进行控制，本例中采样频率设为。另外，三角波发生器由个域脉冲源来实现它的控制信号频率应为芯片工作频率输出三角波频率为图带有控制部分的升压电路的原理图图带有控制部分的升压电路的仿真结果图表示了带有控制部分的升压电路的仿真结果。仿真此带有反馈的电路需要注意所有恒压电源应采用线性电压源，在定延时后达到预定电压，只有这样电路才能收敛到特定的平衡点同时注意在比较器的输入输出端增加的输入和输出电阻以使得电路能够收敛。此电路的结果是把输出电压钳制在参考电压上这里取参考电压为，图中三条曲线分别为放大器负输入端电阻为下的仿真结果从中可以看到为和时都能实现输出电压的快速锁定，而为时则不能实现输出电压的锁定。所以选择可以满足设计的要求。由于采用了控制方法输出电压可以精确的设定在预设的电平上从而实现了升压控制。波形生成模块正弦半波波形分成等份，就可把正弦半波看成由个彼此相连的脉冲所组成的波形。这些脉冲宽度相等，都等于Л，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。如果把上述脉冲序列用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦等分的中点重合，且使矩形脉冲和相应正弦部分面积冲量相等，就得到图所示的脉冲序列。这就是波形。可以看出，各脉冲的宽度是按正弦规律变化的。根据冲量相等效果相同的原理，波形和正弦半波是等效的。图控制的基本原理示意图对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得波形。像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的波形，也称为波形。在波形中，各脉冲的幅值是相等的,要改变等效输出正弦波的幅值时，只要按同比例系数改变各脉冲的宽度即可。以上介绍的是控制的基本原理，按照上述原理，在给出了正弦波频率幅值和半个周期内的脉冲数后，波形各脉冲的宽度和间隔就可以准确计算出来。按照计算结果控制电路中各开关器件的通断，就可以得到所需要的波形。但是，这种计算是很繁琐的，正弦波的频率幅值变化时，结果都要变化。较为实用的方法是采用调制的方法，即把所希望的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过对载波的调制得到所期望的波形。通常采用等腰三角形作为载波，因为等腰三角形上下宽度与高度成线性关系且左右对称，当它与任何个平缓变化的调制信号波形相交时，如在交点时刻控制电路中开关器件的通断，就可以得到宽度正比于信号波幅值的脉冲，这正好符合控制的要求。当调制信号波为正弦波时，所得到的就是波形。般根据三角波载波在半个周期内方向的变化，又可以分为两种情况。三角波载波在半个周期内的方向只在个方向变化，所得到的波形也只在个方向变化的控制方式称为单极性控制方式，如图所示。如果三角波载波在半个周期内的方向是在正负两个方向变化的，所得到的波形也是在两个方向变化的，这时称为双极性控制方式，如图所示图单极性控制方式原理图双极性控制方式原理波形仿真如图所示，从上至下分别用表示，其中图和图分别是用于调制的正弦波波形和周期性三角波的波形，其中周期性三角波是用的模块生成的。图是通过信号，所以数字信号处理系统般输入为模拟信号，模拟信号经过抽样处理得到离散信号，再经量化得到数字信号，输入到数字处理单元经数学处理后输入数字信号变换成输出数字信号，输出数字信号再经过变换和平滑滤波得到模拟信号的输出。数字控制电源系统般由两部分组成,部分为数字处理器,另部分为被控对象。数字处理器为离散部分,被控对象为连续部分,或者分别称为数字部分和模拟部分。若要实现数字处理器对被控对象的控制,首先必须通过处理器内部或外部扩展的功能模块以定的采样频率对系统的模拟输出量进行采样,将该连续信号转化为离散的数字信号,再经过量化后转变为数字量,用于处理器内部的运算。而模拟控制系统的采样是实时的连续的。在数据处理上数字处理器对数据的处理是离散化的,数字处理器仅对各离散的采样值进行处理,而连续系统是基于连续信号的。