《自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-數(shù)字式直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-數(shù)字式直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc（15頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、課 程 設(shè) 計(jì)課 程 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 題 目 數(shù)字式直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)班 級(jí) 08自Y2 姓 名 學(xué) 號(hào) 數(shù)字式直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)一、 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的概述直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)是由脈寬調(diào)制變換器(簡(jiǎn)稱PWM變換器)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)電樞供電的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。脈寬調(diào)制變換器是把脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制的一種直流斬波器，其基本原理已在電力電子技術(shù)中闡述。自從全控式電力電子器件問(wèn)世以來(lái)，應(yīng)用于實(shí)踐的脈寬調(diào)速系統(tǒng)，以它的線路簡(jiǎn)單，諧波少，損耗小，效率高和靜、動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)勢(shì)，引發(fā)了直流調(diào)速領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。將直流PWM調(diào)速推廣到一般工業(yè)應(yīng)用中取代晶閘管相控式整流器調(diào)速有著廣闊的前景。只是由于器件的發(fā)展，同時(shí)帶來(lái)交流變壓
2、變頻調(diào)速的更快速發(fā)展，使得直流PWM調(diào)速還沒有來(lái)得及完全占領(lǐng)市場(chǎng)，幾乎是剛剛興起，就變成了傳統(tǒng)領(lǐng)域。不過(guò)，在一些仍需要使用直流電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合，例如電動(dòng)叉車、城市無(wú)軌電車、地鐵機(jī)車等，直流PWM調(diào)速仍有用武之地。與V-M系統(tǒng)相比，PWM系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性：（1）主電路線路簡(jiǎn)單，需用的功率器件少；（2）開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都較??；（3）低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達(dá)1:10000左右；（4）若與快速響應(yīng)的電機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)；（5）功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時(shí)，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高；
3、（6）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。由于有上述有點(diǎn)，直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，特別是在中、小容量的高動(dòng)態(tài)性能系統(tǒng)中，已經(jīng)完全取代了V-M系統(tǒng)。特別是近幾年大功率CTR、GTO、IGBT的相繼問(wèn)世，促使其生產(chǎn)水平已達(dá)到4500V、2500A，組成的PWM變換器用來(lái)驅(qū)動(dòng)上千千瓦的電動(dòng)機(jī)，廣泛用于交通、工礦企業(yè)等電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)中。因此對(duì)PWM調(diào)速系統(tǒng)的進(jìn)一步研究，在調(diào)速精度要求較高的場(chǎng)合，對(duì)解決傳統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速精度低、穩(wěn)定性差的難題，具有廣泛的意義和價(jià)值。二、 根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算2.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)直流電動(dòng)機(jī)參數(shù)：PN=20kW，nN=1500r/min，UN=22
