單片機控制的負阻自激振動系統(tǒng)

單片機控制的共振式輸送機

共振式輸送機是采用慣性式激振器控制的機械振動系統(tǒng)，分為非振動式和振動式，前者：結構簡單，制造方便，工作狀態(tài)穩(wěn)定，但功率消耗大。而后能耗少，但工作狀態(tài)難調(diào)整，微小的頻率漂移將引起很大的幅值波動。于是，在工程中常采用非共振式的。針對共振運行不穩(wěn)定的問題，我們采用振動速度倒相信號的閉環(huán)反饋，即利用單片機進行采集和處理反饋信號，實現(xiàn)頻率的自動跟蹤[1]，使系統(tǒng)處于平衡的共振狀態(tài)。利用其共振的高效節(jié)能性，用小功率電機完成大功率電機所能完成的任務，對于大中型共振式機械節(jié)能優(yōu)越性更為明顯。該系統(tǒng)的結構框圖如下：

共振式慣性輸送機屬于單自由度振動系統(tǒng)，由慣性激振器和機械振動系統(tǒng)組成，其力學簡圖如下：

該振動系統(tǒng)的強迫振動方程為：

系統(tǒng)的工作過程及主要程序

（一）工作過程

1、搜索同步頻率：由上節(jié)計算可知共振時變頻器的頻率大約在40Hz，因此讓變頻器的頻率從35Hz～45Hz 以0.2Hz步進，記錄振動體的振幅的幅值.由于機械裝置的慣性，所以每增加到一個新的頻率時應延時３個周期．

2、共振運行的控制： 在搜索到同頻率以后，接著進行判斷振動體運動到Ｔ／４的程序，即由ADC0802輸入的電壓由此及彼到最大的過程，在這過程中，單片機記時，則得到振動體的周期Ｔ。

同理測偏心塊的角速度，由于８個接收二極管每隔450安裝在偏心塊的運動軌跡外側，相鄰二個接收二極管依次導通時間間隔是Ｔ／８，則單片機可記錄此時間同上可得到Ω我們再來推倒Ω和控制電壓u的關系：

3、輸出電壓的控制：

對偏心塊的位置在一個周期Ｔ1進行四次檢測，通過編碼器分別在T1/4，T1/2，3T1/4和T四個時刻檢測，其值與理論值ｚ比較，若兩者一致，則不作調(diào)整，不一致則按PID公式調(diào)整[2]。輸入數(shù)字調(diào)節(jié)器的信號是經(jīng)過“離散量化”后的信號，數(shù)字調(diào)節(jié)器的輸出的信號必須給予“恢復”中的零階保持器，擔負著將離散信號恢復為連續(xù)信號的任務，才能對被控對象實施有效控制。下圖為數(shù)字控制原理框圖：