《运动控制系统》教案

3.2.1微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件结构

1 .主回路

三相交流电源经不可控整流器变换为电压恒定的直流电源，再经过直流 PWM 变换器得到可调的直流电压，给直流电动机供电。

2 •检测回路

检测回路包括电压、电流、温度和转速检测，其中电压、电流和温度检测 由A/D 转换通道变为数字量送入微机，转速检测用数字测速。

3 .故障综合

对电压、电流、温度等信号进行分析比较，若发生故障立即通知微机，以 便及时处理，避免故障进一步扩大。

4.数字控制器

专为电机控制设计的 In tel 8X196MC 系列或TMS320X240系列单片微机, 本身都带有A/D 转换器、通用I/O 和通信接口，还带有一般微机并不具备的故 障保护、数字测速和 PWM 生成功能。

3.2.2微机数字控制双闭环直流调速系统的软件框图

微机数字控制双闭环直流调速系统的软件有主程序、 初始化子程序和中断

服务子程序等。

1•主程序：主程序完成实时性要求不高的功能，完成系统初始化后，实 现键盘处理、刷新显示、与上位计算机和其它外设通信等功能。

主程序框图，图3-5 。

微机数字控制双闭环直流 PWM 调速系统硬件结构，图 3-4。

通

怡

按

II

2•初始化子程序：完成硬件器件工作方式的设定、系统运行参数和变量

的初始化等。

初始化子程序框图，图3-6。

3 •中断服务子程序：完成实时性强的功能，如故障保护、PWMfe成、状态检测和数字PI调节等，中断服务子程序由相应的中断源提出申请，CPU实时响应。三种中断服务中，故障保护中断优先级别最高，电流调节中断次之，转速调节中断级别最低。

电机转速

n=型二輕 r /min

ZT t ZM 2

3・3・2 M 法测速

测取T c 时间内旋转编码器输出的脉冲个数 M i ，用以计算这段时间内的平

均转速，称作M 法测速，图 3-11。

M-- 1

-------------- I

_

TC

1_

H ---------------- ►!

电机的转速为 n =

60M 1

r/min ，

ZT c

M 法测速的分辨率：Q =

60(M 1 1) 60M 1

60

ZT c

1

ZT c

ZT c

M 法测速误差率:

60M 1

60(M ^1) “ z ZT c

ZT c

' max

_

60M 1 ZT c

100%

1

100%

M 1

M 法测速适用于高速段,

3・3・3 T 法测速

记录编码器两个相邻输出脉冲的间的高频脉冲个数 M 2，f 0为高频脉冲频

率，图3-12。

>

人二

M/ f o

M 2

T 法测速的分辨率：

c

60 f o 60 f o 60f 。 十小

Zn

2

Q

或 Q = ----------

Z(M 2 -1) ZM 2 ZM 2(M 2 -1)

60f 0

—Zn

T 法测速误差率：

60 f o 60 f o

Z (M 2 -1) ZM 2

1

6 m ax % = --------- cc 上

------------ 乂 100 % = ------- 乂 100 %

60 f ° M 2 -1

ZM 2

T 法测速适用于低速段。

3・3・4 M/T 法测速

把M 法和T 法结合起来，既检测 T C 时间内旋转编码器输出的脉冲个数 M ,

又检测同一时间间隔的高频时钟脉冲个数

M,用来计算转速，称作M/T 法测速。

采用M/T 法测速时，应保证高频时钟脉冲计数器与旋转编码器输出脉冲计数器 同时开启与关闭以减小误差。

图 3-13

M 1

■■rniir 飞

i< ------

h*

电机转速n =

60M 1 ZT t

60M 1 f 0 r/min

ZM 2

M 2

T c

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