【正文】 相輸出以適應(yīng)不平衡負(fù)載；看門狗定時器。SA4828的各引腳功能如下：AD0～AD7：地址或數(shù)據(jù)輸入通道。RESET：硬件復(fù)位引腳，低電平有效。 SA4828的引腳示意圖CLK：時鐘輸入端，SA4828既可以單獨外接時鐘，也可以與單片機公用時鐘。當(dāng)MUX高電平時，使用地址與數(shù)據(jù)共用總線，這時，地址/數(shù)據(jù)引腳RS不用；當(dāng)MUX低電平時，使用地址與數(shù)據(jù)分開的總線，這時，地址鎖存引腳ALE接低電平，RS引腳要與一條地址線相連，來區(qū)分輸入的字節(jié)是地址（低電平），還是數(shù)據(jù)（高電平），通常先地址后數(shù)據(jù)。WR、RD、ALE：用于“RD/WR”模式，分別接收寫、讀、地址鎖存指令。RPHB、YPHB、BPHB：這些引腳通過驅(qū)動電路控制逆變橋的R、Y、B相的下臂開關(guān)管。它們都是標(biāo)準(zhǔn)TTL輸出，每一個輸出都有12mA的驅(qū)動能力，可直接驅(qū)動電偶。當(dāng)SETTRIP有效時，TRIP為低電平，表示輸出已被封鎖。ZPPR：該引腳輸出調(diào)制波頻率。它們對相控邏輯電路進(jìn)行控制。通過脈沖刪除電路，刪去比較窄的脈沖（如圖所示），因為這樣的脈沖不起任何作用，只會增加開關(guān)管的損耗。看門狗定時器用來防止程序跑飛，當(dāng)時間條件滿足時快速封鎖輸出。如圖所示。增強型波形又稱三次諧波，它可以使輸出提高20%，三相諧波互相抵消，防止電動機發(fā)熱。寄存器列陣包含8個8位寄存器R0～R5和R1R15。當(dāng)向R14寫操作時，實際是將R0～R5中存放的48位數(shù)據(jù)送入初始化寄存器。SA4828與單片機接口如附錄圖所示。8051的地址與數(shù)據(jù)總線，因此，SA4828芯片的MUX引腳接高電平或者懸空不接。SA4828的地址鎖存器由8051的ALE信號控制。SA4828的片選信號CS用譯碼器74LS138的控制信號SASEL控制。虛擬寄存器R14,R15的地址:000EH,000FH。（INT0），測量調(diào)制波的頻率，用于顯示。SA4828的6個輸出引腳RPHT、YPHT、BPHT、RPHB、YPHB、BPHB分別通過各自的驅(qū)動電路，來驅(qū)動逆變橋的6只開關(guān)管。所以必須通過高精度的位移傳感器對位移量進(jìn)行檢測，將檢測結(jié)果轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，反饋給單片機，通過單片機對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理的結(jié)果作為控制量對電動機進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)對各個千斤頂升降速度的精確控制，也就是對位移量的精確控制。原因有如下幾點：（1）輸出數(shù)字信號。這樣就省去了模數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，簡化了電路。由于在某些使用場合下對同步頂升系統(tǒng)的工作精度要求較高，所以應(yīng)選用具有較高精度的位移檢測傳感器。目前，用于長度測量的光柵，～，～3μm/1500mm，允許計數(shù)速度為200mm/s。這次我們設(shè)計的同步頂升系統(tǒng)，其每個千斤頂?shù)淖畲笮谐虨?00mm，所以需要傳感器具有較大的量程。（4）性價比高。但是由于光柵傳感器的光柵片一般是用玻璃制作的，而且移動光柵片與固定光柵片之間的間隙很小，因此對環(huán)境條件如濕度、溫度、振動、沖擊等較為敏感。所以設(shè)計千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)時我們將光柵尺密封在活塞內(nèi)腔中，但不與活塞一起上下運動，活塞升降時應(yīng)盡量避免油液滲透進(jìn)內(nèi)腔污染光柵尺和電子原件。 光柵位移傳感器與單片機的接口設(shè)計。光柵信號檢測電路由光敏三極管和兩個比較器LM339組成。