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基于AVR的直流电动机双闭环调速系统的设计(最终版) 基于AVR的直流电动机双闭环调速系统的设计(最终版)

格式:word 上传:2022-06-25 14:56:24

《基于AVR的直流电动机双闭环调速系统的设计(最终版)》修改意见稿

1、“.....根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置,来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变,这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定。脉冲宽度调制是种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对个具体模拟信号的电平进行编码。信号仍然是数字的,因为在给定的任何时刻,满幅值的直流供电要么完全有,要么完全无。电压或电流源是以种通或断的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候,断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够,任何模拟值都可以使用进行编码。多数负载无论是电感性负载还是电容性负载需要的调制频率高于,通常调制频率为到之间。的占空比决定输出到直流电机的平均电压不是调节电流的的意思是脉宽调节,也就是调节方波高电平和低电平的时间比,个占空比波形,会有的高电平时间和的低电平时间......”

2、“.....占空比越大,高电平时间越长,则输出的脉冲幅度越高,即电压越高如果占空比为,那么高电平时间为,则没有电压输出如果占空比为,那么输出全部电压所以通过调节占空比,可以实现调节输出电压的目的,而且输出电压可以无级连续调节其中整流电压电源电压开通时间开关周期产生信号种方法分立电子元件组成的信号发生器这种方式是用分立的逻辑电子元件组成信号电路,是较早采用的方法,可靠性可调性较差软件模拟式利用单片机的个引脚,通过软件对该引脚输出高低电平来模拟波,该方法占用的时间较多,控制软件较复杂专用集成电路采用芯片制造商生产专用的集成电路芯片,该方法功能强,但增加了调速系统的成本开销④单片机的口新代的许多单片机具有功能。通过单片机的初始化设置,使其自动发生脉冲波,只有在改变脉冲宽度时,才进行干预,该方法控制直流电动机转速简单可靠......”

3、“.....单片机输出的程序输出高电平持续,输出占空比为,因为其。,产生的信号,保存上限值,但不能输出信号占空比为,既输出高电平持续。转向与速度检测测速原理由光电式旋转编码器产生与被测转速成正比的脉冲,测速装置将输入脉冲转换为以数字形式表示的转速值。法法法工作原理以下法测速工作原理由计数器记录发出的脉冲信号定时器每隔时间向发出中断请求响应中断后,读出计数值,并将计数器清零重新计数④根据计数值计算出对应的转速值。法测速工作原理计数器记录来自的高频脉冲每输出个脉冲,中断电路向发出次中断请求响应中断,从计数器中读出计数值,并立即清零,重新计数。法测速工作原理定时器控制采样时间计数器记录脉冲计数器记录时钟脉冲。脉冲数字转换方法法脉冲直接计数方法法脉冲时间计数方法法脉冲时间混合计数方法。法测速软件设计由于转速检测的精度和快速性对电机调速系统的静动态性能影响极大......”

4、“.....本设计使用每转线的光电编码器作为转速传感器,它产生的测速脉冲频率与电机转速有固定的比列关系,微机对该频率信号采用法测速处理。法测速原理是在对光电编码器输出的测速脉冲数进行计数的同时,对时钟脉冲的个数也进行计数。图法测速原理图测速时间由测速脉冲来同步,即由硬件电路实现等于整个脉冲周期。设从图点开始,计数器分别对和计数,到达点,预计的测速时间到,微机发出停止计数指令,但因为不定恰好等于整数个编码起输出脉冲周期,所以计数器仍对时钟脉冲计数,自到点时,可以利用下个转速脉冲上升沿即点触发数字测速硬件电路使时间计数器停止计数。这样,就代表了个测速脉冲周期的时间。设时钟脉冲频率为,光电编码器每转发出个脉冲,则电动机转速的计算公式为在本系统中......”

5、“.....除了尽可能选择较大值的光电编码器外,还可以利用光电编码器输出的相位上互差的两路矩形脉冲信号经过信频电路后再送入计数器。这样,转速的计算式应改为由此转速环结构简化图等效成单位负反馈系统和小惯性的近似处理转速调节器的选择为了实现转速无静差,在负载扰动作用点前面必须有个积分环节,它应该包含在转速调节器中见图,现在在扰动作用点后面已经有了个积分环节,因此转速环开环传递函数应共有两个积分环节,所以应该设计成典型Ⅱ型系统,这样的系统同时也能满足动态抗扰性能好的要求。由此可见,也应该采用调节器,其传递函数为式中转速调节器的比例系数转速调节器的超前时间常数。开环传递函数为令转速环开环增益为则校正后的系统结构图校正后成为典型型系统转速调节器的参数包括和。按照典型Ⅱ型系统的参数关系......”

