保證CPU有效的對外部電路進(jìn)行初始化編程。單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路來實現(xiàn)的，MCS51 有一個復(fù)位引腳 RST，高電平有效，要使單片機(jī)復(fù)位，只要讓 RST 保持兩個機(jī)器周期的高電平，MCS51 便保持復(fù)位，RST 變成低電平后，退出復(fù)位狀態(tài)。兩個的電容的選擇對震蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小及震蕩電路的起振速度有少許影響，其取值可在 20pF～100pF 之間選擇，一般當(dāng)外接晶體時典型值為 30pF，外接陶瓷諧振器時典型取值為 47pF。單片機(jī)的時鐘產(chǎn)生方法有兩種，內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式，在這里我們采用的是內(nèi)部時鐘方式。因此提供給 LED 顯示器的段碼(或字型碼 )正好是 1 個字節(jié)，LED 顯示器的外形如圖 所示。為了使 LED 顯示器顯示不同的符號或數(shù)字，就是呆板不同段的發(fā)光二極管點亮，這樣就是為 LED 顯示器提供代碼，因此這些代碼可使 LED 相應(yīng)的段發(fā)光，從而顯示不同字型,因此該代碼稱之為段碼( 或稱為字型碼 )。每一段對應(yīng)一個發(fā)光二極管，這種顯示器有共陽極和共陰極 2 種。8279解決了用CPU管理鍵盤、顯示器與工控實時性或程序計算量大的矛盾，故在有關(guān)鍵盤管理的設(shè)計中得到了廣泛應(yīng)用。CPU響應(yīng)中斷后讀取8279 FIFO RAM中的內(nèi)容。 8279是Intel公司生成的可編程通用鍵盤和顯示接口部件，它本身可以產(chǎn)生對鍵盤掃描和對顯示器刷新顯示的信號，代替CPU工作，減輕了主機(jī)的負(fù)擔(dān)。采用 20 腳雙立直插式封裝，各引腳功能如下：DI0～DI 7：數(shù)據(jù)輸入線；CS：片選信號,WR1：寫信號；ILE：允許輸入鎖存信號；WR2：寫信號 2；XFER：傳送控制信號；IO1：DAC 電流輸出端 1，此輸出信號信號作為運算放大器的差動信號之一；IO2：DAC 電流輸出端 2，此輸出信號信號作為運算放大器的另一個差動信號；RFB：外部運算放大器的反饋電阻；VREF：基準(zhǔn)電壓源端， －10V DC～＋10VDCVCC：工作電壓源端， ＋5V DC～＋15VDC圖 DAC0832 的結(jié)構(gòu)功能圖 鍵盤/顯示器接口芯片 8279鍵盤和顯示器是人機(jī)交流的窗口，鍵盤用來輸入命令及數(shù)據(jù)，顯示器則用來監(jiān)視計算機(jī)的工作狀態(tài)，并顯示結(jié)果。另外芯片內(nèi)部有電阻 RFB，它可用作運算放大器的反饋電阻，以便于芯片直接與運算放大器連接，其 DAC0832 原理圖如下圖 所示。 D/A 芯片 DAC0832 及其工作原理DAC0832 是采用 CMOS 工藝制造的 8 位單片 D/A 轉(zhuǎn)換器，它主要由四部分組成：8 位輸入寄存器，8 位 DAC 寄存器，采用 R2R 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)的 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器，以及輸入控制電路。轉(zhuǎn)換的速度由時鐘頻率決定，可以設(shè)計成較高的轉(zhuǎn)換速度，一般在幾微秒到上百微秒之間，其 ADC0809 原理圖如下圖 所示。它是以 D/A 轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)，加上比較器、N 位逐次逼近寄存器和控制邏輯電路組成。實現(xiàn)模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換的器件就稱為 A/D 轉(zhuǎn)換器，常用的 A/D 轉(zhuǎn)換器有 ADC0809,MC14433,本文采用常見的 ADC0809。 A/D 芯片 ADC0809 及其工作原理 在單片機(jī)的實時控制和智能儀器儀表等應(yīng)用系統(tǒng)中，被控制或被測量對象的有關(guān)參數(shù)往往是一些連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、流量、速度等等。它是與地址總線高 8 位復(fù)用，可驅(qū)動 4 個 TTL 負(fù)載，一般作為擴(kuò)展時地址總線高 8 位使用。 P1 口（～）：為 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，它的每一位都可以分別定義為輸入線或輸出線（作為輸入時，口鎖存器必須置 1） ，可驅(qū)動 4 個 TTL 負(fù)載。它是地址總線低 8 位及數(shù)據(jù)總線分時復(fù)用口，可驅(qū)動 8 個 TTL 負(fù)載。對于片內(nèi)有 EPROM 型單片機(jī)，在 EPROM 編程期間，此引腳用于施加編程電壓 Vpp。當(dāng) EA 為低電平時，則不管是否有內(nèi)部程序寄存器而只訪問外部程序寄存器。/Vpp（31 腳）：當(dāng) EA 保持高電平時，單片機(jī)訪問的是內(nèi)部程序寄存器（對A8058751來說） ，但當(dāng) PC（程序記數(shù)器）值超過某值（如 8751 內(nèi)部含有 4KB EPROM。但在此期間，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 PSEN 信號將不出現(xiàn)。PROG（ 29 腳）：此輸出為單片機(jī)內(nèi)訪問外部程序存儲器的讀選通信號。ALE 端可以驅(qū)動 8 個 TTL 負(fù)載。即使不訪問外部存儲器，ALE 端仍有周期性正脈沖輸出，起頻率為振蕩器頻率的 1/6。復(fù)位后應(yīng)使此引腳電平為≤ 的低電平，以保證單片機(jī)的正常工作。時鐘引腳也可以外接晶體震蕩器。Vss(20 腳)：接地。其中 P0、PPP3 四個 I/O 口，通過這四個口使單片機(jī)與外部交換信息，達(dá)到采集、處理、控制等各項工作。＋5VuKR3R4W1W3聲光報警保護(hù)電路6MHZC1C2W2＋5V＋5V鍵盤R1R2C3＋5V P0 WRINT0 RD89C52XTAL1XTAL2 ALEVCCEARST INT1 CS 0832 VREFXFER ILEDI0～7 RfbWR1 IOUT1WR2 IOUT2ALESTART IN0OE IN1D0～7 IN2 IN3ADD~C IN40809CLKA0 RL0～7CLKDB0～7 SL0～7