【正文】 的通斷進(jìn)行控制，就可以生成 SPWM 波 .但是，這種模擬電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)精確的控制 . 軟件生成法： 由于微機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得用軟件生成 SPWM 波形變得比較容易，因此，軟件生成法也就應(yīng)運(yùn)而生 .軟件生成法其實(shí)就是用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)制的方法，其有兩種基本算法，即自然采樣法和規(guī)則采樣法 . 本設(shè)計(jì)利用軟件編程設(shè)置一些關(guān)鍵控制字，實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制信號(hào)的輸出，達(dá)到控制的目的。 不可逆 PWM 變換器 電樞平均端電壓為： 9 ssond UUTtU ??? （ 21） ρ = dU / sU 定義 PWM 電壓的占空比，改變?chǔ)眩?10 ??? ）即可調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制電機(jī)工作于電動(dòng)、制動(dòng)和停止運(yùn)行。 直流調(diào)速系統(tǒng) PWM 電路方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)一個(gè)直流調(diào)速系統(tǒng)，根據(jù)皮帶傳輸系統(tǒng)所測(cè)得的物料重量來(lái)調(diào)節(jié)上一級(jí)傳輸皮帶的物料傳輸速率，即控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制皮帶傳輸系統(tǒng)上物料重量的目的。論文中采用了專門(mén)的芯片組成了 PWM 信號(hào)的發(fā)生系統(tǒng)，然后通過(guò)控制直流電機(jī)電路中的 IGBT 來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 8 配料自動(dòng)控制系統(tǒng)可控直流源的方案確定 PWM 系統(tǒng)相對(duì)于 VM 系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn) [4]： 主電路簡(jiǎn)單，需要用的電力電子器件少； 開(kāi)關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱功率都很?。? 低速性能好，穩(wěn)態(tài)精度高，調(diào)速范圍寬； 若與快速響應(yīng)的 電機(jī)配合，系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗干擾能力強(qiáng)； 電力電子器件導(dǎo)通損耗小，裝置效率高； 直流電源采用不控整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。 PWM 控制技術(shù)以其控制簡(jiǎn)單、靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式，也是人們研究的熱點(diǎn)。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展以及各種新的理論方法，如現(xiàn)代控制理論、非線性系統(tǒng)控制思想的應(yīng)用， PWM 控制技術(shù)獲得了空前的發(fā)展。 PWM 控制的基本原理很早就已經(jīng)提出，但是受電力電子器件發(fā)展水平的制約，在上世紀(jì) 80 年代以前一直未能實(shí)現(xiàn)。 PWM 控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相 等的脈沖，用這些脈沖來(lái)代替正弦波或其他所需要的波形。 方案二：直流斬波器 通過(guò) PWM 方式控制直流電機(jī)調(diào)速的方法。 但是 VM系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí)還有很多的缺點(diǎn) ： 由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，要?shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，必須采用正、反兩組全控橋整流電路； 晶閘管對(duì)過(guò)電壓和過(guò)電流十分敏感，因此必須有可靠地保護(hù)電路和符合要求的散熱條件； 當(dāng)系統(tǒng)處于深調(diào)速狀態(tài)，晶閘管的導(dǎo)通角度很小，系統(tǒng)功率因數(shù)低，會(huì)產(chǎn)生很大的諧波電流，引起電網(wǎng)電壓的畸變。三相全控橋整流電路是目前應(yīng)用最廣泛的整流電路，其輸出電壓波動(dòng)小，適合直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，并且該電 7 路組成的調(diào)速裝置調(diào)節(jié)范圍廣（將近 50）。和旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組及離子拖動(dòng)變流裝置相比，晶閘管整流裝置不僅在經(jīng)濟(jì)性和可靠性上都很大提高，而且在技術(shù)性能上也現(xiàn)實(shí)出較大的優(yōu)越性 [2]。 配料自動(dòng)控制系統(tǒng)可控直流源的方案比較 方案一：靜止式可控整流器 1957 年，晶閘管問(wèn)世，很快便生產(chǎn)出整套的晶閘管整流裝置，使變流技術(shù)發(fā)生了革命性的變化。早已經(jīng)被淘汰。 調(diào)節(jié)電樞電壓常用的可控直流源有三種 [1]： 旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組； 靜止式可控整流器； 直流斬波器或脈寬調(diào)制 器。 通過(guò)以上的分析，可以看到配料自動(dòng)控制系統(tǒng)還要經(jīng)過(guò)一些完善，具有很深刻的研究意義。對(duì)于這一點(diǎn)，我們除了在硬件方面采取一些措施，選擇性能較高的元器件：也可以在軟件編程上面下功夫。 