运动控制系统直流调速系统的数字控制PPT学习教案

1、会计学12021-12-18制器第1页/共110页2021-12-18制效果受到器件的性能、温度等因素的影响。第2页/共110页2021-12-18灵活方便。第3页/共110页2021-12-18第4页/共110页2021-12-18离散的模拟信号，这就是离散化。Otf(t)原信号Onf(nT)1 2 3 4采样第5页/共110页2021-12-18将它转换成数字信号，这就是数字化。数字化OnN(nT)第6页/共110页2021-12-18第7页/共110页2021-12-18第8页/共110页2021-12-18返回目录返回目录第9页/共110页2021-12-18第10页/共110页202

2、1-12-18U*nUnU*iUcUi-数字电路-第11页/共110页2021-12-18第12页/共110页2021-12-18数字电路主电路-U*nUnU*iUiUc第13页/共110页2021-12-18第14页/共110页2021-12-18主电路微机控制电路-U*nUnUiU*iUc第15页/共110页2021-12-18第16页/共110页2021-12-18第17页/共110页2021-12-18图3-4 微机数字控制双闭环直流PWM调速系统硬件结构图 第18页/共110页2021-12-18第19页/共110页2021-12-18第20页/共110页2021-12-18第21页

3、/共110页2021-12-18第22页/共110页2021-12-18第23页/共110页2021-12-18第24页/共110页2021-12-18第25页/共110页2021-12-18R1R0A1R0R1UHIdIcUi第26页/共110页2021-12-18R1RoR2R3R4UBR5R6UiaUi第27页/共110页2021-12-18第28页/共110页2021-12-18硬件电路。第29页/共110页2021-12-18拨盘设定、键盘设定或采用通信方式由上位机直接发送见下图。第30页/共110页2021-12-18a) 模拟给定 b) 数字给定 第31页/共110页2021-1

4、2-18LED显示器BCD/7段码键盘矩阵8选1译码器8选1译码器A0-3S0-3R0-7D0-7CLKINT8279CPU7388第32页/共110页2021-12-18PWM经过放大环节控制功率器件，从而控制功率变换器的输出电压。第33页/共110页2021-12-18第34页/共110页2021-12-18第35页/共110页2021-12-18图3-5 主程序框图 图3-6 初始化子程序框图 第36页/共110页2021-12-18第37页/共110页2021-12-18图3-7 转速调节中断服务子程序框图 图3-8 电流调节中断服务子程序框图 图3-9 故障保护中断服务子程序框图 第

5、38页/共110页2021-12-18返回目录返回目录第39页/共110页2021-12-18第40页/共110页2021-12-18第41页/共110页2021-12-18精度和测速方法。%100nn（3-7） 第42页/共110页2021-12-18第43页/共110页2021-12-18第44页/共110页2021-12-18光电转换第45页/共110页2021-12-18第46页/共110页2021-12-18第47页/共110页2021-12-18第48页/共110页2021-12-18（3）M/T法脉冲时间混合计数方法。第49页/共110页2021-12-18 工作原理：由计数器记

6、录PLG发出的脉冲信号； 定时器每隔时间Tc向CPU发出中断请求INTt； CPU响应中断后，读出计数值 M1，并将计数器清零重新计数； 根据计数值 M 计算出对应的转速值 n。第50页/共110页2021-12-18c160ZTMn cc1c16060) 1(60ZTZTMZTMQ（3-1）第51页/共110页2021-12-18%1001%10060 )1(60 601c1c1c1maxMZTMZTMZTM第52页/共110页2021-12-18nCPU 响应INTn中断，从计数器中读出计数值 M2，并立即清零，重新计数。第53页/共110页2021-12-182060ZMfn ) 1(6

7、060) 1(602202020MZMfZMfMZfQ（3-2）第54页/共110页2021-12-18%10011%10060 60 ) 1(602202020maxMZMfZMfMZf第55页/共110页2021-12-18n 两种测速方法的比较第56页/共110页2021-12-18第57页/共110页2021-12-18第58页/共110页2021-12-18第59页/共110页2021-12-18) 1(602210MZMMfQr/min 60 60201t1ZMfMZTMn（3-3）第60页/共110页2021-12-18返回目录返回目录第61页/共110页2021-12-18第6

