計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)--數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　成績(jī)： </b></p><p><b>　　《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　題目：數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 院： 計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院

2、 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　起止日期：

3、2011年12月19日～2011年12月25日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是在經(jīng)典控制理論的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)完成的。本系統(tǒng)以帶有AD轉(zhuǎn)換器的8051系列單片機(jī)為控制器芯片，對(duì)電機(jī)進(jìn)行電流、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)。利用單片機(jī)為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)使其硬件電路的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，制作成本低，且不受器件溫度漂移影響

4、。而且其穩(wěn)定性好，可靠性高，提高了控制性能。在軟件方面，文章中介紹了PI運(yùn)算程序，初始化程序等的編寫(xiě)思路和具體的程序?qū)崿F(xiàn)。</p><p>　　關(guān)鍵字： 數(shù)字 雙閉環(huán) 單片機(jī) 調(diào)速 </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Digital DC double loop speed control syst

5、em in the classical control theory based on the design completed. The system with a AD converter 8051 series SCM as the controller chip, motor current, speed double closed loop reversible DC speed control system design o

6、f PWM. Using single chip as the core digital control system the hardware circuit of high standardization degree, low manufacturing cost, and is not affected by temperature drift effect. And its good stability, high relia

7、bility, improves th</p><p>　　Key Words: Digital Double Closed-Loop Single chip Adjust speed</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>

8、　　ABSTRACTII</p><p><b>　　目 錄III</b></p><p>　　計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)IV</p><p>　　第一章數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)1</p><p>　　第二章 數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1主電路

9、設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.2硬件電路結(jié)構(gòu)圖4</p><p>　　2.3控制電路的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.3.1 調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.3.2 計(jì)算機(jī)控制單元7</p><p>　　第三章 數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.

10、1系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.2 算法實(shí)現(xiàn)13</p><p><b>　　心得體會(huì)15</b></p><p><b>　　參考書(shū)目16</b></p><p><b>　　附錄17</b></p><p>　　計(jì)算機(jī)控制技

11、術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p>　　題目：數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　使用班級(jí)：電氣081、082</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　采用帶有AD轉(zhuǎn)換器的8051系列單片機(jī)為控制器芯片，對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行電流、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p&g

12、t;　　A、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。包括控制電路系統(tǒng)與主電路系統(tǒng)；控制電路主要包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)選型、單片機(jī)外圍電路、三相電源過(guò)零檢測(cè)電路、前向通道電路、反饋通道電路、人機(jī)接口電路；主電路主要包括：UPE及保護(hù)電路、功率驅(qū)動(dòng)放大電路，電機(jī)接口電路。</p><p>　　B、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要包括：電流環(huán)采樣、轉(zhuǎn)速環(huán)采樣、電流環(huán)控制器算法、轉(zhuǎn)速環(huán)算法、中斷控制、故障報(bào)警等。</p><p><b>

13、;　　設(shè)計(jì)步驟</b></p><p><b>　　一、總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　二、控制系統(tǒng)的建模和數(shù)字控制器設(shè)計(jì)</p><p>　　三、硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)</p><p>　　1、選擇計(jì)算機(jī)機(jī)型（采用51內(nèi)核的單片機(jī)）；</p><p>　　2、 設(shè)計(jì)支持計(jì)算機(jī)工作

14、的外圍電路（ EPROM , RAM 、I/O 端口 、鍵盤(pán)、顯示接口電路等）</p><p>　　3、設(shè)計(jì)輸入信號(hào)接口電路；</p><p>　　4、設(shè)計(jì)A/D 轉(zhuǎn)換和電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口電路；</p><p>　　5、其它相關(guān)電路的設(shè)計(jì)或方案（電源、通信等）</p><p><b>　　四、軟件設(shè)計(jì)</b></p>

