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基于DSP控制的双闭环直流调速系统的设计(最终版) 基于DSP控制的双闭环直流调速系统的设计(最终版)

格式:word 上传:2022-06-25 14:56:21

《基于DSP控制的双闭环直流调速系统的设计(最终版)》修改意见稿

1、“.....主要包括和两大部分。是最重要的组件之,它提供个动态系统建模仿真和综合分析的集成环境。在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。具有适应面广结构和流程清晰及仿真精细贴近实际效率高灵活等优点,并基于以上优点已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于。是中的种可视化仿真工具,是种基于的框图设计环境,是实现动态系统建模仿真和分析的个软件包,被广泛应用于线性系统非线性系统数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。可以用连续采样时间离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模,它也支持多速率系统,也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型,提供了个建立模型方块图的图形用户接口,这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成......”

2、“.....而且用户可以立即看到系统的仿真结果。是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统,包括通讯控制信号处理视频处理和图像处理系统,提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计仿真执行和测试。构架在基础之上的其他产品扩展了多领域建模功能,也提供了用于设计执行验证和确认任务的相应工具。与紧密集成,可以直接访问大量的工具来进行算法研发仿真的分析和可视化批处理脚本的创建建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。绘制原理图图直流双闭环调速系统仿真模形仿真波形小结双闭环调速系统起动过程的电流和转速波形是接近理想快速起动过程波形的。按照在起动过程中的饱和情况,可将起动过程分为三个阶段,即电流上升阶段恒流升速阶段和转速调节阶段。从起动时间上看,Ⅱ阶段恒流升速是主要的阶段,因此双闭环系统基本上实现了电流受限制下的快速起动......”

3、“.....达到准时间最优控制。带调节器的双闭环调速系统还有个特点,就是转速必超调。在双闭环调速系统中,的作用是对转速的抗扰调节并使之在稳态时无静差,其输出限幅决定允许的最大电流。第六章软件设计程序流程图调速系统的软件设计由三部分组成主程序初始化程序和中断服务子程序。下面将介绍各部分程序的流程图。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,实现键盘处理刷新处理与上位计算机和其他外设通信等功能。其流程图如图所示。主程序系统初始化键处理刷新显示系统初始化设定定时器数字测速工作方式参数及变量初始化设定通信接口及显示键盘工作方式返回数据通信有键按下吗图主程序框图图初始化子程序框图初始化子程序初始化程序主要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。其流程图如图所示。中断服务子程序中断服务子程序主要完成实时性强的功能......”

4、“.....中断服务子程序由相应的中断源提出申请,实时响应。它包括了三种中断服务,其中转速调节中断服务子程序流程图如图所示,电流调节中断服务子程序流程图如图所示,故障保护中断服务子程序流程图如图所示。通过分析这些程序流程图,可以为后面的软件设计理清思路,把准备工作做好那么在后面的软件设计中,将要对模拟调节器进行数字化,再分析对通用定时器比较单元增量式光电编码器接口与捕获单元等功能模块进行介绍和分析。定点的数据线格式表示方法是定点,而不是浮点。因此在对含有小数这样的实数进行运算时,就必须采用格式对数据进行规格化处理......”

5、“.....它的般表达式为这里暗中包括了小数的位数。实质上,格式是将个放大了倍,然后舍去了剩于小数,形成个全是整数的替代数。这样,这个数才可以进行能够保证定精度的定点运算。数字调节器的实现方法在小节中,已经先按模拟系统的设计方法设计好转速和电流调节器。常规的模拟控制系统原理框图见图。该系统由模拟调节器和被控对象组成。图中,是给定值,是系统的实际输出值,给定值与实际输出值构成控制偏差。积分比例被控对象图模拟控制系统原理框图作为调节器的输入,作为调节器的输出和被控对象的输入。所以模拟调节器的控制规律为式中比例系数积分常数采用对电动机进行控制时,使用的是数字调节器,而不是模拟调节器,也就是说用程序取代模拟电路,用软件取代硬件。将式离散化处理就可以得到数字调节器的算法或式中采样序号......”