第一， 大規(guī)模集成芯片的產(chǎn)生和廣泛應(yīng)用使得穩(wěn)定安全的控制系統(tǒng)得到了基本的保證，但是在一些嚴(yán)酷的環(huán)境下，系統(tǒng)故障還是時(shí)常發(fā)生，導(dǎo)致我們生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品會(huì)因?yàn)橥饨鐢_動(dòng)配料失調(diào)而不合格，所以系統(tǒng)在惡劣環(huán)境的抗干擾能力有待提高。 配料系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)原有配料系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)方面改進(jìn)已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)，提出了通過(guò)數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程監(jiān)視、報(bào)警、運(yùn)行管理、變頻調(diào)速等多方面的技術(shù)改進(jìn)方法。我國(guó)的科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，不斷地克服技術(shù)上的難題 。鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)以后，我國(guó)一些先進(jìn)知識(shí)分子開(kāi)始意識(shí)到西方科學(xué)技術(shù)的強(qiáng)大，漸漸摘掉了夜郎自大的眼睛，放眼看世界，開(kāi)始在西方列強(qiáng)的壓迫下摸索前進(jìn)。而通訊技術(shù)的發(fā)展更是增強(qiáng)了儀表的遠(yuǎn)程維護(hù)診斷與數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋? 第一、二階段的 配料系統(tǒng) 只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)量、累計(jì)計(jì)算，而且準(zhǔn)確度不高，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的變化不可控制，因此其計(jì)量過(guò)程準(zhǔn)確度低，動(dòng)態(tài)性能差，缺乏穩(wěn)定性。計(jì)算機(jī)首次被引入電子 配料系統(tǒng) ，大大提高了它的集成度?？捎脙x表來(lái)實(shí)現(xiàn)平衡、識(shí)別和累計(jì)計(jì)算等功能。 配料系統(tǒng) 的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下四個(gè)階段： 第一階段是上世紀(jì)五、六十年代的純機(jī)械式 配料系統(tǒng) ，普遍采用機(jī)械式、光電式掃描或增量式編碼器等，這一階段的 配料系統(tǒng) 僅具有識(shí)別計(jì)數(shù)和啟動(dòng)功能。最早的 皮帶傳輸系統(tǒng)稱重原理來(lái)自于斗式輸送機(jī)對(duì)散狀物料連續(xù)自動(dòng)稱量的裝置。 皮帶配料系統(tǒng) 就是在皮帶輸送物料的過(guò)程中同時(shí)對(duì)物料進(jìn)行連續(xù)累計(jì)稱量的一種自動(dòng)衡器。所謂自動(dòng)衡器就是指在稱量過(guò)程中無(wú)需操作者干預(yù)便能按預(yù)定的處理程序自動(dòng)稱量的衡器。 配料系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 根據(jù)最新 配料系統(tǒng) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定， 皮帶配料系統(tǒng) 是一種連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器。在物質(zhì)方面，我們需要又快又好的生產(chǎn)出我們所需要的物質(zhì)產(chǎn)品，所以我們要進(jìn)行生產(chǎn)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的快速性與精確性。可以看到， 3 中國(guó)廣大的市場(chǎng)為 配料系統(tǒng) 的發(fā)展提供了廣闊的前景。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家， 配料系統(tǒng) 的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)相對(duì)完善；而在中國(guó)，由于先前的技術(shù)水平落后，這使得積極開(kāi)發(fā)研制更加精確、方便、可靠、功能更強(qiáng)大的 配料系統(tǒng) 控制器具有重要意義。 隨著我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化程度的提高， 配料系統(tǒng) 將在現(xiàn)在和未來(lái)的市場(chǎng)需求中占據(jù)相當(dāng)大的比例。如果配制的質(zhì)量達(dá)不到要求，輕則造成原料、能源的浪費(fèi)，重則影響產(chǎn) 品的質(zhì)量和生產(chǎn)率川，并且有些重要生產(chǎn)崗位的配料失誤甚至?xí)o整個(gè)生產(chǎn)釀成事故。尤其是冶金、煤炭、化工、水泥等行業(yè)中，常需要對(duì)散料進(jìn)行皮帶輸送過(guò)程中的動(dòng)態(tài)連續(xù)稱量，而且還要對(duì)輸送中的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)、控制、達(dá)到準(zhǔn)確的配比。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，配料控制系統(tǒng)也隨之不斷改進(jìn)。由 此可見(jiàn)， 配料系統(tǒng) 的應(yīng)用非常廣泛。在食品加工行業(yè)， 配料系統(tǒng) 的使用代替了大量的手工勞動(dòng)，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率，使得食品加工更方便、快捷。 在煤炭行業(yè)， 配料系統(tǒng) 用于定量供煤，能否準(zhǔn)確配料直接決定配煤質(zhì)量。 它廣泛用于煤炭、化工、食品加工、建材等行業(yè)的物料配比當(dāng)中，其配料的準(zhǔn)確與否直 接影響著國(guó)民生產(chǎn)的各個(gè)部門(mén)。因此，改善現(xiàn)有配料裝置，開(kāi)發(fā)更精確、更方便的 配料系統(tǒng) 控制器勢(shì)在必行。 