15、;<p>　　1、分配系統(tǒng)資源，編寫(xiě)系統(tǒng)初始化和主程序模塊框圖；</p><p>　　2、編寫(xiě)A/D轉(zhuǎn)換和速度、電流檢測(cè)子程序框圖；</p><p>　　3、編寫(xiě)控制程序和功率驅(qū)動(dòng)子程序模塊粗圖；</p><p>　　4、其它程序模塊（顯示與鍵盤(pán)等處理程序）框圖。</p><p>　　五、編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪制完整的系統(tǒng)電路圖

16、（ A3 幅面）。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求</b></p><p>　　1 ．課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)書(shū)寫(xiě)認(rèn)真．字跡工稚，論文格式參考國(guó)家正式出版的書(shū)籍和論文編排。 2 ．論理正確、邏輯性強(qiáng)、文理通顧、層次分明、表達(dá)確切，并提出自己的見(jiàn)解和觀點(diǎn)。</p><p>　　3 ．課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)有目錄、摘要、序言、主干內(nèi)容（按章節(jié)編寫(xiě)

17、）、主要結(jié)論和參考書(shū)，附錄應(yīng)有系統(tǒng)方樞圖和電路原理圖。</p><p>　　4 ．課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括按上述設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)的分析和思考內(nèi)容和引用的相關(guān)知識(shí)．</p><p>　　數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　目前，需要高性能可控調(diào)速系統(tǒng)的領(lǐng)域多數(shù)都采用直流調(diào)速系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)）是由單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的。單

18、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)無(wú)靜差，但單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中用一個(gè)調(diào)節(jié)器綜合多種信號(hào)，各參數(shù)間相互影響，難于進(jìn)行調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)參數(shù)的調(diào)整，而用兩個(gè)調(diào)節(jié)器分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，構(gòu)成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，則可以獲得近似理想的過(guò)渡過(guò)程。對(duì)于直流調(diào)速系統(tǒng), 要獲得優(yōu)良的性能指標(biāo), 須對(duì)電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)基本狀態(tài)變量, 即電樞電流和轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè), 并實(shí)行有效控制. 電流和轉(zhuǎn)速兩個(gè)狀態(tài)變量的檢測(cè), 是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)閉環(huán)控制的必要條件。</p><p

19、>　　為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。二者之間實(shí)行嵌套（或稱(chēng)串級(jí)）聯(lián)接如下圖1-1所示。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱(chēng)作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱(chēng)作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　由圖1-2雙閉環(huán)直流調(diào)速

20、系統(tǒng)電路原理圖可看出，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓U*im決定了電流給定電壓的最大值；電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm。</p><p>　　以微處理器為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)硬件電路的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，制作成本低，且不受器件溫度漂移的影響；其控制軟件能夠進(jìn)行邏輯判斷和復(fù)雜運(yùn)算，可以實(shí)現(xiàn)不同于一般線性調(diào)節(jié)的最優(yōu)化、自適應(yīng)、非線性、智能化等控制

21、規(guī)律，而且更改起來(lái)靈活方便。數(shù)字控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成方式大致可分為三種：1. 數(shù)?；旌峡刂葡到y(tǒng) 2. 數(shù)字電路控制系統(tǒng) 3. 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)</p><p>　　第二章 數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1主電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　中小功率的可逆直流調(diào)速系統(tǒng)多采用橋式可逆PWM變換器，圖4-1為調(diào)速

22、系統(tǒng)的主電路的原理圖，圖中的左半部分是由6個(gè)二極管組成的整流器，采用不可控整流，把電網(wǎng)提供的交流電整流成直流電；中間部分是大電容濾波；右半部分是橋式PWM變換器。</p><p>　　圖2-1 橋式可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)主電路的原理圖</p><p>　　2.2硬件電路結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2-2所示，系統(tǒng)由主電路、檢

