机电一体化专业毕业论文模糊控制电机软启动系统设计

摘 要本系统是以AT89C52单片机为核心的电机软启动模糊控制，由软件生成SPWM波，并基于一种参数自调整模糊控制方法进行变频变压软启动,给出了参数自调整方案，根据模糊原理设计出模糊控制表及模糊控制参数调整表，并由软件控制实现单相和三相的转换。关键词：电机软启动 AT89C52单片机 SPWM 模糊控制 参数调整一、 引言：异步电机由于其结构简单、运行可靠、价格低廉、维护方便、寿命较长等特点被广泛应用于工业、农业生产，但其启动性能较差，启动瞬时电流冲击较大，一般会达到额定电流的47倍，有时甚至会达到额定电流的10倍以上，给电机本身、电源及拖动设备造成很大的冲击和伤害，也会影响到同一电网中的其他设备的正常运行。本文采用单片机技术、模糊控制技术及变频技术进行软启动控制。这样既解决了电动机由于电压降低而使转矩减少的矛盾，同时也克服了电网电压波动过大而造成对其他用电设备的影响。并且本系统通过继电器和软件控制，可实现单相及三相电动机的软启动控制。二、 系统硬件及工作原理：异步电动机在软启动时，必须要考虑的一个重要因素是：尽量保持电机主磁通为额定值不变。如果磁通弱，电机铁心不能充分利用，电磁转矩变小，负载能力下降，磁通过强，电机处于过励磁状态，电机会因励磁电流过大而严重发热。由电机原理可知，异步电机定子每相电动势的有效值为：E1 = 4.44f1N1mE1 定子每相感应电动势 f1 定子频率N1 定子每相绕组有效匝数m每极磁通由式中可以看到m的值由E1/f1决定，但由于E1难以直接控制所以在电动势较高的时候，可以忽略定子漏阻抗压降而以定子相电压U1俩代替，保证U1/f1的比值不变即可。在电动势和频率都较低时，定子电阻压降要比漏抗压降大的多，为了能正常启动，本系统采用软件的方法进行低频补偿，保证补偿后的U1/F1仍为常数。即在降低电压的同时降低频率，以保证电机启动时有较大的力矩。本系统即采用SPWM控制进行变频变压软启动控制，保持U1/f1不变。（一）、系统硬件：本系统的主电路及控制电路如附图（1）所示。结构简图如下：整流电路A/D转换模糊控制处理SPWM波生成及AT89C52驱动电路电机电流反馈负载逆变电路键盘及显示各相定时故障电路单三相转换主电路控制电路1、主电路：本系统主电路中AC/DC转换采用三相桥式二极管整流电路，二极管采用400V系列可耐压1600V，开关器件采用开关频率较高的绝缘栅双极晶体管IGBT，IGBT为电压型驱动功率模块，但要驱动IGBT需要由足够的电压幅值与电荷量，还必须考虑到控制信号与主回路强电之间的电位隔离。基于以上考虑，本系统采用富士电机的EXB841集成驱动电路。该集成电路抗干扰能力强，集成化程度高，速度快。模块内部集成有光耦、过流检测保护电路、低速关断电路及饱和保护电路等，保护功能完善。可实现对IGBT的最优驱动。驱动电源为一组+20V电源，需由外部接入。2、控制电路：控制电路采用AT89C52 8位单片机作为核心部件，外部扩展1片8253可编程定时器/计数器，1片8155可编程I/O接口，用于扩展LED及键盘，以实现人机对话，1片ADC0809用于对电机转速的采集。89C52的P1口中的P1.0-P1.5口用于输出SPWM波，与EXB841的控制信号输入端相连,以驱动IGBT，P1.7口外接蜂鸣器用以对故障及停机的指示。如附图（1），电路逻辑关系保证，当P1口输出为高电平时，对应的集成光耦截止；当P1口输出为低电平时，对应的集成光耦导通。以免在89C52给电复位时，P1口的输出全为高电平，造成直通短路。关于微机控制部分简要说明以下几点：（1）、采样周期由89C52的内部定时器T0定时；（2）、89C52扩展了一片8253可编程定时器/计数器，其中计数器0、计数器1、计数器2分别定时U、V、W三相的脉宽。由89C52的P2.3口与8253的GATE0、GATE1、GATE2直接相连，用一启动三个定时器定时。任一定时器定时时间到，由定时器的输出端OUT0或OUT1或OUT2经或非门使89C52的INT1有效，发出中断请求信号。