数字化直流电机双闭环调速系统主讲教师 徐少川主要内容n第一章 双闭环直流调速系统设计n第二章 调速系统的硬件组成 n第三章 控制系统的软件设计第一章 双闭环直流调速系统设计转数、电流双闭环直流调速系统的组成及工作原理转速、电流双闭环直流调速系统的组成图1 双闭环调速系统原理图第一章 双闭环直流调速系统设计第一章 双闭环直流调速系统设计为了更清楚地了解转速、电流双闭环直流调速系统的特性，必须对双 闭环调速系统的稳态结构图进行分析。图2 双闭环调速系统稳态结构图第一章 双闭环直流调速系统设计第一章 双闭环直流调速系统设计第一章 双闭环直流调速系统设计第一章 双闭环直流调速系统设计图4 双闭环调速系统的启动特性第一章 双闭环直流调速系统设计第二章 调速系统的硬件组成n第一节 计算机控制单元 n第二节 检测单元和接口电路n第三节 主电路单元和触发电路n第四节 移相角 的定时 第二章 调速系统的硬件组成根据双闭环调速系统原理框图，可将系统分解为四个部分，如下图所示： 一、计算机控制单元；二、检测单元和接口电路；三、主电路单元和触发 电路。图5 双闭环调速系统原理分解框图第二章 调速系统的硬件组成n其中计算机单元包含如下主要芯片：8088、8259、8253、8255、 8279、6264和2764；检测单元和接口电路包括ADC0809、电流采样 电路、测速单元电路和同步电源信号检测电路；主电路由晶闸管组成 三相全控桥整流电路，SCR门级驱动控制电路；电机及负载单元由直 流电机、平波电抗器和负载组成。n下面就每一单元具体功能实现介绍。第一节 计算机控制单元n计算机的核心控制芯片是8088，中断接口芯片8259（分配地址 08H，09H），键盘显示器接口8279（分配地址28H，29H）， 并行接口8255（分配地址20H23H），计数器8253（分配地 址10H13H），控制器的PID算法实现子程序、各个芯片的初 始化程序以及主程序写入存储器芯片ROM2764（分配地址 00000H01FFFH），另外还有RAM6264（分配地址0E000H， 0FFFFH）。n主要控制芯片的功能参照计算机控制课程设计指导书。n计算机单元硬件原理图如图6所示，8088主要执行程序、计算 功能，8259用于处理中断事件；8255用于读入电源状态和输出 控制信号（晶闸管的门极控制信号）；8253的计数器0和1用于 记录电机的转速，计数器2用于晶闸管的触发移相功能； AD0809用于对电机电枢电流的采样数模转化；2764用于存储 初始化程序、主程序和数据存储器；6264用于做随机数据存储 器；8284用于提供内部标准时钟，其它设备的时钟都是基于该 标准时钟。第一节 计算机控制单元图6计算机控制单元硬件原理图第一节 计算机控制单元n系统主时钟n在8088CPU组织的计算机系统中，专门设计了一个时钟发生器 8284。它除了产生振荡，提供主时钟外，还向CPU提供准备就 绪信号和系统复位信号。n在本设计中接低电平，由和外接晶振以形成8088的时钟脉冲。 晶振的频率为14.31818MHz，n8284将晶振频率三分频，在CLK引脚上输出4.77MHz的8088系 统时钟CLK88。CLK88的占空比为1/2，即高电平占1/3，低电 平占2/3，时钟周期是210ns。nCLK88经两分频产生PCLK（占空比为1/2），供8279使用。nPCLK再两分频1.19MHz，供8253使用。第一节 计算机控制单元n并行接口8255作用第一节 计算机控制单元n可编程定时/计数器8253第一节 计算机控制单元n8259中断控制器第二节 检测单元和接口电路n检测单元和接口电路主要包括三个部分，（1）电源检测电路；（2）电流 检测电路；（3）转速检测电路，如图7所示。图7 检测单元原理图第二节 检测单元和接口电路第二节 检测单元和接口电路图8 同步电路原理图 第二节 检测单元和接口电路第二节 检测单元和接口电路图9 采样电路 第二节 检测单元和接口电路第二节 检测单元和接口电路图10 M/T测速法原理示意图第二节 检测单元和接口电路第二节 检测单元和接口电路第二节 检测单元和接口电路第二节 检测单元和接口电路(a) 4倍频电路图 (b) 4倍频电路波形图图11 4倍频电路及其波形图第三节 主电路单元和触发电路主电路单元包括电源一次、二次测和三相全控桥直流整流电路，如图12 所示。图12 主电路原理图 第三节 主电路单元和触发电路第三节 主电路单元和触发电路图13 脉冲功放电路图第四节 移相角的定时第四节 移相角的定时第四节 移相角的定时第四节 移相角的定时第三章 控制系统的软件设计n参看指导书