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直流电机调速得PWM实现方法
直流电机调速的PWM实现方法
PWM在控制中使用非常广泛,可以以数字量对模拟电路进行控制。这里对PWM的原理进行讲述,并举例说明PWM的重要应用。
1、PWM简介
采样控制理论中有一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。PWM控制技术就是以该结论为理论基础,对半导体开关器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。
PWM控制的基本原理很早就已经提出,但是受电力电子器件发展水平的制约,在上世纪80年代以前一直未能实现。直到进入上世纪80年代,随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展,PWM控制技术才真正得到应用。随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法,如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用,PWM控制技术获得了空前的发展。通俗的说PWM是采用数字量对模拟量进行合成的方法。
数字量是怎么样对模拟量进行合成的呢?请看下例:
用PWM波代替正弦冲半波:
上图中用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波,正弦半波N等分,看成N个相连的脉冲序列,宽度相等,但幅值不等;用矩形脉冲代替,等幅,不等宽,中点重合,面积(冲量)相等,宽度按正弦规律变化。这两种波作用于电路时,所产生的效果基本相同。
2、PWM的应用
基于面积相等的原理实际上可以对任意波形进行合成,再如下图:
上图中用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波,正弦半波N等分,看成N个相连的脉冲序列,宽度相等,但幅值不等;用矩形脉冲代替,等幅,不等宽,中点重合,面积(冲量)相等,宽度按正弦规律变化。这两种波作用于电路时,所产生的效果基本相同。
3、PWM的应用
基于面积相等的原理实际上可以对任意波形进行合成,再如下图:
********************************************************************
#define V_TH0 0XFF
#define V_TL0 0XF6
#define V_TMOD 0X01
void init_sys(void); /*系统初始化函数*/
void Delay5Ms(void);
unsigned char ZKB1,ZKB2;
void delay(unsigned int time)
{
while(time--);
}
void main (void)
{
init_sys();
ZKB1=40; /*占空比初始值设定*/
ZKB2=60; /*占空比初始值设定*/
while(1)
{
if (!P1_1) //如果P1.1为低电平,增加占空比
{
delay(50000);
if(!P1_1)
{
ZKB1++;
ZKB2=100-ZKB1;
}
}
if(!P1_2) //如果P1.2为低电平,减少占空比
{
delay(50000);
if (!P1_2)
{
ZKB1--;
ZKB2=100-ZKB1;
}
}
/*对占空比值限定范围*/
if (ZKB199) ZKB1=1;
if (ZKB11) ZKB1=99;
}
}
/*系统初始化函数*/
void init_sys(void)
{
/*定时器初始化*/
TMOD=V_TMOD;
TH0=V_TH0;
TL0=V_TL0;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
}
/*中断函数*/
void timer0(void) interrupt 1 using 2
{
static uchar click=0; /*中断次数计数器变量*/
TH0=V_TH0; /*恢复定时器初始值*/
TL0=V_TL0;
++click;
if (click=100) click=0;
if (click=ZKB1)
/*当小于占空比值时输出低电平,高于时是高电平,从而实现占空比的调整*/
P1_3=0;
else
P1_3=1;
if (click=ZKB2)
P1_4=0;
else
P1_4=1;
}
以上是PWM的简单应用,用得更多的是采用它进行直流电机调速,其实就是把波形作用于电机驱动电路的使用端,有必要对电机
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