4、0V，IN=106A，Ra=0.16，R=0.6，Tl=0.02s，Tm=0.24s，Unm=Uim=Ucm=10V，電樞電源采用直流脈寬調(diào)制電源供電，系統(tǒng)過(guò)載能力1.5，調(diào)速范圍20，最高轉(zhuǎn)速2000r/min，電流超調(diào)量i5，轉(zhuǎn)速、電流無(wú)靜差，主電路電力電子器件開關(guān)頻率f1kHz。2.2 參數(shù)計(jì)算2.2.1 電流反饋系數(shù)和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)電流反饋系數(shù)： 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)： 2.2.2 ACR的設(shè)計(jì)（1）確定時(shí)間常數(shù)整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)： 電流濾波時(shí)間常數(shù)： 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和： （2）計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)要求i5，并保證穩(wěn)態(tài)電流無(wú)差，可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型
5、的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器。電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)： 電流環(huán)開環(huán)增益：要求i5時(shí)，查相關(guān)表，應(yīng)取，此時(shí)，阻尼系數(shù)=0.707，超調(diào)量。因此，于是，ACR的比例系數(shù)為： （3）校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率： 1 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件 滿足近似條件。2 忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件 滿足近似條件。3 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 滿足近似條件電源：電機(jī)： 圖2-1 ACR電流環(huán)框圖圖2-2 ACR電流環(huán)simulink仿真2.2.3 ASR的設(shè)計(jì)（1）確定時(shí)間常數(shù)電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)： 轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)： 轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)： （2）計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)按典型II型系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)
6、器，可用PI型電流調(diào)節(jié)器。按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取h=5，則ASR的超前時(shí)間常數(shù)為電勢(shì)系數(shù)： 求得轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益： ASR的比例系數(shù)： （3）校驗(yàn)近似條件轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率 電流環(huán)化簡(jiǎn)條件，滿足簡(jiǎn)化條件 轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件，滿足近似條件電源：電機(jī)： 圖2-3 ASR轉(zhuǎn)速環(huán)框圖圖2-4 ASR轉(zhuǎn)速環(huán)的simulink仿真三、 硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主電路中的UPE用的是直流PWM功率變換器，具體結(jié)構(gòu)圖如圖3-1所示。圖3-1 微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)（1）主回路三相交流電源經(jīng)不可控整流變換為電壓恒定的直流電源，再經(jīng)過(guò)直流P