随着电源功能的逐步完善,数字处理器除了完成控制功能以外,还要能够实现保护显示以及远程监控等各种功能。随着功能的增多,所需要的处理时间就会相应地增长,因此处理器的核心算法的处理频率受到定的限制,般核心算法的处理频率会小于电源的开关频率,这使得数字控制难以做到实时控制。此外,为了实现对连续被控对象的控制,处理器内部计算结果的离散化输出必须转化为连续信号。对于数字控制开关电源系统,数字处理器的输出环节般为内部或外部扩展的功能模块,它具有零阶保持的功能,即在下次输出更新之前始终保持本次输出值。在第二章中描述了控制算法，其控制器表达式如下所示使用域采样模型可以建立如下的等效模型，使用限幅器限制信号强度不能超过定数值以避免产生过度的反馈信号，使用域延时模块以实现累加的功能。图表示了控制器的域模型的结构图。图控制器的域模型由于数字控制系统由数字处理器和控制对象组成，而它们分别属于数字部分和模拟部分，因此要对这两部分分别建立仿真模型，然后再结合在起进行仿真。模拟部分的建模较为简单，只需用仿真软件中提供的模拟器件搭建好电路即可。数学控制部分相对复杂些，需要考虑数模接口和数据处理两部分。其中数模接口分为采样和转换，它们实现了功率部分和控制部分之间的接口。在对控制系统进行分析时可把采样看成个理想开关与个比例项的串联，它实现了连续域到离散域的转捣，在仿真中可由模数转捣接口来实现。转换具有零阶保持功能，完成离散域到连续域的转换。对于数学控制开关电源系统，数模转换常常由数学处理器功能模块代替。因此可以根据数学处理器内部信号产生机理，将计算得到的控制量与个固定开关频率的三角载波相交截,从而得到驱动信号。图表示了完整的带有控制部分的升压电路的原理图。其中采样环节由个模数转接口实现。电压基准为个域给定信号，以上两者的差值做为误差项。然后分别由域增益加法器比较器和延时等元件按图连接方法构成整个计算环节。最后计算的输出分别成个频率为的三角波相交截，产生输出，经过数模转换接口后变成电压值，再通过压控电压源实现两路信号的放大和电气隔离。仿真电路中除了增益之外的大多数域元件都需要个域采样脉冲信号比较性计算轴心受压构件的稳定性验算公式式中构件的毛截面面积，计算轴向压力，根据结构件的最大长细比或最大的换算长细比选取的轴心受压构件稳定系数当钢材的屈服点高于时，可近似用构件的假想长细比，按钢选取。的计算公式是五结构件长细比的计算结构件的长细比公式式中结构件的计算长度结构毛截面对轴的回转半径结构件的许用长细比喷标伺服系统伺服电机根据动力速度环境要求定位精度经济性等要求选择交流伺服电机惯量匹配由于伺服电机的运行性能依赖于负载和电机惯量的匹配，为了满足系统灵敏性和稳定性的要求，负载惯量应限制在电机惯量的倍之内。等效转动惯量算法如下式中各种转动的转动惯量各转动件角速度各移动件的速度伺服电机的角速度电机的转动惯量因此负载转动惯量比本系统中伺服电机通过齿轮模数为，齿数为，齿条带动喷标小车作直线移动，移动质量为，代入式计算出折换到电机轴上的转动惯量为从而算出伺服电机的转动惯量为电机选择在本系统中喷印速度需达到时电机转速达到。根据工作实际要求，我们选择三菱中惯量的的伺服电机，其转动惯量为。伺服放大器选用系列。速度频率响应达到以上。非常适合用于高速定位的场合采用高分辨率编码器提高反馈精度及低速稳定性。伺服电机在接线方面跟以往电机具有互换性，采用以对编码器方式为标准。伺服电机的控制伺服电机的运行性能不仅依赖于所带的负载，而且跟控制方式，控制脉冲密切相关。伺服放大器提供了位置控制模式，速度模式，转矩模式，位置速度，位置转矩，速度转矩等运行模式。喷标机的主要任务是定位喷标位置，达到规定的精度要求。因此我们设定位置控制模式来控制伺服电机。位置控制原理位置控制模式就是控制电机在横梁上实现横向定位。系列带有绝对位置旋转编码器，可作为系统的位置反馈信号，以控制器发出的脉冲数作为基准值，而旋转编码器反馈回来的是实际值，这两者之间存在的差值即为位置误差。用位置误差和位置环补偿的乘积作为速度命令输出。这种控制能够保证定位误差接近于。位置控制般由位置环，速度环和电流环三个环组成。