6、“.....要看动态性能的要求决定。无特殊要求时,般可选择程序流程图图流程图定义结构体设定目标比例常数积分常数微分常数定义下结构体变量系统调试结果经过调试,电路基本完成了系统的设计要求,经过测试,电机在全速运行时的转速为每分钟转,由于为了更好控制转速,所以控制速度设定为转范围。在不断的测试和调试下,系统误差基本达到与设定值的误差。总结本文已用单片机实现了直流电机双闭环调速,简化了控制逻辑系统,与其它系统相比,开发时间短,实用性强,功能完整。以微处理器为核心的数字控制系统简称微机数字控制系统硬件电路的标准化程度高,制作成本低,且不受器件温度漂移的影响其控制软件能够进行逻辑判断和复杂运算,可以实现不同于般线性调节的最优化自适应非线性智能化等控制规律,而且更改起来灵活方便。如直流电机速度模糊控制已得到验证,对于要求精度高调速范围大的系统......”

7、“.....即数字测速。由于法的计数值和都随着转速的变化而变化,高速时,相当于法测速,最低速时自动进入法测速。因此法测速能适用的转速范围明显大于前两种。是目前广泛应用的种测速方法。模拟测速般采用测速发电机,其输出电压不仅表示了转速的大小,还包含了转速的方向,在调速系统中尤其在可逆系统中,转速的方向也是不可缺少的使用闭环反馈控制可显著提高系统性能。由于采用数字给定数字控制和数字检测,可根据控制对象的变化,方便地改变控制器参数,更好地对直流电机调速控制。致谢在本论文完成之际,衷心感谢指导老师刘丽芳的悉心指导,以及提供良好的学习研究环境在个多学期的学习中,给予我理论方面的支持和技术上的帮助对本人学习作风产生极大的影响,养成实事求是丝不苟自强不息的习惯。同时刘丽芳老师渊博的知识和勇于创新的科学精神将使我受益匪浅。感谢李广同师兄所做的前期电路......”

8、“.....参考文献陈伯时电力拖动自动控制系统第三版机械工业出版社,高国琴微型计算机控制技术机械工业出版社,张军单片机应用系统开发典型实例中国电力出版社,金钟夫等单片机程序设计与实践北京航空航天大学出版社,谭浩强程序设计第三版清华大学出版社,林敏计算机控制技术及工程应用国防工业出版社,郭天祥单片机语言教程电子工业出版社,可以得到转速的值。法数字测速软件图测速软件由捕捉中断服务子程序如图和测速时间中断服务子程序如图构成,转速调节中断服务程序中进行到测速允许时,开放捕捉中断,但只有旋转编码器脉冲前沿到达时,进入捕捉中断服务程序,旋转编码器脉冲计数器和高频时钟计数器才真正开始计数,同时打开测速时间计数器,禁止捕捉中断,使不再干扰计数器计数。待测速时间计数器到达计数值,发出停止测速信号,再次开放捕捉中断,到旋转编码器脉冲前沿再到达时停止计数。在这组软件框图中,测速软件仅完成和计数......”

9、“.....图为故障保护中断服务子程序框图。图主程序框图图初始化主程序框图图图图转速调节中断电流调节中断故障保护中断服务子程序框图服务子程序框图服务子程序框图转向的判断编码盘的旋转方向可以通过触发器的输出信号来判断。整形后的两相输出信号分别接到触发器的时钟端和输入端,触发器的端在相脉冲的上升沿触发。由于两相的脉冲相位相差度,当电机正转时假设相脉冲超前时为正转,反之为反转,相脉冲超前相脉冲度,触发器总是在脉冲为高电平触发,这时触发器的输出端输出高电平。如图所示。当电机反转时,相脉冲超前相脉冲度,则触发器总是在脉冲为低电平时触发,这时输出端输出为低电平。由此确定电机的转动方向。电流检测原理转换程序作为输入......”

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