直流電機(jī)PID轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)

基于 直流電機(jī) 速閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng) 真實(shí)現(xiàn) 在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)和各種智能產(chǎn)品中常常會(huì)用用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)和控制，而現(xiàn)代智能控制系統(tǒng)中，對(duì)電機(jī)的控制要求越來(lái)越精確和迅速，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)要求越來(lái)越高。隨著科技的發(fā)展，通過(guò)對(duì)電機(jī)的改造，出現(xiàn)了一些針對(duì)各種應(yīng)用要求的電機(jī)，如伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)等非傳統(tǒng)電機(jī)。但是在一些對(duì)位置控制要求不高的電機(jī)控制系統(tǒng)如傳動(dòng)控制系統(tǒng)中，傳統(tǒng)電機(jī)如直流電機(jī)乃有很大的優(yōu)勢(shì)，而要對(duì)其進(jìn)行精確而又迅速的控制，就需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)。隨著微電子和計(jì)算 機(jī)的發(fā)展，數(shù)字控制系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，數(shù)字控制系統(tǒng)有控制精確，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，受環(huán)境影響小，功能復(fù)雜，系統(tǒng)修改簡(jiǎn)單，有很好的人機(jī)交換界面等特點(diǎn)。 在電機(jī)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，常常需要消耗各種硬件資源，系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)間長(zhǎng)，而在調(diào)試時(shí)很難對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行修改，從而延長(zhǎng)開(kāi)發(fā)周期。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，可用計(jì)算機(jī)對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，從而減小系統(tǒng)開(kāi)發(fā)開(kāi)支和周期。計(jì)算機(jī)仿真可分為整體仿真 和實(shí)時(shí)仿真。整體仿真是對(duì)系統(tǒng)各個(gè)時(shí)間段對(duì)各個(gè)對(duì)象進(jìn)行計(jì)算和分析，從而對(duì)各個(gè)對(duì)象的變化情況有直觀的整體的了解，即能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行精確的預(yù)測(cè) ，如 是一個(gè)典型的實(shí)時(shí)仿真軟件。實(shí)時(shí)仿真是對(duì)時(shí)間點(diǎn)的動(dòng)態(tài)仿真，即隨著時(shí)間的推移它能動(dòng)態(tài)仿真出當(dāng)時(shí)系統(tǒng)的狀態(tài)。 一個(gè)實(shí)時(shí)仿真軟件，用來(lái)仿真各種嵌入式系統(tǒng)。它能對(duì)各種微控制器進(jìn)行仿真，本系統(tǒng)即用 直流電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。 在系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)中開(kāi)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(shí)現(xiàn)模塊化，并能對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行統(tǒng)籌管理，最主要的是可實(shí)現(xiàn)多任務(wù)運(yùn)行。如果需要多任務(wù)并行運(yùn)行，并且需要一定的時(shí)間間隔，某些任務(wù)對(duì)時(shí)間的要求不高時(shí)，如不用操作系統(tǒng)則要占用定 時(shí)器資源，并且對(duì)?？臻g和硬件資源很難進(jìn)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(gè)完整的、可移植、可固化、可剪裁的占先式實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核 經(jīng)有很多產(chǎn)品成功使用的案例且得到美國(guó)軍方的認(rèn)證，說(shuō)明了該系統(tǒng)的可靠性。 代碼公開(kāi)，代碼短，源代碼大部分是使用 編寫(xiě)的，移植性和裁減性好，功能強(qiáng)大， 能可靠應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)中。 系統(tǒng)構(gòu)成 轉(zhuǎn)速控制輸入（ 0832 采樣） 移植了 控制器 波 液晶顯示 51 單片機(jī) 仿 真的電機(jī) 電 機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路 測(cè)速接口 輸入轉(zhuǎn)矩 硬件全圖 各子系統(tǒng) . 