单闭环直流调速系统

}
void main(void) //主程序
{
ADInit();
LTC1446(0,0);
mx=0;
pv=0;
pvx=0;
timer_int();
TR0=1;
TR1=1;
Ts=25;//采样周期25ms
////////////////////////////
//设置参数//
////////////////////////////
附：
实验程序：
#include <reg52.h>
#include <math.h>
#include <Ad7323x.h>
#include <LTC1446_DA.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
2．功放电路
直流电机PWM输出的信号一般比较小，不能直接去驱动直流电机，它必须经过功放后再接到直流电机的两端。该实验装置中采用直流15V的直流电压功放电路驱动。
3．反馈接口
在直流电机控制系统中，在直流电机的轴上贴有一块小磁钢，电机转动带动磁钢转动。磁钢的下面中有一个霍尔元件，当磁钢转到时霍尔元件感应输出。
else
{mx=K*0.001*Ts*ei/Ti;}
q2=1000*K*Td*(pvx-pv)/Ts;
q1=q1+mx;
if(q1>3.5)
{q1=3.5;}if(来自1<-3.5){q1=-3.5;}
pvx=pv;
op=q0+q1+q2;
if(op>4.8)
op=4.8;
if(op<1)
op=1;
LTC1446(op*1000,pv*100); //控制量输出
比例控制规律是基本控制规律中最基本的、应用最普遍的一种，其最大优点就是控制及时、迅速。只要有偏差产生，控制器立即产生控制作用。但是，不能最终消除余差的缺点限制了它的单独使用。克服余差的办法是在比例控制的基础上加上积分控制作用。
积分控制器的输出与输入偏差对时间的积分成正比。这里的“积分”指的是“积累”的意思。积分控制器的输出不仅与输入偏差的大小有关，而且还与偏差存在的时间有关。只要偏差存在，输出就会不断累积(输出值越来越大或越来越小)，一直到偏差为零，累积才会停止。所以，积分控制可以消除余差。积分控制规律又称无差控制规律。
{
EA=0;
pv=(TL0+TH0*255)*40/3;//读频率值
EA=1;
TL0=0;
TH0=0;
TH1=(65536-25000)/256;
TL1=(65536-25000)%256;
ei=(sv-pv)/20;
ei=ei+sv/300;
q0=K*ei;
if(Ti==0)
{mx=0;
q1=0;}
4．直流电机控制系统如图13-3所示，由霍耳传感器将电机的速度转换成电信号，经数据采集卡变换成数字量后送到计算机与给定值比较，所得的差值按照一定的规律（通常为PID）运算，然后经数据采集卡输出控制量，供执行器来控制电机的转速和方向。
图2 SG3525内部结构
图3直流电机控制系统
四、实验步骤
1．实验接线
用导线将直流电机单元0～5V的“+”输入端接到单片机控制单元的“AO1”的输出端，同时将“霍耳输出”端接到单片机接口的“T0”和示波器接口的“通道1”处；将驱动模块输出端与电机连接，注意正负要对应连接。用导线24V的“–”与“GND”连在一起。
2．程序运行
2.1打开电源开关，打开电源开关，启动计算机，运行所有实验软件；
2.2打开“实验13直流闭环调速系统”的工程文件，阅读并理解程序。然后编译、下载程序；
2.3用示波器观察“霍耳输出”的曲线，观察直流电机的运行情况，当直流电机的转速稳定在设定值后，计算出频率；
注：由于电机加了3个小磁钢，所以计算出的频率值的三分之一为电机一秒的转数。
2.4重新配置P、I、D的参数或改变算法的运行步长，并再次运行算法程序，观察直流电机的运行情况；
4．USB数据线；
三、实验原理
直流电机在应用中有多种控制方式，在直流电机的调速控制系统中，主要采用电枢电压控制电机的转速与方向。
功率放大器是电机调速系统中的重要部件，它的性能及价格对系统都有重要的影响。过去的功率放大器是采用磁放大器、交磁放大机或可控硅（晶闸管）。现在基本上采用晶体管功率放大器。PWM功率放大器与线性功率放大器相比，有功耗低、效率高，有利于克服直流电机的静摩擦等优点。
积分时间的大小表征了积分控制作用的强弱。积分时间越小，控制作用越强；反之，控制作用越弱。
积分控制虽然能消除余差，但它存在着控制不及时的缺点。因为积分输出的累积是渐进的，其产生的控制作用总是落后于偏差的变化，不能及时有效地克服干扰的影响，难以使控制系统稳定下来。所以，实用中一般不单独使用积分控制，而是和比例控制作用结合起来，构成比例积分控制。这样取二者之长，互相弥补，既有比例控制作用的迅速及时，又有积分控制作用消除余差的能力。因此，比例积分控制可以实现较为理想的过程控制。
double pv,sv,ei,K,Ti,Td,q0,q1,q2,mx,pvx,op,fre;
uint Ts;
void timer_int (void)
{
TMOD=0x15;
TH1=(65536-25000)/256;
TL1=(65536-25000)%256;
EA=1;
ET0=1;
ET1=1;
}
void t1(void) interrupt 3
改变速度设定值，观察电机运行情况。
获取电机运行的速度变化曲线。
2.5实验结束后，退出实验软件，关闭实验箱电源。
五、实验报告要求
1．画出直流电机控制系统的方框图。
2．分析P、I、D控制参数对直流电机运行的影响。
比例放大倍数Kc越大，表明比例控制作用越强；积分时间Ti越小，积分输出的速度越快，表明积分控制作用越强；微分时间Td越大，微分输出保持就越长，表明微分控制作用越强。
PWM调制与晶体管功率放大器的工作原理：
1．PWM的工作原理
图1 PWM的控制电路
上图所示为SG3525为核心的控制电路，SG3525是美国Silicon General公司生产的专用PWM控制集成芯片，其内部电路结构及各引脚如图13-2所示，它采用恒频脉宽调制控制方案，其内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。调节Ur的大小，在A、B两端可输出两个幅度相等、频率相等、相位相互错开180度、占空比可调的矩形波（即PWM信号）。它适用于各开关电源、斩波器的控制。
单闭环直流调速系统
一、实验目的
1．掌握用PID控制规律的直流调速系统的调试方法；
2．了解PWM调制、直流电机驱动电路的工作原理。
二、实验设备
1．THKKL-6型控制理论及计算机控制技术实验箱；
2．PC机1台(含软件“THKKL-6”、“Keil uVision3”及“Easy 51Pro”)；
3．51单片机下载线
sv=30; //给定值(在10~40取值)
K=5; //比例系数P
Ti=3; //积分时间常数
Td=0; //微分时间常数
while(1);
}