基于单片机的双闭环直流调速系统的设计与仿真.pdfVIP

ECHNOLOGY T 科技纵横 基于单片机的双闭环直流调速系统 的设计与仿真 文/ 赵 洋 卜怿鑫 许 婕 【摘 要】本文总结目前常用的双闭环 电流超调量σi 荞 5%，电流环控制对象是双惯 别。按键设有：启动、加速、减速及停止。 直流调速系统设计方法，并设计出一个以直 性型的，综上可以用典型I 型比例积分(PI) 电 5.软件设计 流电动机作为被控对象，基于单片机作为控 流调节器。 微机数字微机数字控制系统的控制规律 制器的数字化直流调速系统。其特点是以单 ACR 其传递函数为： 。电 由软件来实现，所有的硬件也必须由软件实 流调节器超前时间常数：τ =T =0.03s 。取K T 施管理。微机数字控制双闭环直流调速系统 片机取代模拟PWM 脉宽调制器、电流调节 i l I -1 =0.5 ，因此K =135.1s 。ACR 的比例系数为： 的软件有： 器、转速调节器以及逻辑切换等硬件。通过 I K =1.013 。 主程序：主要完成实时性要求不高的功 MATLAB 仿真软件建立了系统模型并进行了 i 仿真。再由理论分析、器件参数整定、硬件电 2.2 转速调节器 能，包括统初始化、键盘处理、刷新显示、与上 路设计、软件设计最终实现。 由于设计要求无静差，转速调节器必须 位计算机和其他外设通信等功能； 【关键词】双闭环直流调速单片机 有积分环节。应该按照典型II 型系统设计转 初始化子程序：完成硬件器件工作方式 MATLAB 速环。故，ASR 选用PI 调节器。其传递函数 的设定、PWM 设定、数字测速工作方式设定、 引言 为： 系统运行参数和变量的初始化、人机接口的 许多生产机械，由于加工和运行的要求， 。当系统为PI 调节器时， 初始化； 电动机经常处于起动、制动、反转的过渡过 由稳态无静差，并根据系统要求，易得：转速 中断服务子程序：完成实时性强的功能， 程，严重制约了生产效率。为了缩短这部分时 反馈系数为α =0.007Vmin/r 。则通过对给定电 如故障保护、PWM 生成、状态检测和数字PI * * 压 U 与转速 n 输出的关系：U = α ×n 调节等, 中断服务子程序由相应的中断源提出 间，仅采用PI 调节器的转速负反馈单闭环调 n n 速系统，其性能还不很令人满意。 ，可算出，为实现额定转速要求n=1460r/min ， 申请，CPU 实时响应。 * 需要转速调节器的输入给定值：U = α ×n 6.总结 双闭环直流调速系统是由速度、电流两 n 个PI 调节器综合调节，可获得良好的静态、动 =0.007×1460 V=10.22V。 仿真结果验证了双闭环理论的可行性， 态性能。以微处理器为核心的数字控制系统 3.动态系