8、2页/共110页2021-12-18第63页/共110页2021-12-18ssKsEsUsW1)()()(pipi（3-13）tteKteKtteteKtud )()(d )(1)()(IPpi（3-14）第64页/共110页2021-12-18) 1()()()()()()()(IsamIPIP1samIPkukeTKkeKkukeKieTKkeKkuki（3-15）第65页/共110页2021-12-18据较多。第66页/共110页2021-12-18)() 1()() 1()()(samIPkeTKkekeKkukuku（3-17）)() 1()(kukuku（3-18）第67页/共1

9、10页2021-12-18限幅，缺一不可。第68页/共110页2021-12-18开始设置PID参数，计算控制参数计算偏差值计算当前时刻的控制量输入采样值输出控制值保存偏差值返回第69页/共110页2021-12-18第70页/共110页2021-12-18第71页/共110页2021-12-18第72页/共110页2021-12-18kiieTKCkeKku1samIIp)()()(（3-19） 其中 )(, 0)(, 1IieieC为一常值。 积分分离法能有效抑制振荡，或减小超调，常用于转速调节器。 第73页/共110页2021-12-18第74页/共110页2021-12-18返回目录返

10、回目录第75页/共110页2021-12-18第76页/共110页2021-12-18U*nUnUiUi*TsamIdIdLUd0第77页/共110页2021-12-18TsamssGsTsame1)(0（3-25） 第78页/共110页2021-12-18*nKsesTsam1121sTKisTCRmedIdLI1sTKonnASRsamTsamTKn*TsamTsamIdIdL第79页/共110页2021-12-18 121iIsTKsG（3-23） 1onnfsTKsG（3-24） 第80页/共110页2021-12-18第81页/共110页2021-12-18第82页/共110页202

11、1-12-18第83页/共110页2021-12-18Tmin 为控制对象的最小时间常数；或用采样角频率 sam minsam)104(1TTc 为控制系统的截止频率。csam)104(第84页/共110页2021-12-18第85页/共110页2021-12-18第86页/共110页2021-12-18第87页/共110页2021-12-18连续系统Z变换ReIm1-1离散系统Z平面ReImS平面sTez 第88页/共110页2021-12-18ReIm1-1W变换Z平面ReImW平面离散系统离散系统注意：W平面与S平面之间的频率响应发生了畸变。wwz11第89页/共110页2021-12-

12、18ReImW平面ReImW平面W变换离散系统离散系统 W平面与S平面之间的频率响应在高采样频率和低角频率时相似。2samTjw 第90页/共110页2021-12-18 121e11121e1ion2nonmeiobjsamsamsTsTsKsTKsTCRsTKssGsTsT(3-27) menTCKRKK 其中将两个小惯性环节合并，Tn = Ton + 2Ti第91页/共110页2021-12-18 sGsTsKsGsTsTsubn2nobjsamsame11e1(3-28) 1n2nsubsTsKsG第92页/共110页2021-12-18)(e )()(e)()(subsubsubsu

13、bobjsamsamsGZsGZsGsGZsGZsTsT)()1 ()()()()(sub1sub1subobjobjzGzsGZzsGZsGZzG(3-29) 第93页/共110页2021-12-18 )e)(1()(nsam/1ZobjTTzzzzKzG(3-30) 第94页/共110页2021-12-18mensamnnsamnnznsamnsame1e1TCKTTRTKTTTKKTTTTnsamnsamnsame1ee1nsamnsam1TTTTTTTTTTz第95页/共110页2021-12-181p012p-1z平面单位圆1zReImnsam/2eTTp第96页/共110页2021

14、-12-18第97页/共110页2021-12-18第98页/共110页2021-12-18 11psamIpsamIpASRzKzTKKzzTKKzG（3-35） nsame121psamIpzobjASRTTzzzzKzTKKKzGzG（3-36） 第99页/共110页2021-12-18wwz11 nn211samIsamIpz0samsame1e141112TTTTwwwzwzTKwTKKKwG（3-37） 第100页/共110页2021-12-182samTjw1)(1112234100jjjjjKjG（3-37） 第101页/共110页2021-12-18)(e112samn1Iz0samsTzKKKTT)(2211samIpI1sTKKK)(2e1e111sam2nsamnsamsTTTTT)(211sam3sT)(21111sam114sTzz第102页/共110页2021-12-18第103页/共110页2021-12-18似的频域分析和设计。