轉(zhuǎn)速控 制輸入 如用按鍵輸入則需要復(fù)雜的軟件實(shí)現(xiàn)，并且需要足夠的引腳資源，本系統(tǒng)用 控制器 含一個(gè)支持仿真的片內(nèi)存儲(chǔ)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(nèi)外設(shè)功能的 設(shè)總線（ 線的兼容超集）。片內(nèi)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(shè)置。 本系統(tǒng)采用 真庫(kù)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(guò)移位寄存器輸入。 4電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 本系統(tǒng)仿真的是最大輸入電壓為 12 伏的微型電機(jī)，故用通用電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)假設(shè)該電路輸入電阻為無(wú)窮大，輸出電阻為 0。 5仿真電機(jī)的 51 單片機(jī) 雖 然 電機(jī)模塊，但其電機(jī)模塊沒(méi)有輸出轉(zhuǎn)速接口故用一單片機(jī)代替它，單片機(jī)用 樣輸入的電壓，經(jīng)過(guò)處理即輸出和真實(shí)電機(jī)同步的轉(zhuǎn)速（需要大量的浮點(diǎn)運(yùn)算，可考慮用 通過(guò)兩個(gè)按鍵改變轉(zhuǎn)矩沒(méi)按一次增大或減小 面的是增大。 6仿真結(jié)果 仿真 鐘后得下圖，可看到轉(zhuǎn)速逐漸增大然后穩(wěn)定下來(lái)。 增大轉(zhuǎn)矩后，可看到轉(zhuǎn)速下降后又恢復(fù) 7程序； 1系統(tǒng)主程序 ： * * 實(shí)時(shí)微型直流電機(jī) 速閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)程序 (基于移植于 的uc/時(shí)操作系統(tǒng) ) * 程序編寫(xiě)者 : 吳斌 * 編寫(xiě)日期 : 2007 年 11 月 14 日 */ # 512 /各任務(wù)棧大小 # 2; 0 /輸出其他的為輸入 #000 /最大調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速 # /比例放大系數(shù) # /采樣周期 # /積分時(shí)間常數(shù) # /微分時(shí)間常數(shù) #1+Ts*t0+s) #1+2*s) #Kp*s #0 /0 / /0 / /各任務(wù)棧 * /控制信號(hào)郵箱 n=0; / 輸入轉(zhuǎn)速 ; / 反饋轉(zhuǎn)速 /函數(shù)聲明 0 / 不分頻，計(jì)數(shù)頻率為 0 / 設(shè)置 配時(shí)復(fù)位 2765; / 設(shè)置 期 0; / 設(shè)置 空比 0 / 存 0 / 允許 出，單邊 0 / 啟動(dòng)定時(shí)器， 能 2765; / 設(shè)置 期 0; / 設(shè)置 空比 0 / 存 /* * 函數(shù)名稱 : * 功能描述 : c 語(yǔ)言的主函數(shù)，由它啟動(dòng)多任務(wù)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(wù) */ / 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(shí)時(shí)任務(wù) ,負(fù)責(zé)采樣和處理數(shù)據(jù) */ /上次輸出控制信號(hào) /上次采樣誤差信號(hào) 0; /上次的上次的采樣誤差信號(hào) /采樣轉(zhuǎn)速信號(hào) u; /此次輸出控制信號(hào) e; /此次采樣誤差信號(hào) ; /始化 ) 16; 0; /采樣反饋轉(zhuǎn)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(hào) ,0,0,30); /* * 函數(shù)名稱 : * 功能描述 : 根據(jù)控制信號(hào)輸出 */ ) ,& 2765; 2764; 0 2765; *765); 0 n) /延時(shí)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(zhuǎn) ",2*/ 000*"速 ",3*/ 00 /*"： ",4*/ 60=000*"輸 ",0*/ 00*"出 ",1*/ 00*"轉(zhuǎn) ",2*/ 000*"速 ",3*/ 00 /*"： ",4*/ 6=00*"*",0*/ 4,0,); ,2,); ,4,); i=0;i # #a /電樞電感 # / #a /轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 #a 10 #1.9 ; 35; ; L= e; z=0; s=0; =z=0; ; ; ; ; ; ; n=0; f=0; e=0; x) i; i=0;i<x;i+); L+ i,; ; ; i=0;i<10;i+) ; ; ); ; ; ); ; ); ; ; ); ; ); ; ; ); ; ; ; ); ; ); i=0; i<8; i+) ; ); ; ); 1)| ; U=56; z+U; (a); if(f=0); f=1; if(n<=0&&L&&e=0) n=0; e=1; z+(s)*n=a; n; 1.5*1.5*a; (n*10); P2=56; P0=56; n=%f,i=%fn",n, -(9216/256); -(9216%256); i; = 0= 0 = 0 = 0 = 1; = 1; -(9216/256); -(9216%256); ; ; ; 1; 1; 1; ) ; /* * f */