电流环控制电流环通过输入电流控制电枢电流，电机产生的转矩为式中为转矩常量。由可知，通过对电枢电流的控制，就可以间接控制转矩，从而控制电机速度。速度环控制速度环的控制框图如图所示图速度环控制图框其中速度环的等效时间常数。为了消除系统的静态误差，采用了调节控制规律。控制器的传递函数为实际中为了计算简化和提高精度，控制算法采用了增量式算法。算法如下式中速度积分补偿，为采样周期，和根据系统调速精度确定后调试得到。速度环增益，它决定速度环的响应速度。调大可以提高响应速度，然而设定值过大容易导致机械系统振动，产生噪音。根据调速要求和不产生机械振动，噪声，经调试确定采样周期为。积分时间常数，其设定值太大会降低响应速度，在负载转动惯量比较大或机械系统中有振动因素的场合，如果这个值设定能过的过小，机械系统也进行控制，本例中采样频率设为。另外，三角波发生器由个域脉冲源来实现它的控制信号频率应为芯片工作频率输出三角波频率为图带有控制部分的升压电路的原理图图带有控制部分的升压电路的仿真结果图表示了带有控制部分的升压电路的仿真结果。仿真此带有反馈的电路需要注意所有恒压电源应采用线性电压源，在定延时后达到预定电压，只有这样电路才能收敛到特定的平衡点同时注意在比较器的输入输出端增加的输入和输出电阻以使得电路能够收敛。此电路的结果是把输出电压钳制在参考电压上这里取参考电压为，图中三条曲线分别为放大器负输入端电阻为下的仿真结果从中可以看到为和时都能实现输出电压的快速锁定，而为时则不能实现输出电压的锁定。所以选择可以满足设计的要求。由于采用了控制方法输出电压可以精确的设定在预设的电平上从而实现了升压控制。波形生成模块正弦半波波形分成等份，就可把正弦半波看成由个彼此相连的脉冲所组成的波形。这些脉冲宽度相等，都等于Л，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。如果把上述脉冲序列用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦等分的中点重合，且使矩形脉冲和相应正弦部分面积冲量相等，就得到图所示的脉冲序列。这就是波形。可以看出，各脉冲的宽度是按正弦规律变化的。根据冲量相等效果相同的原理，波形和正弦半波是等效的。图控制的基本原理示意图对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得波形。像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的波形，也称为波形。在波形中，各脉冲的幅值是相等的,要改变等效输出正弦波的幅值时，只要按同比例系数改变各脉冲的宽度即可。以上介绍的是控制的基本原理，按照上述原理，在给出了正弦波频率幅值和半个周期内的脉冲数后，波形各脉冲的宽度和间隔就可以准确计算出来。按照计算结果控制电路中各开关器件的通断，就可以得到所需要的波形。但是，这种计算是很繁琐的，正弦波的频率幅值变化时，结果都要变化。较为实用的方法是采用调制的方法，即把所希望的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过对载波的调制得到所期望的波形。通常采用等腰三角形作为载波，因为等腰三角形上下宽度与高度成线性关系且左右对称，当它与任何个平缓变化的调制信号波形相交时，如在交点时刻控制电路中开关器件的通断，就可以得到宽度正比于信号波幅值的脉冲，这正好符合控制的要求。当调制信号波为正弦波时，所得到的就是波形。般根据三角波载波在半个周期内方向的变化，又可以分为两种情况。三角波载波在半个周期内的方向只在个方向变化，所得到的波形也只在个方向变化的控制方式称为单极性控制方式，如图所示。如果三角波载波在半个周期内的方向是在正负两个方向变化的，所得到的波形也是在两个方向变化的，这时称为双极性控制方式，如图所示图单极性控制方式原理图双极性控制方式原理波形仿真如图所示，从上至下分别用表示，其中图和图分别是用于调制的正弦波波形和周期性三角波的波形，其中周期性三角波是用的模块生成的。图是通过