7、WM變換器得到可調(diào)的直流電壓，給直流電動(dòng)機(jī)供電。（2）檢測(cè)回路檢測(cè)回路包括電壓、電流、溫度和轉(zhuǎn)速檢測(cè)，其中電壓、電流和溫度檢測(cè)由A/D轉(zhuǎn)換通道變?yōu)閿?shù)字量送入微機(jī)，轉(zhuǎn)速檢測(cè)用數(shù)字測(cè)速。（3）故障綜合對(duì)電壓、電流、溫度等信號(hào)進(jìn)行分析比較，若發(fā)生故障立即通知微機(jī)，以便及時(shí)處理，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。（4）數(shù)字控制器數(shù)字控制器是系統(tǒng)的核心，選用專為電機(jī)控制設(shè)計(jì)的Intel 8X196MC系列或TMS320X240系列單片微機(jī)。這種微機(jī)芯片本身都帶有A/D轉(zhuǎn)換器、通用I/O和通用接口，還帶有一般微機(jī)并不具備的故障保護(hù)、數(shù)字測(cè)速和PWM生成功能，可大大簡(jiǎn)化數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件電路。3.2 主電路3.2.1 整
8、流電路二極管的選擇可逆PWM變換器主電路有多種形式，最常用的是橋式電路。如圖4-2所示。圖3-2 橋式可逆PWM變換器這時(shí)，電動(dòng)機(jī)M兩端電壓UAB的極性隨開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)電壓極性變化而改變，其控制方式有雙極式、單極式、受限單極式等多種，最常用的是雙極式控制的可逆PWM變換器。整流二極管所承受的正反向電壓最大值為三相交流電網(wǎng)線電壓的峰值，即為。實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中需要考慮到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)及各類浪涌電壓的影響，因此需要留有一定的安全裕量，一般取為此峰值電壓的23倍，所以整流二極管的正反向額定電壓為： 通過(guò)二極管的峰值電流及電機(jī)最大負(fù)載時(shí)的峰值電流，為電機(jī)額定電流的5-6倍，取，則 二極管的電流有效值為，其最大
9、峰值為?？紤]一定的安全裕量可以求得整流二極管的額定正向平均電流為： 根據(jù)整流二極管的選型手冊(cè)，選取50A/1200V的電力二極管作為整流電路的主開關(guān)管。3.2.2 主電路的開關(guān)器件選取根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，選用MG200Q2YS50型IGBT。具有如下參數(shù)極值：共射極飽和電壓為1200V，柵射極最大額定電壓為20V，集電極功耗（Tc=25C）為400W，結(jié)溫為150C，存儲(chǔ)溫度范圍為-40125C。柵極驅(qū)動(dòng)電壓:IGBT開通時(shí)，正向柵極電壓的值應(yīng)該足夠令I(lǐng)GBT產(chǎn)生完全飽和，并使通態(tài)損耗減至最小，同時(shí)也應(yīng)限制短路電流和它所帶來(lái)的功率應(yīng)力。在任何情況下，開通時(shí)的柵極驅(qū)動(dòng)電壓，應(yīng)該在1220V之間。當(dāng)柵
10、極電壓為零時(shí)，IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。但是，為了保證IGBT在集電極、發(fā)射極電壓上出dv/dt噪聲時(shí)仍保持關(guān)斷，必須在柵極上施加一個(gè)反向關(guān)斷偏壓，采用反向偏壓還減少了關(guān)斷損耗。反向偏壓應(yīng)該在-5-15V之間。IGBT的開通和關(guān)斷是通過(guò)柵極電路的充放電來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此柵極電阻值將對(duì)IGBT的動(dòng)態(tài)特性產(chǎn)生極大的影響。數(shù)值較小的電阻使柵極電容的充放電較快，從而減小開關(guān)時(shí)間和開關(guān)損耗。為了使單片機(jī)發(fā)出PWM脈沖信號(hào)能夠控制IGBT的導(dǎo)通，在中間必須使用一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)脈沖信號(hào)的放大。本文所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路采用300A，1200V快速型IGBT專用驅(qū)動(dòng)模塊EXB841。該電路的信號(hào)延遲時(shí)間不超過(guò)1 ，最高開
11、關(guān)頻率可達(dá)40kHz-50kHz，外部只需要提供單電源20V，內(nèi)部自己產(chǎn)生-5V反偏壓。該模塊采用高速光電隔離，射極輸出，并且有短路保護(hù)及慢速關(guān)斷功能。3.2.3 電流、轉(zhuǎn)速、電壓檢測(cè)電路選擇檢測(cè)與傳感是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它與信息系統(tǒng)的輸入端相連。并將檢測(cè)到的信號(hào)輸送到信息處理部分，是單片機(jī)控制系統(tǒng)的感受器官。傳感器是一種以一定精確度將被測(cè)量（如位移、力、加速度等）轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的，易于精確處理和測(cè)量的某種物理量的測(cè)量部件或裝置。檢測(cè)是檢出和測(cè)量的總和。檢出定義為指示某些特殊量的存在，但無(wú)需提供量值的過(guò)程。測(cè)量則被定義為以確定被測(cè)對(duì)象量值為目的的全部操作。傳感檢測(cè)技術(shù)就是應(yīng)用