23、測(cè)電路、控制電路、給定電路和顯示電路組成。 三相交流電源經(jīng)不可控整流器變換為電壓恒定的直流電源，再經(jīng)過(guò)直流PWM變換器的到可調(diào)的直流電壓，給直流電動(dòng)機(jī)供電；檢測(cè)回路包括電壓、電流溫度和轉(zhuǎn)速檢測(cè)，其中電壓、電流和溫度檢測(cè)由 A/D 轉(zhuǎn)換通道變?yōu)閿?shù)字量送入微機(jī)，轉(zhuǎn)速檢測(cè)用數(shù)字測(cè)速。微機(jī)控制還具備故障檢測(cè)功能，對(duì)電壓、電流、溫度等信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析比較，若發(fā)生故障立即采取措施，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大，并同時(shí)報(bào)警，以便人工處理。數(shù)字控制器是系統(tǒng)

24、的核心，一般選用專(zhuān)為電機(jī)控制設(shè)計(jì)的單片微機(jī)，配以顯示、鍵盤(pán)等外圍電路，通過(guò)通信接口與上位機(jī)或其他外設(shè)交換數(shù)據(jù)。這中微機(jī)芯片本身都帶有A/D轉(zhuǎn)換器、通用I/O和通信接口，還帶有一般微機(jī)并不具備的故障保護(hù)、數(shù)字測(cè)速和PWM生成功能，可大大簡(jiǎn)化數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件電路。</p><p>　　圖2-2 微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.3控制電路的設(shè)計(jì)</

25、p><p>　　2.3.1 調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求并保證穩(wěn)態(tài)電流無(wú)差，可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為</p><p>　　WACR（S）=Ki（τis +1）/τis</

26、p><p>　　Ki-------電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； τi------電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)共有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)成典型II系統(tǒng)，系統(tǒng)同時(shí)也能滿足動(dòng)態(tài)抗擾性能好的要求。ASR也應(yīng)該采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為：</p>

27、<p>　　WASR（s）= Kn（τns +1）/τns</p><p>　　Kn-------轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； τn------轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。</p><p>　　2.3.2 計(jì)算機(jī)控制單元</p><p><b>　　三相過(guò)零檢測(cè)電路：</b></p><p>　　為了達(dá)到與電源電壓

28、同步的目的，除了可以使用鎖相同步電路外，還可以實(shí)時(shí)檢測(cè)電源電壓的過(guò)零點(diǎn)和頻率，根據(jù)過(guò)零點(diǎn)和頻率就可以跟蹤輸入的電源電壓的相位，實(shí)現(xiàn)同步輸入。</p><p>　　PWM信號(hào)發(fā)生電路設(shè)計(jì)：</p><p>　　鐘電路是用來(lái)產(chǎn)生AT89C51單片機(jī)工作時(shí)所必須的時(shí)鐘信號(hào)，AT89C51本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為保證工作方式的實(shí)現(xiàn)，AT89C51在唯一的時(shí)鐘信號(hào)的控制下嚴(yán)格的按時(shí)序執(zhí)行指

29、令進(jìn)行工作 ，時(shí)鐘的頻率影響單片機(jī)的速度和穩(wěn)定性。</p><p>　　A/D 轉(zhuǎn)換接口電路:</p><p>　　ADC0809是8位逐次逼近性A/D轉(zhuǎn)換器。帶8個(gè)模擬量輸入通道，有通道地址譯碼鎖存器，輸出帶三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器。啟動(dòng)信號(hào)為脈沖啟動(dòng)形式。ADC0809內(nèi)部設(shè)有時(shí)鐘電路，故CLK時(shí)鐘需外部輸入，允許范圍500KHz～1MHz,典型值為640KHZ.每一通道的轉(zhuǎn)換需66～73個(gè)脈沖

30、，大約100～110 μs。</p><p><b>　　電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口電路:</b></p><p>　　采用L298N驅(qū)動(dòng)器，接受單片機(jī)的輸入信號(hào)并放大，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　電源電路圖：</b></p><p>　　用78系列的芯片產(chǎn)生5V電壓供給單片機(jī)使用，給單片機(jī)供電。

