双闭环直流调速系统文外翻译.docVIP

对直流电机的速度闭环控制系统的设计 国梁机械与汽车工程学院 华南理工大学 中国广州510640 电子邮件：zhgl2chl@126.com 机械与汽车工程学院 华南理工大学 中国广州510640 梁电子邮件：jianglzh88@163.com该研究是由广州市科技攻关项目（No.200410403006）。（赞助信息）摘要介绍了直流电机的速度控制原理，阐述了速度控制PIC16F877单片机作为主控元件，利用捕捉模块的特点，比较模块和在PIC16F877单片机模数转换模块将触发电路，并给出了程序流图。系统具有许多优点，包括简单的结构，与主电路同步，稳定的移相和足够的移相范围，10000步控制的角度，对电动机的无级平滑控制，陡脉冲前沿，足够的振幅值，设定脉冲宽度，良好的稳定性和抗干扰性，并且成本低廉，这速度控制具有很好的实用价值，系统可以容易地实现。关键词：单片机，直流电机的速度控制，控制电路，PI控制算法简介 电力电子技术的迅速发展使直流电机的转速控制逐步从模拟字，目前，广泛采用晶闸管直流调速传动系统设备（如可控硅晶闸管，SCR）在电力拖动控制统对电机供电已经取代了笨重的发电机电动机系统，尤其是单片机技术的应用使速度控制直流电机技术进入一个新阶段。在直流调速系统中，有许多各种各样的控制电路。单片机具有高性能，体积小，速度快，优点很多，价格便宜和可靠的稳定性，广泛的应用和强劲的，它可以提高控制能力和履行的要求实时控制（快速反应）。控制电路采用模拟或数字电路可以实现单片机。在本文中，我们将介绍一种基于单片机PIC16F877单片机的直流电机速度控制系统的分类。2．直流电机的调速原理在图1中，电枢电压，电枢电流电枢回路电阻电机常数和励磁磁通根据KVL方程，电机的转速 图1 直流电机调速原理图 这里，是是圈数为电机电枢支路数电机常数,这意味着当电机被证实，该值是固定的，只有绕组电阻非常小。所以很明显，当我们改变电枢电压，转速n。3．系统的组成和工作原理 3.1模块框架 系统的硬件模块框图如图2所示。 3.2系统工作原理 该系统主要由主开关，电机励磁电路，晶闸管调速控制电路（包括 转速表电路），整流滤波电路，平波电抗器放电电路，能耗制动电路，整个系统采用闭环PI调节器控制的实现。当主开关闭合，这单相交流获得小的脉冲持续电流通过晶闸管调速控制电路的控制，和整流桥，为电机的滤波及平波电抗器，并在同一时间，通过整流励磁电路，交流使电机获得激励去开始工作。在调节触发电路的速度设置电位器RP1由PIC16F877减少时，AN1输入电压下降使输出控制的角度和晶闸管随流角，和主电路提高输出电压，和电机转速增加，增大和测速电路的输出电压，和电机稳定运行在设定的速度范围通过PI调节器的功能。 4在系统各部分电路的设计 4.1主电路的设计 对电路中的各种成分的参数，如图3所示。按下启动按钮开关，使接触器KM和KM回路，常开触点闭合，其常闭触点打开，并启动按钮自锁，主电路连接，与晶闸管调速电路通过改变双向晶闸管的控制角控制的交流输出，并通过桥梁得到直流整流和滤波，同时，电机通过整流励磁电路获得激励开始工作。 限制直流脉动，在电路中连接平波电抗器，和电阻R3提供放电回路平波电抗器在主电路突然断了。 加快制动，能耗制动是采用的设备，和制动部分由电阻R4和主电路接触器的常闭触点。 电动机的励磁是由单一的整流电路供电，并防止无法控制的高速事故通过电机的励磁损耗引起的，在激励电路中，串联电流继电器KA，和动作电流可以通过调节电位器RP4.2晶闸管触发电路的设计 在主电路中的点和B点的电压20V通过变压器，整流约100小时半的信号发生在这两个点，并与NPN三极管通过信号分压R6和R7的放大，在三极管集电极产生过零脉冲，并捕获零通道脉冲上升沿的CCP1模块和注意发生第一时间，赶过零脉冲下降的边缘，和两者之间的时间差为零的脉冲宽度，和值的一半是中点的脉冲，通过捕捉模式，我们可以准确地获得实际的过零点的交流，并在同时，我们可以利用ADC的模拟/数字转换模块将PIC16F877引脚的模拟电压RA1 / AN1所设定的晶闸管控制的角度值（设定电机的转速值），改变设定值电位器RP1和相应地改变设置的晶闸管控制角的值，并输出值转速表电路由销RA1/AN1 PIC16F877的输入，和值作为速度反馈值通过A/D转换。在单片机系统的振荡频率为4MHz，并根据特征PIC16F877订货周期，晶闸管控制角的分辨率是四分之一单片机振荡的倒数1μ的频率，即，在电力10ms的半波时间，控制角可以达到10000的步骤，完全实现电动机的无级平滑控制。 4.3测速电路设计 转速表电路由光学编码盘吸积与电机转子和电脉冲放大整形电路。电脉冲频率固定的比例与电动机的转速，和通过放大整形，由光学码