12、傳感器將被測(cè)信息轉(zhuǎn)換成便于傳輸和處理的物理量，進(jìn)而進(jìn)行變換、傳輸、顯示、記錄和分析數(shù)據(jù)處理的技術(shù)。本設(shè)計(jì)中電壓V檢測(cè)采用運(yùn)算放大器配合光電耦合器件與單片機(jī)實(shí)現(xiàn)接口；電流I檢測(cè)采用霍爾傳感器LA50-NP檢測(cè)直流電流；一旦檢測(cè)到電壓或電流超過(guò)設(shè)定的參數(shù)，單片機(jī)則立刻產(chǎn)生中斷處理，即可封鎖輸出給IGBT的PWM信號(hào)，并控制發(fā)生聲光報(bào)警。3.2.3.1 電流檢測(cè)電路選擇電流檢測(cè)裝置選用傳感器中所學(xué)的霍爾元件直接檢測(cè)直流控制回路中的電流，然后輸出一個(gè)電壓信號(hào)送入單片機(jī)。電流霍爾傳感器分為電壓輸出和電流輸出。電壓輸出型電流霍爾元件中內(nèi)部集成了放大器，接入電源（通常為正負(fù)電源），當(dāng)被測(cè)電流經(jīng)過(guò)霍爾的窗口時(shí)
13、，可以直接輸出和電流成正比的電壓信號(hào)。該電壓可以直接用于系統(tǒng)控制或顯示。電流輸出型電流霍爾元件的輸出是和被測(cè)電流成正比的電流信號(hào)，使用時(shí)需接上適當(dāng)?shù)碾娮?，將電流信?hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)。本設(shè)計(jì)中可直接選用電壓輸出型電流霍爾元件。它是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，在一個(gè)半導(dǎo)體薄片相應(yīng)兩側(cè)面通以控制電流I，在薄片的垂直方向加磁場(chǎng)B，則在半導(dǎo)體另兩側(cè)產(chǎn)生一個(gè)大小與控制電流I和磁場(chǎng)的乘積成比例的電動(dòng)勢(shì)UH。這一現(xiàn)象叫霍爾效應(yīng)，其所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為霍爾電動(dòng)勢(shì)，其半導(dǎo)體片稱為霍爾元件。若霍爾元件有N型半導(dǎo)體制成，則自由電子沿與電流I相反的方向運(yùn)動(dòng)。由于電子運(yùn)動(dòng)時(shí)受磁場(chǎng)中洛侖茲力FL作用，電子向一側(cè)偏轉(zhuǎn)，并使該側(cè)形成電子的
14、積累。與此同時(shí)，元件的橫向變形成了磁場(chǎng)，它使隨后的電子在受到FL的同時(shí)，還受到與此反向的電場(chǎng)力FE的作用。當(dāng)兩力相等時(shí)，電子的積累變達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，這時(shí)在兩橫端面之間建立的電場(chǎng)成為霍爾電場(chǎng)EH，相應(yīng)的電勢(shì)稱為霍爾電勢(shì)UH。N型霍爾元件的 ,P型霍爾元件的 兩式中，n為電子密度；p為空穴密度；e為電子電量；d為元件厚度，單位為m。令 或，則，RH稱為霍爾系數(shù)，其值反映霍爾效應(yīng)的強(qiáng)弱。設(shè)，則 ,KH稱為霍爾元件靈敏度，它表示在單位電流單位磁場(chǎng)作用下，開路的霍爾電勢(shì)輸出值。3.2.3.2 轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路選擇 本次設(shè)計(jì)采用75CYB0型永磁直流測(cè)速發(fā)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速檢測(cè)。測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理類似于發(fā)電機(jī)的工作
15、原理，兩者都是將轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。當(dāng)測(cè)速發(fā)電機(jī)工作時(shí)，在某一瞬間其輸出電壓跟角速度成正比，而極性有旋轉(zhuǎn)方向確定。 3.2.3.3 電壓檢測(cè)電路選擇 采用隔離電路可將AT89C51與被控對(duì)象隔離開，以防止來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的干擾或強(qiáng)電侵入。數(shù)字信號(hào)比模擬信號(hào)的隔離易于實(shí)現(xiàn)，所以輸出通道中大部分采用數(shù)字隔離。(1)光電耦合器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 普通光電耦合器以發(fā)光二極管為輸入端，光敏三極管為輸出端。光電耦合器絕緣電阻可達(dá)1010以上，并能承受1500V以上的高電壓。被隔離的兩端可以不共地自成系統(tǒng)，避免輸出端對(duì)輸入端可能產(chǎn)生的反饋和干擾。另外，以發(fā)光二極管作為發(fā)光源，其動(dòng)態(tài)電阻很小，可以抑制系統(tǒng)內(nèi)外的噪