31、</p><p>　　UPE及保護(hù)電路設(shè)計(jì)：</p><p>　　對(duì)于中、小容量系統(tǒng)，多采用由IGBT或P-MOSFET組成的PWM變換器。</p><p><b>　　鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　運(yùn)行方式的設(shè)置主要有P1口外接鍵盤(pán)來(lái)完成，判斷鍵盤(pán)是否按下的方法：首先設(shè)置P1口為高電平，然后從P1.0到P

32、1.4逐個(gè)檢測(cè)引腳的電平，如果某個(gè)引腳為低電平表示該鍵按下，此時(shí)不需要做相應(yīng)的處理實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)功能，如果引腳為高電平則不做處理。采用5個(gè)獨(dú)立的開(kāi)關(guān)主要控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，急停，加減速。</p><p>　　第三章 數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)</p><p>　　數(shù)字控制系統(tǒng)的控制規(guī)律是靠軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所有的硬件也必須由軟件實(shí)

33、施管理。單片機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的軟件有主程序、初始化子程序、中斷服務(wù)子程序等。</p><p>　　主程序流程圖如圖3-1所示。在主程序中，主要完成對(duì)各個(gè)可編程芯片進(jìn)行初始化和鍵盤(pán)參數(shù)設(shè)置的處理。鍵盤(pán)參數(shù)設(shè)置的處理主程序中的重要部分，這部分程序設(shè)計(jì)采用程序的模塊化，有效的解決了復(fù)雜的多重分支問(wèn)題。啟動(dòng)功能鍵按下時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)始啟動(dòng)采樣定時(shí)并進(jìn)入實(shí)時(shí)控制階段，每次中斷返回時(shí)若有復(fù)位鍵和新的參數(shù)設(shè)置鍵按下則返回

34、鍵處理程序。</p><p>　　如圖2-2，系統(tǒng)初始化包括中斷始化、各存儲(chǔ)單元賦初值、鍵盤(pán)顯示器的各數(shù)據(jù)程序表賦常數(shù)、各種限定值裝入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、設(shè)定堆棧指針、給主程序標(biāo)志寄存器送初始值、控制器設(shè)定初值等。</p><p><b>　　主程序：</b></p><p>　　0000 AJMP START</p><p

35、>　　START：CLR PSW.4</p><p>　　CLR PSW.3 ；選中工作寄存器0組</p><p><b>　　CLR C</b></p><p>　　MOV R0 ，4FH</p><p>　　MOV A ，30H</p><p>　　C

36、LEAR1：CLR A</p><p><b>　　INC A</b></p><p>　　DJNZ R0 ，CLEAR1 ；清零30-7FH</p><p>　　SETB TR0 ；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0工作</p><p>　　MOV TMODE ，#01H

37、 ；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作在方式1</p><p>　　SETB EA ；總中斷開(kāi)放</p><p>　　SETB IT0 ；置INTO為降沿觸發(fā)</p><p>　　SETB IT1 ；置INT1為降沿觸發(fā)</p><p>

38、　　LJMP MAIN</p><p>　　LJMP CTCO</p><p>　　LCALL SAMPLE</p><p>　　Fosc=12MHZ，用一個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)50ms，用R2作計(jì)數(shù)器，置初值14H，到定時(shí)時(shí)間后產(chǎn)生中斷，每執(zhí)行一次中斷服務(wù)程序，讓計(jì)數(shù)器內(nèi)容減1，當(dāng)計(jì)數(shù)器內(nèi)容減為0時(shí)，則到1s。</p>

39、<p>　　中斷服務(wù)子程序完成實(shí)時(shí)性強(qiáng)的功能，如故障保護(hù)、PWM生成、狀態(tài)檢測(cè)和數(shù)字PI調(diào)節(jié)等,中斷服務(wù)子程序由相應(yīng)的中斷源提出申請(qǐng)，CPU實(shí)時(shí)響應(yīng)。</p><p>　?。╝）圖轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序（b）圖電流調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序</p><p>　?。╟）圖故障保護(hù)中斷服務(wù)子程序</p><p>　　PI控制子程序設(shè)計(jì):</p>&l