在中断服务程序中，查询P2.4、P2.5和P2.6以判断是哪个定时器时间到，以便进行相应的处理；（3）、单相电动机软启动时，8253就不再工作而改采用89C52内部定时器T1定时脉宽。（二）、工作原理： 本系统利用软件生成SPWM波，通过电流反馈对逆变器的输出频率进行模糊控制，电流与输出电压有关系，输出电压由调幅比M（调幅比指正弦调制波与三角载波的幅值之比，这里用M表示，调幅比越大输出电压越高）而在一定的载波比N（载波比指正弦调制波与三角载波的周期之比）下，M与频率f有唯一确定的关系，故可通过f来调整M既而控制I。系统开机后由键盘输入电源及电动机相数及额定电压，由软件判断进行单相或三相电动机软启动控制，当进行三相电动机软启动控制时，电源及电动机即如附图（1）所示，将三相电源接入R、S、T端，电动机接入U、V、W端；当进行单相电动机软启动控制时，将单相电源接入R、S端，电动机接入U、V端。需要注意的是一般电容式单相电动机由于低频下不能形成圆磁场，不能顺利的启动， 罩极式单相电动机情况较好。故在进行单相电动机软启动控制时，所设初始频率较高为10Hz。1、由软件生成SPWM信号（1）、生成原理及控制算法采样型SPWM法有自然采样法、对称规则采样法和不对称规则采样法之分。不对称规则采样既在三角波的顶点位置A又在底点位置B对正弦波进行采样如下图： B A toff ton ton toff Ts由采样值形成阶梯波，则此阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽，在一个三角波的周期内的位置是不对称的。利用三角形的相似关系，可以得出下式：toff =Ts( 1Msint1)/2ton =Ts( 1+ Msint1)/2ton =Ts( 1+ Msint2)/2toff =Ts( 1Msint2)/2（1）式不对称规则采样法所形成的阶梯波比对称规则采样法时更接正弦波，并有很多的优点，如：不对称规则采样法在载波比N等于3或3的倍数时逆变器中不存在偶次谐波分量，其高次谐波的幅值也较小。所以本文采用不对称规则采样法。对于三相逆变器来讲，要求三相输出电压对称，因而要求有三个相位角互差120的正弦调制波与同一组三角波相交。由于相位差120相当于一周的1/3因此必须取载波比N为3的整数倍。这样，三相的采样就具有简单的对应关系。当载波比为N时，每一采样周期对应的角度为360/2N=180/N，V相落后于U相120，即落后于120/（180/N）=2N/3个采样周期；而W相超前U相120，即超前于2N/3个采样周期。所以，对于同一个采样点k,幅值为1的各相电压采样值为Uu=sin(k180)/NUv=sin (k2N/3)180/NUw=sin (k+2N/3)180/N（2）式式中，k为采样点的序号 k=0，1，2，3，（2N-1） （3）式根据式以上式子，可以将U、V、W三相的toff、ton和toff、ton表达式写成如下形式：当k为偶数时，既顶点采样时，对于U相有tuoff =Ts 1Msin(k180)/N/2tuon =Ts 1+Msin(k180)/N/2（4）式当k为奇数时，即底点采样时，对于U相有tuon =Ts 1+Msin(k180)/N/2tuoff =Ts 1Msin(k180)/N/2（5）式当k为偶数时，既顶点采样时，对于V相有tvoff =Ts 1M sin (k2N/3)180/N/2tvon =Ts 1+M sin (k2N/3)180/N/2（6）式当k为奇数时，即底点采样时，对于V相有tvon =Ts 1+M sin (k2N/3)180/N/2tvoff =Ts 1M sin (k2N/3)180/N/2（7）式当k为偶数时，既顶点采样时，对于W相有toff =Ts 1M sin (k+2N/3)180/N/2ton =Ts 1+M sin (k+2N/3)180/N/2（8）式当k为奇数时，即底点采样时，对于W相有ton =Ts 1+M sin (k+2N/3)180/N/2toff =Ts 1M sin (k+2N/3)180/N/2（9）式由以上各式即可分别求出U、V、W三相的脉冲宽度。