看一看：看一看;单片机控制的直流调速系统

1引言直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，在轧钢机、矿井卷扬机、发掘机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中利用历史悠久。大功率直流调速系统通常采取3相全控桥式整流电路对电动机进行供电，从而控制电动机的转速，传统的控制系统采取模拟元件，虽在1定程度上满足了生产要求，但是由于元件容易老化和在使用中易受外界干扰影响，并且线路复杂、通用性差，控制效果遭到器件性能、温度等因素的影响，故系统的运行可靠性及准确性得不到保证，乃至出现事故。目前，直流电动机调速系统数字化已走向实用化，其主要特点是：结构简单、维修方便、动态参数调解方便、系统可靠性高、可采取数字滤波来提高系统的抗干扰性能、可采取数字反馈来提高系统的精度、具有信息存储和数据通讯的功能和本钱低。2整体结构设计2.1 调速方案的选择本设计选用V-M系统。由于要求直流电压脉动较小，故采取3相整流电路。考虑使电路简单、经济且满足性能要求，选择晶闸管3相全控桥供电方案。并且晶闸管可控整流装置无噪声、无磨损、响应快、体积小、重量轻、投资省。而且工作可靠，能耗小，效率高。综上选晶闸管3相全控桥整流电路供电方案[1]。2.2 整体结构设计采取转速电流双闭环调速系统[2]，在系统中设置了两个调理器，分别调理转速和电流，2者之间实行串级联接，这样就可以够实现在起动进程中只有电流负反馈，而它和转速负反馈不同时加到1个调理器的输入端，到达稳态转速后，只靠转速负反馈，不靠电流负反馈发挥主要的作用，这样就能够够获得良好的静、动态性能农村违章建筑的标准。综上所述，本系统用1台单片机及外部扩大设备代替原模拟系统中速度调理器、电流调理器、触发器、锁零单元和电流自适应调理器等，从而使直流调速系统实现全数字化。其硬件结构如图1所示。 图1单片机控制的直流调速系统结构图

3主电路的设计整流变压器的设计。通过对变压器2次侧电压U2的计算、1次、2次相电流I1、I2的计算和变压器容量的计算最后肯定整流变压器的型号。晶闸管元件的选择。经过计算晶闸管的额定电压和晶闸管的额定电流来肯定晶闸管的型号。直流调速系统的保护。晶闸管有换相方便，无噪音的优点拆违章建筑是由谁来拆。设计晶闸管电路除正确的选择晶闸管的额定电压、额定电流等参数外，还必须采取必要的过电压[3]、过电流保护措施。正确的保护是晶闸管装置能否可靠地正常运行的关键。以过电压保护的部位来分，有交换侧过压保护、直流侧过电压保护和器件两真个过电压保护3种。在电流保护中，快速熔断器的断流时间短，保护性能较好，是目前利用最普遍的保护措施。快速熔断器可以安装在直流侧、交换侧和直接与晶闸管串联。为了使直流负载得到平滑的直流电流，通常在整流输出电路中串入带有气隙的死心电抗器。4控制电路的设计4.1 单片机系统对快速性和控制精度要求不高的调速系统，可选用高性能8位单片机，本系统采取Inter的MCS⑸1中的80C31单片机[5]。单片机系统中，80C31外接27128EPROM作为16K程序存储器，寄存全部控制软件。用两片74LS374和4个PNP中功率3极管以动态扫描方式驱动4位LED数字，以显示转速、设定速度、电流等数据，两片74LS374采取线选法与80C31接口，地址分别为0DFFFH和0BFFFH。在80C31的P3口上外接3个按键，1个为启动/停止键，用于启动或停止电机运转；另两个为显示选择键，1个用于控制显示速度设定值，另外1个用于控制显示电流值，不按这两个键时，显示实际电机转速。另外利用1片74LS374的多余输出线，外接两个LED发光管政府是否可以强征强拆吗，1个用于显示工作正常与否，它每隔1秒闪亮1次；另外1个用于显示是否是处于运行状态。4.2 电流丈量和速度给定值输入系统使用ADC0808A/D转换器。写入该地址，启动A/D转换器棚户区改造房和商品房有什么区别。A/D转换完成，产生EOC脉冲和中断政府有权力强拆农民违建房屋吗。这时候候棚户区改造房和商品房的区别，MCU可读入转换结果。交换电流通过电流互感器变成0～5V电压信号，经整流和滤波后加到ADC0808的IN0上。速度给定采取电位器输入，它加到IN1上。在调解速度给定值时，可按下速度给定显示键。这时候候，4位LED上将显示对应于电位器输入的速度给定值，可调解电位器至显示值为所需的给定值。4.3 速度丈量对要求精度高、调速范围大的系统，常常需要采取旋转编码器测速，即数字测速。本系统的速度丈量采取数字M/T法测速[6]。其中利用T1作为定时器，计时Tc时间产生中断，旋转编码器输出的脉冲个数M1由P1.6口检测，同1时间间隔的高频时钟脉冲个数M2由P1.7口检测，最后由转速中断程序完成转速的丈量等等。4.4 晶闸管控制晶闸管触发采取80C31的定时器T0实现。在T0溢出时，转到T0中断处理程序，按脉冲分配表从P1口（P1.0～P1.5）输出晶闸管触发脉冲。然后延时50μs，置位P1.0～P1.5，从而输出宽度为50μs的触发脉冲。同步校正由80C31的定时器T0和外部中断实现。 5调理器的设计5.1 电流调理器的设计电流调理器的设计参见图2。图2单片机控制直流调速系统结构

差分方程:Ck=Ck⑴+(K1+K2)ek-K1ek⑴ 其中, K1=K0-K’TLTK2 = K’TLT最后带入已知数据即可设计出电流调理器。5.2 速度调理器的设计在本次设计中按2次型性能指标最优控制[8]来设计速度调理器，首先求取速度环的状态方程，对单输入系统，R为常数，选R=1，用计算机离线求出P阵，求出状态反馈阵为：K = R⑴BTP 若考虑速度调理器采取PI调理器,并加入比例微分负反馈，可以推导出：

6系统软件设计6.1 主程序设计如图3所示的主程序流程图[9]，它完成主程序完成系统的各种功能初始化操作。图3 主程序流程图

6.2 电流环中断服务程序的设计它主要完成电机索零运算、电流调理器PI运算、轻载时电流自适应的运算。设系统电流断续临界值为I0，反馈电流采样值为I，则程序框图如图4所示。图4电流环中断服务程序简化框图

6.3 速度环中断服务程序的设计速度环计算子程序完成速度给定值输入、转速计算、偏差计算、PID计算、输出限幅等功能。程序框图略。7结束语本设计用1台单片机及外部扩大设备代替原模拟系统中速度调理器、电流调理器、触发器、逻辑切换单元、锁零单元和电流自适应调理器等，从而使直流调速系统实现全数字化。用软件编程完成电流、转速等各项参数的计算，实现最优化调理。图5转速、电流仿真曲线

通过图5所示的MATLAB仿真[10]结果可以看出系统运行稳定，稳态无静差，电流超调量≤5%,控制效果比较理想。(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章