40、t;p><b>　　PI程序：</b></p><p>　　SETB EX1 ；開(kāi)放中斷1</p><p>　　MOV R0，90H ；P1口（W）送R0,預(yù)設(shè)</p><p>　　MOV R1，80H

41、 ；P0口（Y）送R1，實(shí)測(cè)</p><p>　　MOV A，R0 ；W給A</p><p>　　MOV B，R1 ；Y給B</p><p>　　SUBB A，B ；ei給A</p><p>　　M

42、OV 7FH，A ；ei 給7FH</p><p>　　MOV 7EH，#00H ；ei-1=0給7EH</p><p>　　MOV 7BH，Umax</p><p>　　MOV 7AH, Umin</p><p>　　AJMP IN

43、 ；積分項(xiàng)</p><p>　　AJMP P ；比例項(xiàng)</p><p>　　MOV A，R2 ；Pi給A</p><p>　　ADD A，R3 ；Pi+Pp給

44、A</p><p>　　MOV 7DH，#00H ；Ui-1=0給7DH</p><p>　　ADD A，7DH ；Ui-1+Pi+Pp=Ui給A</p><p>　　MOV 7CH,A ；Ui給7CH</p>

45、<p>　　MOV 7DH，7CH ；Ui給Ui-1</p><p>　　MOV A，7BH ；Umax給A</p><p>　　CJNE A，#Ui，LOOP2 ；Ui〉Umax轉(zhuǎn)移</p><p>　　MOV A

46、，#Ui</p><p>　　CJNE A，7AH，LOOP3 ；Ui<Umin轉(zhuǎn)移</p><p>　　MOV 90H，7CH ；輸出Ui到P1口</p><p>　　LOOP2：MOV A，7CH ；Ui給A</p><p&

47、gt;<b>　　CLR C</b></p><p>　　SUBB A，#Umax</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　LOOP3：MOV A，7CH ；Ui給A</p><p><b>　　CLR C<

48、/b></p><p>　　SUBB A，#Umin</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　IN：MOV 6FH，#I</p><p>　　MOV A，6FH ；I給A</p><p>　　MOV B，7FH

49、 ；ei給B</p><p>　　MUL AB ；Pi=I*ei給A</p><p>　　MOV R2，A ；Pi給R2</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　P：MOV 6EH

50、，#P</p><p><b>　　CLR C</b></p><p>　　MOV A，7FH ；ei給A</p><p>　　SUBB A，7EH ；ei-ei-1給A</p><p>　　MOV 7EH，7FH

51、 ；ei給ei-1</p><p>　　MOV B，6EH</p><p>　　MUL AB ；（ei-ei-1）*P給A</p><p>　　MOV R3，A ；Pp給R3</p><p><b>　　RETI</b>&l

52、t;/p><p><b>　　3.2 算法實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　數(shù)字控制器采用PI調(diào)節(jié)算法，不僅可以對(duì)系統(tǒng)偏差進(jìn)行比例調(diào)節(jié)，而且可對(duì)偏差進(jìn)行積分，因而提高了系統(tǒng)的控制精度和抗外界干擾能力。模擬調(diào)節(jié)的PI算式為:</p><p>　　式中---t時(shí)刻調(diào)節(jié)器輸出信號(hào);</p><p>　　---比例系數(shù); --

53、-時(shí)刻偏差，為測(cè)量值和給定值之差;</p><p>　　---積分時(shí)間常數(shù);</p><p>　　在數(shù)字式控制中，由于采用數(shù)字計(jì)算，要對(duì)給定值和反饋量進(jìn)行采樣，因此要對(duì)上述PI算式進(jìn)行離散化，得到適用于數(shù)字控制的PI算式:</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　---第n次采樣后算得的調(diào)節(jié)器輸出;

