电力拖动课件和其课后题答案惹人.pptVIP

直流调速系统的数字控制;内容提要;问题的提出 ;数字控制与模拟控制相比较，有以下特点： ① 印刷电路板面积小，连线少；产品的生产周期短，调试时间短，生产效率高。 ② 容易实现复杂的控制思想，调速精度高于模拟调速系统。 ③ 可靠性（故障率低）及可维护性（排除故障时间短）高于模拟调速系统。; 第一节 微型计算机数字控制的主要特点;离散化 为了把模拟的连续信号输入计算机，必须首先在具有一定周期的采样时刻对它们进行实时采样，形成一连串的脉冲信号，即离散的模拟信号，这就是离散化。;数字化 采样后得到的离散信号本质上还是模拟信号，还须经过数字量化，即用一组数码（如二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将它转换成数字信号，这就是数字化。 ; 离散化和数字化的负面效应; （2） D/A转换的滞后效应 经过计算机运算和处理???输出的数字信号必须由数模转换器D/A和保持器将它转换为连续的模拟量，再经放大后驱动被控对象。但是，保持器会提高控制系统传递函数分母的阶次，使系统的稳定裕量减小，甚至会破坏系统的稳定性。; 随着微电子技术的进步，微处理器的运算速度不断提高，其位数也不断增加，上述两个问题的影响已经越来越小。 但微机数字控制系统的主要特点及其负面效应需要在系统分析中引起重视，并在系统设计中予以解决。 ;第二节 微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件和软件 ; 数模混合控制系统特点： 转速采用模拟调节器，也可采用模拟调节器； 电流调节器采用数字调节器； 脉冲触发装置则采用模拟电路。;; 数字电路控制系统特点： 除主电路和功放电路外，转速、电流调节器，以及脉冲触发装置等全部由数字电路组成。; 在数字装置中，由计算机软硬件实现其功能 ，即为计算机控制系统。系统的特点： 双闭环系统结构，采用微机控制。 全数字电路，实现脉冲触发、转速给定和检测。 采用数字PI算法，由软件实现转速、电流调节。;2 微机数字控制双闭环直流调速系统的 硬件结构 ;;主回路——微机数字控制双闭环直流调速系统主电路中的UPE有两种方式： 直流PWM功率变换器 晶闸管可控整流器;检测回路——检测回路包括电压、电流、温度和转速检测，其中： 电压、电流和温度检测由 A/D 转换通道变为数字量送入微机 转速检测用数字测速;1. 转速检测; 2）对于要求精度高、调速范围大的系统，往往需要采用旋转编码器测速，即数字测速。; 测速基本方式;2. 电流和电压检测 ; 电流检测方法;（2）霍尔效应电流变换器 UH = KH B Ic KH—霍尔常数； B —与被测电流 成正比的磁通密度； Ic —控制电流。; 信号隔离与转换;故障综合——利用微机拥有强大的逻辑判断功能，对电压、电流、温度等信号进行分析比较，若发生故障立即进行故障诊断，以便及时处理，避免故障进一步扩大。这也是采用微机控制的优势所在。;数字控制器——数字控制器是系统的核心，可选用单片微机或数字信号处理器（DSP）比如：Intel 8X196MC系列或TMS320X240系列等专为电机控制设计的微处理器，本身都带有A/D转换器、通用I/O和通信接口，还带有一般微机并不具备的故障保护、数字测速功能，可大大简化数字控制系统的硬件电路。;系统给定——系统给定有两种方式： （1）模拟给定 模拟给定是以模拟量表示的给定值，例如给定电位器的输出电压。模拟给定须经A/D转换为数字量，再参与运算； （2）数字给定 数字给定是用数字量表示的给定值，可以是拨盘设定、键盘设定或采用通信方式由上位机直接发送见下图。;a) 模拟给定 ; 键盘与显示电路;输出变量——微机数字控制器的控制对象是功率变换器，可以用开关量直接控制功率器件的通断，也可以用经 D/A 转换得到的模拟量去控制功率变换器。 随着电机控制专用单片微机的产生，前者逐渐成为主流，例如Intel公司8X196MC系列和TI公司TMS320X240系列单片微机可直接生成PWM驱动信号，经过放大环节控制功率器件，从而控制功率变换器的输出电压。 ;5.2.2 微机数字控制双闭环直流调速系统的 软件框图;1. 主程序——完成实时性要求不高的功能，完成系统初始化后，实现键盘处理、刷新显示、与上位计算机和其他外设通信等功能。。 2. 初始化子程序——完成硬件器件工作方式的设定、系统运行参数和变量的初始化等。;主程序框图 ;3．中断服务子程序 ; 当故障保护引脚的电平发生跳变时申请故障保护中断，而转速调节和电流调节均采用定时中断。 三种中断服务中，故障保护中断优先级别最高，电流调节中断次之，转速调节中断级别最低