從LM339輸出的整形后的電壓信號Ua、Ub送到辨向電路中去，辨向電路是由與門YY異或門E1E2E3和4位寄存器95組成。因此，當(dāng)95的接收脈沖端LD有脈沖下降沿產(chǎn)生時，則Ua、Ub的電平分別由D1和D0端輸入到0去。在考慮的現(xiàn)新行狀態(tài)和上次狀態(tài)時，則有邏輯信號如表所列。利用這種明顯相反的特點，通過邏輯電平辨別光柵移動方向。 從單片機送來的脈沖信號是95接收數(shù)據(jù)的時鐘信號，這個時鐘信號的頻率較高，但這個信號從95的LD段輸入時，就產(chǎn)生了這種情況：只有當(dāng)現(xiàn)行的Ua、Ub電平變化時，才會產(chǎn)生表所列的編碼；如果Ua、Ub電平不變，在95中的Q3Q2的數(shù)碼和Q1Q0中的數(shù)碼會完全一樣。這些情況有利于判別Ua、Ub電平變化。所以，只有當(dāng)Q2Q1不等時，Q3Q0也不等；當(dāng)Q2Q1相等時，Q3Q0也相同。表中有，Q3Q0相同，Q2Q1不同時，莫爾條紋下移；Q3Q0不同，Q2Q1相同時，莫爾條紋上移。當(dāng)Ua、Ub不變時，YY2不應(yīng)產(chǎn)生任何計數(shù)信號。當(dāng)Q2Q1不等時，就輸出1，同時Q3Q0也不等，E3也輸出1，這樣，E1就會輸出0。當(dāng)Q2Q1相同，Q3Q0也相同時，E2輸出0,E3輸出0,故E1也輸出0,使YY2 必定輸出0，也不會產(chǎn)生計數(shù)信號。這時，E2輸出0，E3輸出1,使E1輸出1。 當(dāng)莫爾條紋下移時，必有Q2Q1不同，Q3Q0相同。因此，Y輸出1，Y2輸出0。 位置計數(shù)電路由2片93串聯(lián)組成，形成8位計數(shù)器。193可以預(yù)置數(shù)據(jù)，預(yù)置數(shù)據(jù)從D0～D3輸入，接收預(yù)置數(shù)據(jù)的脈沖信號從LD端輸入。CLR是清0端，CLR=1時193清0。 ，2個193的LD端連在一起，通過電阻R1接+5V，并經(jīng)電容C0接地。然后，193的內(nèi)容由CU和CD端的計數(shù)脈沖信號確定。 位移傳感器部分的設(shè)計 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇由于單片機只能處理數(shù)字量,而系統(tǒng)所涉及的信號有數(shù)字量也有模擬量,就要進(jìn)行模擬量向數(shù)字量或者數(shù)字量向模擬量的轉(zhuǎn)換，這就需要解決單片機與A/D和D/A的接口問題。按轉(zhuǎn)換原理可分為四種：計數(shù)式、雙積分式、逐層逼近式及并行A/D轉(zhuǎn)換器。（2）典型A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809簡介ADC0809是8位逐層逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。啟動信號為脈沖啟動方式，最大可調(diào)誤差為1LSB。每一通道的轉(zhuǎn)換需66~73個時鐘脈沖，大約100~110s。2~2：8位數(shù)字量輸出端口。這兩個信號連在一起，當(dāng)輸入一個正脈沖，便立即啟動模/數(shù)轉(zhuǎn)換。這兩個信號亦可連在一起表示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束。REF（+），REF（），Vcc,GND：REF（+）和REF（）為參考電壓輸入端，Vcc為主電源輸入端，GND為接地端。其中查詢和中斷方式是最常用的接口方式。②將ADC0809作為一個外部擴展的并行I/O口。用中斷方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量，模擬量輸入通道選擇端ADD A、ADD B、ADD 、CLK有8031的ALE提供。其讀取通道0轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量程序段如下： ORG 1000H ；設(shè)置為邊沿觸發(fā)INADC： SETB IT1 ；開中斷 SETB EA SETB EX1 MOV DPTR，OFEFFH ；端口地址送DPTR MOV A，00H ；選擇0通道輸入 MOVX DPTR，A ；啟動輸入 … ORG 0013H AJMP PINT1PINT1： … MOV DPTR，OFEFFH ；端口地址送DPTR MOVX A，DPTR ；讀取IN0的轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOV 50H，A ；存入50H單元 MOV A，00H MOVX DPTR，A ；啟動A/D，IN0通道輸入并轉(zhuǎn)換 RETI ；返回 壓力傳感器與單片機的接口設(shè)計壓力傳感器與單片機的接口電路包含偏置電路和放大電路。運放A1構(gòu)成恒流源，運放AA3和A4構(gòu)成儀用放大電路。傳感器PS輸出阻抗為己kΩ（25。這傳感器沒有零點調(diào)整部分，要外接調(diào)零電路，可由VR1調(diào)零。系統(tǒng)由模擬控制器和被控對象組成。e(t)=r(t)y(t)………………………………………………………()將偏差比例（P）、積分（I）和微分（D）通過一定的線性組合構(gòu)成控制量u(t)對被控制對象進(jìn)行控制。比例作用大，可以加速調(diào)節(jié)，減少誤差，但是過大的比例會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分作用的強弱取決于積分時間常數(shù)T，T越大，積分作用就會越弱，反之則越強。（3） 微分環(huán)節(jié)能夠反映偏差信號的變化趨勢（變化速度），并能在偏差信號變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期修正信號從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)節(jié)時間。因此，可以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。另外，微分反映的是變化率，如果輸入沒有變化，那么微分作用的輸出就是零，因此它不能單獨使用，需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合。數(shù)字PID控制算法通常分為位置PID控制算法和增量PID控制算法。位置式PID控制算法的缺點是每次都和過去的狀態(tài)有關(guān)，計算時要對e(k)進(jìn)行累加，計算機運算工作量大。這種情況往往是生產(chǎn)實踐中所不允許的，甚至可能造成重大的生產(chǎn)事故。 增量式PID控制算法有了上面的u(k)的表達(dá)式，就可以根據(jù)“遞推原理”得到u(k1)的表達(dá)式：……（）如果用（）式減去（）式，就可以的到下面的式子：（）可將（）式進(jìn)一步改寫為下面的表達(dá)式：u(k)=A(k)B(k1)+C (k2)…………………………（）式中： A=K(1+T/T+T/T) B= K(1+2T/T) C= K T/TA、B、C都是與采樣周期、比例系數(shù)、積分時間常數(shù)、微分時間常數(shù)有關(guān)的系數(shù)。由于計算機輸出的是增量，所以誤動作的時候?qū)敵龅挠绊懕容^小，必要的時候可以使用邏輯判斷的方法將這種影響消除。考慮到這些優(yōu)點，在本文所討論的四頂同步頂升系統(tǒng)中選擇的是增量式PID控制算法。自適應(yīng)PID控制技術(shù)就是一個成功的例子。它既有自動辨識被控過程參數(shù)、自動整定控制器參數(shù)、夠適應(yīng)被控對象參數(shù)變化等一系列優(yōu)點；同時也具有常規(guī)PID控制器結(jié)構(gòu)器簡單、工作穩(wěn)定、容易為人們掌握等優(yōu)點?？紤]到本文的篇幅，以及智能型自適應(yīng)PID控制器本身所具有的優(yōu)點，在這里只介紹這種自適應(yīng)PID控制。該方法的核心是根據(jù)控制器輸入信號（系統(tǒng)誤差）的大小、方向和變化趨勢等特征做出相應(yīng)決策，選擇適當(dāng)?shù)目刂颇Ｊ?。另外，有些控制?guī)則即使對一個未知系統(tǒng)來說也可以成立。e a bo e f t c d 誤差變化曲線，如果考慮曲線上不同點的誤差和誤差變化率的大小與正負(fù)，就會有下面的描述：在a點，誤差e(t)大于零，而且絕對值較大；但是誤差變化率de/dt小于零，此時為了迅速消除誤差，希望控制作用“負(fù)大”些。