54、---第n次次采樣算得的偏差;</p><p>　　T---采樣周期; n---采樣序號(hào)，n=l，2，3，…</p><p>　　上述算式計(jì)算出的是第n次采樣后，控制器輸出的數(shù)字量，叫做位置式算式。從式中可以看出，想要計(jì)算，不僅擊要本次與上次偏差信號(hào)和，而且還要在積分項(xiàng)中把歷次偏差信號(hào)進(jìn)行相加，即求取。這樣不僅計(jì)算繁瑣，而且保留要占用很大的內(nèi)存空間，使用非常不方便。為此，又有

55、了在實(shí)際應(yīng)用中的數(shù)字化增量式算式:</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　---第n次輸出的地量; ---第n次采樣后偏差值;</p><p>　　---第n-1次采樣后偏差值; ---積分系數(shù):</p><p>　　在位置式算式中，由于采用全量輸出，每次輸出均與原來(lái)位置有關(guān)，會(huì)使輸

56、出產(chǎn)生較大變化。在增量式中，每次只輸出控制增量，對(duì)系統(tǒng)影響較小，且具有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　?、儆捎谠隽枯敵?，出現(xiàn)誤動(dòng)作時(shí)影響小，必要時(shí)可以用限幅辦法去掉。</p><p>　?、谑謩?dòng)/自動(dòng)切換時(shí)沖擊較小。</p><p>　　③不會(huì)產(chǎn)生積分失控，易于獲得較好的積分效果。</p><p><b>　　心得體會(huì)</b&g

57、t;</p><p>　　通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)，我對(duì)于數(shù)字雙閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)有了進(jìn)一步的了解，這是一個(gè)具有極好運(yùn)行和控制性能的控制系統(tǒng)。這次的課程設(shè)計(jì)難度比較大，它設(shè)計(jì)到的知識(shí)面比較廣，對(duì)于我們的來(lái)說(shuō)，具有比較高的的挑戰(zhàn)性。在這次的課程設(shè)計(jì)中，我通過(guò)不斷地查閱不同的書(shū)籍，以得取更多的資料來(lái)完成這個(gè)課程設(shè)計(jì)。本次的課程設(shè)計(jì)主要是以8051系列單片機(jī)為控制器芯片，對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行電流、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)。它不

58、僅要求我們對(duì)電機(jī)知識(shí)的掌握，還同時(shí)要求我們具有編程能力。它對(duì)于我的大學(xué)生涯是一次突破，將我們所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，提高了我的動(dòng)手能力好、獨(dú)立思考能力和解決問(wèn)題的能力。我相信這次具有如此大意義的課程設(shè)計(jì)對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作能夠起到推動(dòng)的作用。</p><p><b>　　參考書(shū)目</b></p><p>　　[1] 李廣第．單片機(jī)基礎(chǔ)．北京：北京航天航空大學(xué)出版

59、社，2001．</p><p>　　[2] 李朝春．單片機(jī)原理及接口技術(shù)．北京：北京航天航空大學(xué)出版社，1994．</p><p>　　[3] 阮毅, 陳伯時(shí). 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)——運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)（第4版）. 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[4] 王建華. 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)（第2版）. 高等教育出版社</p><p>　　[5] 謝維成

60、、楊加國(guó). 單片機(jī)原理與應(yīng)用及c51程序設(shè)計(jì)（第2版）. 清華大學(xué)出版社 </p><p>　　[6] 譚浩強(qiáng). C程序設(shè)計(jì)（第二版）[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社</p><p>　　[7] 程耕國(guó)，張國(guó)棟.PWM直流可逆調(diào)速微機(jī)控制系統(tǒng).電氣時(shí)代[J]，2004.</p><p><b>　　附錄</b></p><p