基于單片機的交流伺服電機轉速控制系統(tǒng)研究

3．2 定時中斷服務子程序
電機每轉動1圈，單片機就中斷1次。通過檢測兩次中斷的時間間隔，即通過定時器的計數(shù)，就可以算出電機轉速。為了實現(xiàn)轉速檢測需將轉速中斷配置為最高中斷優(yōu)先級INTO。中斷計數(shù)的程序框圖如圖6所示。
3．3 轉速的PID控制算法
作為模糊控制和PID控制相結合的產物，模糊自適應PID控制除具有調速范圍寬，調節(jié)速度快和不要求掌握受控對象的精確數(shù)學模型等優(yōu)點外，還具備結構簡單、容易實現(xiàn)的特點。根據(jù)直線電機位置運動規(guī)律，模糊自適應PID控制的基本思想是：當誤差大時，需加大誤差控制作用的權重，以快速消除誤差，提高系統(tǒng)響應速度；當誤差小時，需加大誤差變化量控制作用的權重，以避免超調使系統(tǒng)盡快進入穩(wěn)態(tài)。根據(jù)上述規(guī)律，可設計模糊自適應PID控制系統(tǒng)的模糊推理規(guī)則表。表1給出KP的模糊調整規(guī)則實例。其中，e(k)和△e(k)分別為位置誤差及其變化量。模糊推理規(guī)則形式為：

模糊自適應PID控制的原理如圖7所示。

模糊PID的參數(shù)調整值為：

式中：j為規(guī)則條件語句的條數(shù)，j=1，2，…，n；ukxy(Cx)為各規(guī)則語句中Kx的隸屬度；Cx為參數(shù)x所取得的模糊子集模糊論域的中心值。

在實現(xiàn)了電機轉速的實時檢測之后，就可以采用閉環(huán)控制來調節(jié)電機的轉速。轉速的控制框圖如圖8所示。其計算如式(2)所示：
式中：Nr為由按鍵設定的轉速；N為實際的轉速輸出值。PI控制器由STC89C52RC單片機通過編程實現(xiàn)實際轉速與設定轉速之間的控制偏差△N。

4 結 語
該系統(tǒng)研究以單片機作為控制器，對非標準交流伺服電機進行控制，有效利用單片機內部資源以及詳細了解相應電機運動控制系統(tǒng)的運行特性，在生產調速電機的配套裝置實際應用中，降低了系統(tǒng)的成本，提高了系統(tǒng)的性能。