16、聲干擾。(2)光電耦合器輸入控制和輸出形式光電耦合器的發(fā)光二極管正常發(fā)光電流為毫安級(jí)，為滿足電流要求，長(zhǎng)采用限流電阻的開關(guān)輸入控制。輸出也分為集電極輸出和發(fā)射極輸出等形式。3.3 控制電路3.3.1 鍵盤電路設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)采用44鍵盤，因此，電路圖可以設(shè)計(jì)成如圖3-3所示。由圖中可知，P2的高4位連接44鍵盤的Y3、Y2、Y1及Y0，P2的低4位連接44鍵盤的X3、X2、X1及X0。圖3-4鍵盤電路3.3.2 顯示電路設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)要求8位顯示，因此使用兩個(gè)4位數(shù)的7段LED數(shù)碼顯示模塊，連接成8位數(shù)字的顯示電路，再使用74138和7447進(jìn)行譯碼，具體的電路圖如圖3-4所示。圖3-5顯示電路
17、3.3.3 轉(zhuǎn)速反饋量與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) 直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出是一個(gè)模擬量，當(dāng)它與單片機(jī)接時(shí)，必須經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換。現(xiàn)在，有許多單片機(jī)內(nèi)部集成了A/D轉(zhuǎn)換器，它們大多具有812位的轉(zhuǎn)換精度。因此，如果這樣的轉(zhuǎn)換精度能滿足要求，就沒有必要再外接A/D轉(zhuǎn)換器。本設(shè)計(jì)采用了AT89C51單片機(jī)，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)與單片機(jī)的接口如圖4-6所示。圖36直流測(cè)速發(fā)電機(jī)與單片機(jī)的接口它內(nèi)部集成有12位8通道的A/D轉(zhuǎn)換器，以及2.43V內(nèi)部參考電壓，因此A/D轉(zhuǎn)換可以全部在片內(nèi)完成。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)安裝在被測(cè)電動(dòng)機(jī)軸上，以與被測(cè)電動(dòng)機(jī)相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓通過(guò)R2和C1組成的濾波環(huán)節(jié)后，濾去測(cè)速發(fā)電機(jī)
18、輸出的紋波，使之到達(dá)電位器Rw兩端的電壓是穩(wěn)定的直流電壓。調(diào)整Rw的位置，使測(cè)速發(fā)電機(jī)在最大轉(zhuǎn)速時(shí)，抽頭所獲得的電壓為2.4V。R1用于限流。3.4 軟件3.4.1 主程序設(shè)計(jì)主程序完成實(shí)時(shí)性不高的功能，完成系統(tǒng)初始化后，實(shí)現(xiàn)鍵盤處理、刷新顯示、與上位計(jì)算機(jī)和其他外設(shè)通信等功能。主程序框圖如圖3-6所示。圖3-7 主程序框圖3.4.2 鍵盤、顯示子程序設(shè)計(jì)鍵盤和顯示的具體程序如下：鍵盤子程序： ORG 0 顯示子程序：ORG 0 START: MOV R0,#0 START:MOV P1,#10H MOV R1,#4 CALL DELAY MOV R2,#EFH MOV P1,#11H SCA
19、N: MOV A,R2 CALL DELAY MOV P2,A MOV P1,#12H JNB P2.0,KEYIN CALL DELAY INC R0 MOV P1,#13H JNB P2.1,KEYIN CALL DELAY INC R0 MOV P1,#14H JNB P2.2,KEYIN CALL DELAY INC R0 MOV P1,#15H JNB P2.3,KEYIN CALL DELAY INC R0 MOV P1,#16H MOV A,R2 CALL DELAY RL A MOV P1,#17H MOV R2,A CALL DELAY DJNZ R1,SCAN JMP ST
20、ART JMP START DELAY:MOV R7,#10 KEYIN:CALL DEBOUNCE D1: MOV R6,#200 MOV A,R0 DJNZ R6,$ DA A DJNZ R7,D1 MOV P1,A RET JMP START END DEBOUNCE:MOV R7,#40 D1: MOV R6,#200 DJNZ R6,$ DJNZ R7,D1 RET END3.4.3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)數(shù)字PI子程序設(shè)計(jì)進(jìn)入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器中斷服務(wù)子程序后，首先應(yīng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，再計(jì)算實(shí)際轉(zhuǎn)速，完成轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)，最后啟動(dòng)轉(zhuǎn)速檢測(cè)，為下一步調(diào)節(jié)器做準(zhǔn)備。在中斷返回前應(yīng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，使被中斷的上級(jí)程序正確可靠地恢