6、“.....令第次采样时刻的输出增量为所以或式中第次采样时刻的输出值第次采样时刻输入的偏差值。用式或式就可以通过有限次数的乘法和加法快速地计算调节器的输出。以下是用计算的程序代码,是格式,给定值减反馈值保存偏差,,格式是格式,,格式,保存为了消除积分饱和带来的不利影响,可以使用防积分饱和调节器,其算法如下式中,为采样周期。积分饱和修正系数。控制程序的有关参数计算完成了调节器的数字算法后,接下来我就开始对其控制程序的有关参数进行计算。我设计脉冲编码器在每个周期都对直流调速系统进行次电流采样和电流调节,因此电流采样周期与周期相同,以实现实时控制。采用定时器周期中断标志来启动转换,转换结束后申请中断。全部控制功能都通过中断处理子程序来完成。由于速度时间常数较大,我在本程序中设计每个周期即对速度进行次调节......”

7、“.....并累计。电动机的最高转速是即。采用线的编码器,经四倍频后每转发出个脉冲。所以在这个转速下,每秒发出个脉冲。那么发出的最大脉冲数为。令编码器脉冲速度转换系数,其格式为,即。用编码器的脉冲累计值乘以就可以得当前转速反馈量相对于最高转速比例值,当前转速反馈量等于。程序中的速度调节器和电流调节器的各个参数可以根据生产要求在初始化程序中改写。根据将模拟调节器离散化得到数字调节器后,求的以下数字调节器的参数电流比例系数,格式电流积分系数,格式电流积分饱和修正系数,格式速度比例系数,格式速度积分系数,格式速度积分饱和修正系数,格式电流最大值,格式。控制程序程序分为三个部分初始化程序周期中断或比较中断处理子程序周期中断处理子程序。初始化程序初始化程序主要包括对变量和系统设置进行初始化......”

8、“.....如果要求电动机频繁启动,可将转子起始位置初始化程序放入主模块中。对系统的设置包括开中断定时器设置为连续增计数方式频率为占空比初值为,以使对通电想通电的瞬间相电流能够快速上升。周期中断或比较中断处理子程序周期中断或比较中断都使用同个中断入口,因此可以很容易地实现共同用个中断处理子程序。该子程序只做两件事第件事是置允许换相标志第二件事是使计数器重新赋初值。周期中断处理子程序首先根据换相标志判断是否允许换相。如果允许换相,则根据转向和当前通电相来确定下个通电相是哪相。然后进行转换,获得电流反馈值,对通电相进行电流调节控制。通过修改比较方式寄存器来实现换相。转速的计算和速度控制程序没有给出,读者可参阅前面各章的内容自行设计。表程序中的变量含义名称含义名称含义换相处理程序地址最大占空比比较值当前通电相标志相比较值转向标志,为,为相比较值换相标志......”

9、“.....为允许相电流检测值电流参考值相电流检测值相电流参考值电流修正值相电流参考值临时变量最小占空比比较值总结本设计用台及外部扩展设备代替模拟系统中速度调节器电流调节器触发器逻辑切换单元锁零单元和电流自适应调节器等,从而使直流调速系统实现全数字化。用软件编程完成电流转速等各项参数的计算,实现最优化调节,假中断处理中断处理子程序保存现场保存保存清中断标志清周期中断标志电流调节读转换结果,减电流参考值,计算电流偏差保存偏差,左移位格式,相当于右移位检测调节器输出的正负如果正,跳转否则是负检测是否超过上限超过上限进入饱和区则跳转否则正常跳转上限值输出,更新占空比更新占空比求极限偏差格式格式更新读编码器脉冲数,计算转角增量和转速读编码脉冲减去前个周期测得脉冲数得到编码增量编码脉冲累计更新检测是否该速度调节没到,退出否侧计算转速格式,相当于右移位,格式,速度反馈值......”

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