在c點，e(t)小于零，de/dt也小于零，為使誤差迅速收斂，希望控制作用“正大”些。在e點，誤差e(t)大于零，但是絕對值比較?。欢襠e/dt也大于零，誤差有繼續(xù)增大的趨勢，作用控制作用應(yīng)該取的“負(fù)大”些。類似的可以繼續(xù)分析下去，這樣就可以獲取定性規(guī)則。 智能PID控制規(guī)則表序號條件控制輸出控制模式1Mu(k)=u或u開關(guān)控制2e(k) u(k)=u(k1)+ K [e(k)e(k1)]+ Ke(k)+ K[e(k)2e(k1)+e(k2) PID控制13e(k)u(k)=u(k1)+ K [e(k)e(k1)]+ Ke(k)+ K[e(k)2e(k1)+e(k2)PID控制24u(k)=u(k1)保持模式其中：M表示誤差界限；K、K、K和K、K、K表示PID控制的不同參數(shù)；Umax、umin分別表示控制輸出的最大值和最小值；e(k)、e(k)、u(k)分別表示第k次采樣時刻的誤差、誤差變化率、控制輸出。上面所討論的這種智能型PID控制算法既有“If……Then……”這種人工智能的推理邏輯運算；又有PID的解析運算，因而其控制功能早已超出了一般的PID控制器。完全有理由可以這樣認(rèn)為，智能PID控制在今后的工業(yè)控制過程中將會得到越來越廣泛的應(yīng)用。它利用物理或數(shù)學(xué)方法來建立模型，類比模擬現(xiàn)實過程或者建立假想系統(tǒng)，以尋求過程的規(guī)律，研究系統(tǒng)的動態(tài)特性，從而達(dá)到認(rèn)識和改造實際系統(tǒng)的目的。計算機仿真是在研究系統(tǒng)過程中根據(jù)相似原理，利用計算機來逼真模擬研究對象。經(jīng)過不斷的仿真修正，逐漸深化對系統(tǒng)的認(rèn)識，以采用相應(yīng)的控制和決策，使系統(tǒng)處于科學(xué)的控制和管理之下。在實際系統(tǒng)建立以前，通過改變仿真模型結(jié)構(gòu)和調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)來優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計。（2） 系統(tǒng)故障再現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)故障原因。（3） 驗證系統(tǒng)設(shè)計的正確性。多為物理仿真，如飛機的疲勞試驗。常用與各種模擬器，如飛行模擬器、坦克模擬器等。 SIMULINK概述SIMULINK是一個比較流行的動態(tài)仿真工具。SIMULINK提供了基于Windows的圖形化（使用方框圖）的編程工具。除此之外，SIMULINK還提供許多MATLAB函數(shù)，供用戶在MATLAB環(huán)境下，直接使用仿真算法的各種命令，實現(xiàn)仿真過程。這時，出現(xiàn)如圖41所示的SIMULINK主要方塊圖庫（library）窗口。其中，Sources（輸入源）庫主要包括與系統(tǒng)輸入有關(guān)的功能模塊；Sinks（輸出方式）庫包括與系統(tǒng)輸出、顯示有關(guān)的功能模塊；Discrete庫、Linear庫、Nonlinear庫分別包含了與離散系統(tǒng)、線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)等有關(guān)的功能模塊；Connections包含與系統(tǒng)元件、參數(shù)之間連接的功能模塊。 SIMULINK方框圖庫在SINULINK啟動時，還同時打開了一個SINULINK模型窗口。用戶在建模后，可以對其進(jìn)行編輯、保存、仿真和分析等操作。建模方法如下：第一步，在SIMULINK窗口中，利用File菜單的New選項，創(chuàng)建一個新的模型窗口。第三步，調(diào)整模塊輸入端口的個數(shù)第四步，按信息流動的順序?qū)⑸鲜龉δ苣K連接起來得到所需要的模型；接著，分別設(shè)置每一個功能塊的參數(shù)；最后。SIMULINK啟動一個仿真，有兩種選擇的方法。另一種是在MATLAB窗口種鍵入仿真命令與分析命令