21、復(fù)運(yùn)行。具體的程序如下：ORG 0 POP APUSH PSW POP PSWPUSH A CALL PISFSETB RS0 MOV R0,32HMOV A,20H MOV R1,33HMOV 22H,32H RETMOV 23H,33H ENDCPL RS03.4.4 電流調(diào)節(jié)器數(shù)字PI子程序設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器中斷服務(wù)子程序主要完成電流PI調(diào)節(jié)器和PWM生成功能，然后啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，為下一步調(diào)節(jié)左準(zhǔn)備。具體的程序如下：ORG 0 POP PSWPUSH PSW CALL PISFPUSH A MOV R0,52HSETB RS0 MOV R1,53HMOV A,22H RETMOV 22H,5
22、2H ENDMOV 23H,53HCPL RS0POP A3.4.5 數(shù)字濾波子程序設(shè)計(jì)在檢測(cè)得到的轉(zhuǎn)速信號(hào)中，不可避免地要混入一些干擾信號(hào)。采用模擬測(cè)速時(shí)，常用由硬件組成的濾波器來(lái)濾除干擾信號(hào)；在數(shù)字測(cè)速中，硬件電路只能對(duì)編碼器輸出脈沖起到整型、倍頻的作用，往往用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波。數(shù)字濾波具有使用靈活、修改方便等優(yōu)點(diǎn)，不但能代替硬件濾波器，還能實(shí)現(xiàn)硬件濾波器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。數(shù)字濾波可以用于測(cè)速濾波，也可以用于電壓、電流檢測(cè)信號(hào)的濾波。常用的數(shù)字濾波方法：算術(shù)平均值濾波、中值濾波和中值平均濾波。本次設(shè)計(jì)用的數(shù)字濾波程序的流程圖如圖4-10所示。圖3-10 數(shù)字濾波的程序流程圖數(shù)字濾波的具體程
23、序如下：ORG 0MOV A,30HMOV 31H,AMOV A,30HMOV B,#aMUL ABMOV 30H,AMOV A,#1CLR CSUBB A,#aMOV B,31HMUL ABADD A,30HRETEND3.4.6 其它程序設(shè)計(jì)初始化程序完成硬件器件工作方式的設(shè)定、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和變量的初始化等。進(jìn)入故障保護(hù)中斷服務(wù)子程序后，首先封鎖PWM輸出，再分析、判斷故障，顯示故障原因并報(bào)警，最后等待系統(tǒng)復(fù)位。當(dāng)故障保護(hù)引腳的電平發(fā)生跳變時(shí)申請(qǐng)故障保護(hù)中斷，而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和電流調(diào)節(jié)均采用定時(shí)中斷。三種中斷服務(wù)中，故障保護(hù)中斷的優(yōu)先級(jí)別最高，電流調(diào)節(jié)中斷次之，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中斷的級(jí)別最低。四、 總結(jié)4.1 個(gè)人小結(jié) 這次的自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)整整做了兩周，比起以前的數(shù)電模電微機(jī)等課程要復(fù)雜的多，難得多，同時(shí)也讓我深深的體會(huì)到自己的很多不足之處。在計(jì)算參數(shù)的時(shí)候首先根據(jù)教材中的例題進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，加以適當(dāng)?shù)男薷?，最終得到了很適當(dāng)?shù)膮?shù)值，驗(yàn)證理論與實(shí)踐的結(jié)合。 這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多，不僅是鞏固先前學(xué)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的理論知識(shí)，而且也培養(yǎng)了自己的獨(dú)立思考的能力，讓思維得到拓展。 15
自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-數(shù)字式直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc
