直流電機PID轉速閉環(huán)調速控制系統(tǒng)
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基于 直流電機 速閉環(huán)調速控制系統(tǒng) 真實現(xiàn) 在工業(yè)自動控制系統(tǒng)和各種智能產品中常常會用用電動機進行驅動、傳動和控制，而現(xiàn)代智能控制系統(tǒng)中，對電機的控制要求越來越精確和迅速，對環(huán)境的適應要求越來越高。隨著科技的發(fā)展，通過對電機的改造，出現(xiàn)了一些針對各種應用要求的電機，如伺服電機、步進電機、開關磁阻電機等非傳統(tǒng)電機。但是在一些對位置控制要求不高的電機控制系統(tǒng)如傳動控制系統(tǒng)中，傳統(tǒng)電機如直流電機乃有很大的優(yōu)勢，而要對其進行精確而又迅速的控制，就需要復雜的控制系統(tǒng)。隨著微電子和計算 機的發(fā)展，數(shù)字控制系統(tǒng)應用越來越廣泛，數(shù)字控制系統(tǒng)有控制精確，硬件實現(xiàn)簡單，受環(huán)境影響小，功能復雜，系統(tǒng)修改簡單，有很好的人機交換界面等特點。 在電機控制系統(tǒng)開發(fā)中，常常需要消耗各種硬件資源，系統(tǒng)構建時間長，而在調試時很難對硬件系統(tǒng)進行修改，從而延長開發(fā)周期。隨著計算機仿真技術的出現(xiàn)和發(fā)展，可用計算機對電機控制系統(tǒng)進行仿真，從而減小系統(tǒng)開發(fā)開支和周期。計算機仿真可分為整體仿真 和實時仿真。整體仿真是對系統(tǒng)各個時間段對各個對象進行計算和分析，從而對各個對象的變化情況有直觀的整體的了解，即能對系統(tǒng)進行精確的預測 ，如 是一個典型的實時仿真軟件。實時仿真是對時間點的動態(tài)仿真，即隨著時間的推移它能動態(tài)仿真出當時系統(tǒng)的狀態(tài)。 一個實時仿真軟件，用來仿真各種嵌入式系統(tǒng)。它能對各種微控制器進行仿真，本系統(tǒng)即用 直流電機控制系統(tǒng)進行仿真。 在系統(tǒng)軟件開發(fā)中開發(fā)中可用操作系統(tǒng)，也可不用操作系統(tǒng)。如用操作系統(tǒng)，程序可實現(xiàn)模塊化，并能對系統(tǒng)資源進行統(tǒng)籌管理，最主要的是可實現(xiàn)多任務運行。如果需要多任務并行運行，并且需要一定的時間間隔，某些任務對時間的要求不高時，如不用操作系統(tǒng)則要占用定 時器資源，并且對?？臻g和硬件資源很難進行管理，所以在這種情況下需要操作系統(tǒng)。本系統(tǒng)用操作系統(tǒng) 一個完整的、可移植、可固化、可剪裁的占先式實時多任務內核 經有很多產品成功使用的案例且得到美國軍方的認證，說明了該系統(tǒng)的可靠性。 代碼公開，代碼短，源代碼大部分是使用Ａ 編寫的，移植性和裁減性好，功能強大， 能可靠應用于各種控制系統(tǒng)中。 系統(tǒng)構成 轉速控制輸入（ 0832 采樣） 移植了 控制器 ＰＷＭ波 液晶顯示 51 單片機 仿 真的電機 電 機 驅動電路 測速接口 輸入轉矩 硬件全圖 各子系統(tǒng) １ . 轉速控 制輸入 如用按鍵輸入則需要復雜的軟件實現(xiàn)，并且需要足夠的引腳資源，本系統(tǒng)用 控制器 含一個支持仿真的片內存儲器控制器接口的 部總線、與中斷控制器接口的性能總線（ 連接片內外設功能的 設總線（ 線的兼容超集）。片內有 64K 字節(jié)靜態(tài) 28尋址 4 在本仿真中 率在芯片屬性中設置。 本系統(tǒng)采用 真庫有的液晶顯示模塊 8192像素的單色 幕分為兩半控制，控制引腳為 據(jù)通過移位寄存器輸入。 4．電機驅動電路 本系統(tǒng)仿真的是最大輸入電壓為 12 伏的微型電機，故用通用電機驅動電路實現(xiàn)假設該電路輸入電阻為無窮大，輸出電阻為 0。 5．仿真電機的 51 單片機 雖 然 電機模塊，但其電機模塊沒有輸出轉速接口故用一單片機代替它，單片機用 樣輸入的電壓，經過處理即輸出和真實電機同步的轉速（需要大量的浮點運算，可考慮用 通過兩個按鍵改變轉矩沒按一次增大或減小 面的是增大。 6．仿真結果 仿真 鐘后得下圖，可看到轉速逐漸增大然后穩(wěn)定下來。 增大轉矩后，可看到轉速下降后又恢復 7．程序； 1．系統(tǒng)主程序 ： ****************************************************************************** ** 實時微型直流電機 速閉環(huán)調速控制系統(tǒng)程序 (基于移植于 的uc/時操作系統(tǒng) ) ** 程序編寫者 : 吳斌 ** 編寫日期 : 2007 年 11 月 14 日 ******************************************************************************/ ### 512 //各任務棧大小 # \ 2; \ 0 //輸出其他的為輸入 #000 //最大調節(jié)轉速 # //比例放大系數(shù) # //采樣周期 # //積分時間常數(shù) # //微分時間常數(shù) #1+Ts*t0+s) #1+2*s) #Kp*s #0 //0 // //0 // //各任務棧 * //控制信號郵箱 n=0; // 輸入轉速 ; // 反饋轉速 //函數(shù)聲明 { 0 // 不分頻，計數(shù)頻率為 0 // 設置 配時復位 2765; // 設置 期 0; // 設置 空比 0 // 存 0 // 允許 出，單邊 0 // 啟動定時器， 能 2765; // 設置 期 0; // 設置 空比 0 // 存 } /********************************************************************************************************* ** 函數(shù)名稱 : * 功能描述 : c 語言的主函數(shù)，由它啟動多任務環(huán)境 ********************************************************************************************************/ { ; (0, & 1], 0); ; ; } /****************************************************************************** ** 函數(shù)名稱 : * 功能描述 : 初始化系統(tǒng)及建立任務 ******************************************************************************/ { // 避免編譯警告 ; ; 0); ; ()0, & 1], 2); ()0, & 1], 3); ()0, & 1], 1); ()0, & 1], 5); ); } /****************************************************************************** ** 函數(shù)名稱 : * 功能描述 : 實時任務 ,負責采樣和處理數(shù)據(jù) ******************************************************************************/ { //上次輸出控制信號 //上次采樣誤差信號 0; //上次的上次的采樣誤差信號 //采樣轉速信號 u; //此次輸出控制信號 e; //此次采樣誤差信號 ; //始化 ) { 16; 0; //采樣反饋轉速 e=u=us+q0*e+q1*es+q2*(u>=u=es=e; us=u; &u); //發(fā)送處理后的信號 ,0,0,30); } } /****************************************************************************** ** 函數(shù)名稱 : * 功能描述 : 根據(jù)控制信號輸出 ******************************************************************************/ { ) {,& { 2765; 2764; 0} 2765; *765); 0} } } n) //延時函數(shù) {i; i=1;{m=64n=j=0; m=a/8+1+m=a/8+a,b, ,b+2,6*(m); } } //本系統(tǒng)顯示主界面 {i; 0]={00*"U",0*/ 0*"/",1*/ 0*"c",2*/ 0*"o",3*/ 0*"s",4*/ 60]= {00*"輸 ",0*/ 00*"入 ",1*/ 00*"轉 ",2*/ 000*"速 ",3*/ 00 /*"： ",4*/ 60]={000*"輸 ",0*/ 00*"出 ",1*/ 00*"轉 ",2*/ 000*"速 ",3*/ 00 /*"： ",4*/ 6]={00*"*",0*/ 4,0,); ,2,); ,4,); i=0;i # ##a //電樞電感 # // #a //轉動慣量 #a 10 #1.9 ; 3^5; ; L= e; z=0; s=0; =z=0; ; ; ; ; ; ; n=0; f=0; e=0; x) { i; i=0;i
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- 直流電機 PID 轉速 閉環(huán) 調速 控制系統(tǒng)
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