基于51單片機(jī)的邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

式中，y(t)為PI調(diào)節(jié)器的輸出量；e(t)為PI調(diào)節(jié)器的輸入量；Kp為比例系數(shù)；T1為積分時間常數(shù)。
對式(1)離散化后，可得第(k-1)和k次采樣時刻間的調(diào)節(jié)器輸出增量為△y(k)為：

式中，△e=ek-ek-1;yk為PI調(diào)節(jié)器第k次輸出量；yk-1為PI調(diào)節(jié)器第(k-1)次輸出量；ek為第七次采樣時，給定量與反饋量之間的偏差；ek-1為第k-1次采樣時，給定量與反饋量之間的偏差；KI為積分系數(shù)，
由式(5)求得差分方程為：

式中，KI=Kp-K2，K2=TKI；yn為第n次的采樣輸出；△Un為第n次的采樣時輸入偏差。為了提高精度，PI運(yùn)算采用雙字節(jié)。
3．3 無環(huán)流邏輯控制
無環(huán)流邏輯控制是根據(jù)速度調(diào)節(jié)器輸出值的正負(fù)選擇VR和VF晶閘管，并由轉(zhuǎn)矩極性檢測做出相應(yīng)邏輯判斷，釋放一組晶閘管，閉鎖另一組晶閘管，并記憶VF和VR晶閘管的工作狀態(tài)(0或1)，存儲在單片機(jī)存儲單元L1、L2。當(dāng)釋放晶閘管時，L1、 L2存儲1；而封鎖晶閘管時，L1、L2中存儲0。將這些狀態(tài)信號送至單片機(jī)的P1.5和P1.6引腳控制觸發(fā)脈沖的釋放與閉鎖。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
用于控制電流和速度的軟件設(shè)計(jì)決定著調(diào)速裝置性能的好壞，要求單片機(jī)控制的邏輯無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)在幾個毫秒完成兩個閉環(huán)系統(tǒng)的信號采樣、數(shù)字濾波、PI運(yùn)算和實(shí)時控制。其主程序流程如圖3所示。

主程序中，等待中斷是一條踏步命令，由于電流內(nèi)環(huán)響應(yīng)速度快于速度外環(huán)的響應(yīng)速度，為此，在定時中斷服務(wù)程序T0中，嵌套有外部中斷1的中斷請求。外部中斷1的中斷服務(wù)程序，先進(jìn)行電流采樣，再根據(jù)電流的情況進(jìn)行帶限幅的PI運(yùn)算和數(shù)字觸發(fā)。系統(tǒng)通過定時器T0中斷服務(wù)程序，實(shí)現(xiàn)速度的采樣、濾波及無環(huán)流邏輯切換。