數(shù)字化直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

1、數(shù)字化直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1主要內(nèi)容第一章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)第二章 調(diào)速系統(tǒng)的硬件組成 第三章 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)2第一章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)數(shù)、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及工作原理 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成圖1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖3第一章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)4第一章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 為了更清楚地了解轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的特性，必須對(duì)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行分析。圖2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖5第一章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)6第一章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)7第一章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)8第一章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖4 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的

2、啟動(dòng)特性9第一章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)10第二章 調(diào)速系統(tǒng)的硬件組成第一節(jié) 計(jì)算機(jī)控制單元 第二節(jié) 檢測(cè)單元和接口電路第三節(jié) 主電路單元和觸發(fā)電路第四節(jié) 移相角 的定時(shí) 11第二章 調(diào)速系統(tǒng)的硬件組成根據(jù)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理框圖，可將系統(tǒng)分解為四個(gè)部分，如下圖所示：一、計(jì)算機(jī)控制單元；二、檢測(cè)單元和接口電路；三、主電路單元和觸發(fā)電路。圖5 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理分解框圖12第二章 調(diào)速系統(tǒng)的硬件組成其中計(jì)算機(jī)單元包含如下主要芯片：8088、8259、8253、8255、8279、6264和2764；檢測(cè)單元和接口電路包括ADC0809、電流采樣電路、測(cè)速單元電路和同步電源信號(hào)檢測(cè)電路；主電路由晶閘

3、管組成三相全控橋整流電路，SCR門級(jí)驅(qū)動(dòng)控制電路；電機(jī)及負(fù)載單元由直流電機(jī)、平波電抗器和負(fù)載組成。下面就每一單元具體功能實(shí)現(xiàn)介紹。13第一節(jié) 計(jì)算機(jī)控制單元計(jì)算機(jī)的核心控制芯片是8088，中斷接口芯片8259（分配地址08H，09H），鍵盤顯示器接口8279（分配地址28H，29H），并行接口8255（分配地址20H23H），計(jì)數(shù)器8253（分配地址10H13H），控制器的PID算法實(shí)現(xiàn)子程序、各個(gè)芯片的初始化程序以及主程序?qū)懭氪鎯?chǔ)器芯片ROM2764（分配地址00000H01FFFH），另外還有RAM6264（分配地址0E000H，0FFFFH）。主要控制芯片的功能參照計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)

4、書。計(jì)算機(jī)單元硬件原理圖如圖6所示，8088主要執(zhí)行程序、計(jì)算功能，8259用于處理中斷事件；8255用于讀入電源狀態(tài)和輸出控制信號(hào)（晶閘管的門極控制信號(hào)）；8253的計(jì)數(shù)器0和1用于記錄電機(jī)的轉(zhuǎn)速，計(jì)數(shù)器2用于晶閘管的觸發(fā)移相功能；AD0809用于對(duì)電機(jī)電樞電流的采樣數(shù)模轉(zhuǎn)化；2764用于存儲(chǔ)初始化程序、主程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；6264用于做隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；8284用于提供內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，其它設(shè)備的時(shí)鐘都是基于該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘。14第一節(jié) 計(jì)算機(jī)控制單元圖6計(jì)算機(jī)控制單元硬件原理圖15第一節(jié) 計(jì)算機(jī)控制單元系統(tǒng)主時(shí)鐘在8088CPU組織的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，專門設(shè)計(jì)了一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器8284。它除了產(chǎn)生振蕩，提

5、供主時(shí)鐘外，還向CPU提供準(zhǔn)備就緒信號(hào)和系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)。在本設(shè)計(jì)中接低電平，由和外接晶振以形成8088的時(shí)鐘脈沖。晶振的頻率為14.31818MHz，8284將晶振頻率三分頻，在CLK引腳上輸出4.77MHz的8088系統(tǒng)時(shí)鐘CLK88。CLK88的占空比為1/2，即高電平占1/3，低電平占2/3，時(shí)鐘周期是210ns。CLK88經(jīng)兩分頻產(chǎn)生PCLK（占空比為1/2），供8279使用。PCLK再兩分頻1.19MHz，供8253使用。16第一節(jié) 計(jì)算機(jī)控制單元并行接口8255作用17第一節(jié) 計(jì)算機(jī)控制單元可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器825318第一節(jié) 計(jì)算機(jī)控制單元8259中斷控制器19第二節(jié) 檢測(cè)單元和接

6、口電路檢測(cè)單元和接口電路主要包括三個(gè)部分，（1）電源檢測(cè)電路；（2）電流檢測(cè)電路；（3）轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路，如圖7所示。圖7 檢測(cè)單元原理圖20第二節(jié) 檢測(cè)單元和接口電路21第二節(jié) 檢測(cè)單元和接口電路圖8 同步電路原理圖 22第二節(jié) 檢測(cè)單元和接口電路23第二節(jié) 檢測(cè)單元和接口電路圖9 采樣電路 24第二節(jié) 檢測(cè)單元和接口電路25第二節(jié) 檢測(cè)單元和接口電路圖10 M/T測(cè)速法原理示意圖26第二節(jié) 檢測(cè)單元和接口電路27第二節(jié) 檢測(cè)單元和接口電路28第二節(jié) 檢測(cè)單元和接口電路29第二節(jié) 檢測(cè)單元和接口電路(a) 4倍頻電路圖 (b) 4倍頻電路波形圖 圖11 4倍頻電路及其波形圖30第三節(jié) 主電路單元和觸發(fā)電路主電路單元包括電源一次、二次測(cè)和三相全控橋直流整流電路，如圖12所示。圖12 主電路原理圖 31第三節(jié) 主電路單元和觸發(fā)電