皮帶配料系統(tǒng) 作為一種動(dòng)態(tài)衡器，已經(jīng)廣泛用于工礦企業(yè)、交通運(yùn) 輸、冶金、化工、建材等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域的配料中，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。隨著工業(yè)化的發(fā)展，手 動(dòng)配料 迅速發(fā)展成現(xiàn)在的可連續(xù)自動(dòng)進(jìn)行，不需要人工干預(yù)就可以完成的自動(dòng) 配料 操作，而且誤差小、操作方便、配料控制 時(shí)間也大為縮短，還降低了對(duì)能源和材料的消耗。 近年來(lái)，隨著電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及智能控制理論的飛 速發(fā)展， 配料自動(dòng)控制 技術(shù)也經(jīng)歷了劃時(shí)代的發(fā)展。s PWM circuit design............................................... 8 The selection of the PWM converter program ...................................... 9 The mathematical model of the PWM converter.............................. 10 The program of the closed loop system......................................................... 10 The overall design of the automatic control system of the batching system.. 12 Batching system DC speed control design .................................................... 13 Batching automatic control system performance and technical requirements ................................................................................................ 13 The calculation of the relevant parameters of the DC motor ............... 14 The closed loop static characteristics of the steadystate operation ..... 16 The design of the ACR and ASR......................................................... 17 CHAPTER 3 Circuit design of the batching automatic control system ..................... 22 Weight signal acquisition circuit ................................................................... 22 The selection of the sensor .................................................................. 22 Circuit to get the weight ................................................................... 23 Weight signal filering amplifier .................................................................... 24 VII A/D converter circuit .................................................................................... 26 SCM for batching automatic control system ................................................. 27 Belt ingredients motor circuit protection circuit design ................................ 29 Limitations and start pumping voltage protection circuit .................... 29 The IGBT choice and the absorption circuit design ............................ 30 DC motor current detection circuit................................................................ 31 Digital speed circuit ...................................................................................... 32 M/T method velocimetry principle...................................................... 33 Circuit of the detected speed ............................................................... 34 PWM drive circuit design ............................................................................. 36 PWM signal generating circuit............................................................ 36 PWM signal to drive circuit ................................................................ 37 Keyboar