各式中，采样周期Ts为三角波载波周期的1/2，故Ts与正弦波频率f和载波比N由如下关系：Ts=1/2Nf载波比N随频率f分段变化。因此，采样周期Ts与频率f有确定的关系。式中的M =Uc/Ur， Uc为正弦波峰值Ur为三角波峰值。在一定的N值下，M与f有确定的关系，而它们的关系与Uf曲线有关。变频器工作时，输出线电压有效值与输出频率的关系，即Uf曲线应满足负载的要求。调频的同时相应的改变调幅比M，以改变脉宽，从而改变输出电压U。异步电动机的负载特性较为相似，现设Uf曲线为一条通过原点的斜线如图 Uu 0 fn这是一种简单的线性关系，可以用数学表达式确定UF的关系，即而确定M的值。当Uf曲线是不通过坐标原点的直线是，仍然可以用数学表达式确定Uf的关系，但当Uf曲线为非线性曲线时，则问题要复杂很多。这时可以在不同的M下，对输出电压PWM波进行傅立叶级数分析，求出电压基波有效值U对调幅比M的函数关系。根据这个函数关系以及非线性Uf曲线，就可以建立M与f的函数关系，将M与f的关系制成表格存入E2PROM中，以备查用。至于正弦函数，可以预先根据不同的N值计算出幅值为1的正弦函数sin（k180/N）对应于各k点的值。把计算结果构成表格，称为基准正弦函数表。这样在调频范围内有多少个N值就有多少张基准正弦函数表。当由微机实现控制时，可将个基准正弦函数表存入E2PROM中，以备查用。由于三相正弦函数具有如式所示的关系，因此，在查表时，用移动查表指针的方法由同一张基准正弦函数表可以确定出U、V、W三相的正弦值。具体的说，给定频率f，由f所处的范围决定出N的值，然后从与N值对应的一张表中查取某一k值时的sin（k180/N）值；将查表的地址指针向后移动2N/3个单元，查得的值即为sin(k2N/3)180/N值；同理，将查表的地址指针向前移动2N/3个单元，查得的值即为sin(k2N/3)180/N值。当k为偶数时，将以上所得的Ts、M以及三个正弦函数值代入式、进行运算，就可以得到各相的toff值；当k为奇数时，将所得的Ts、M以及三个正弦函数值代入式、进行运算，就可以得到各相的ton值。（2）、量化方法由微机实现SPWM控制时，必须对SPWM控制算法的某些量进行量化。a、采样周期Ts的量化 采样周期Ts由89C52内部定时器T0定时。89C52采用6MHz晶振，内部定时器T0的计数频率为振荡器的1/12，故定时器T0的计数速率为0.5MHz,即每210-6s（2s）发出一个计时脉冲。因此，若设在一个采样周期内定时器T0的计数脉冲数为R，则采样周期为Ts=210-6R因此，使用89C52 内部定时器T0定时采样周期Ts，可将Ts量化为计数脉冲R。而一个采样周期内应有的计数脉冲数R则是由载波比N及频率f决定的，即可得R与f、N的关系如下：R=106/4Nf实际上，如后所述，N与f的关系也是确定了的，因此R与f由唯一的对应关系。由于本系统需要的调频范围是160Hz，将f分为五个区段，各区段N与f的关系如下表：注：本系统只做出了软启动时需要频段的N值表，如需要其他频段只需要扩大N值表并存入E2PROM内即可。f（Hz）N18458123012202120351535609b、89C52内部定时器T0定时初值 由于89C52内部定时器T0为加法计数器，当设定为16位计数器即设定位方式1时，采样周期Ts的定时初值为（216R）。c、8253定时器/计数器的定时初值 8253计数器0用来定时U相的输出脉宽。当k位偶数时，8253计数器0定时时间应为：tuoff =Ts 1Msin(k180)/N/2当k为奇数时，8253计数器0定时时间应为：tuon =Ts 1+Msin(k180)/N/2由于8253计数器0的计数时钟输入线是与89C52的地址锁存允许线ALE直接连接的，而89C52采用6MHz晶振，故ALE的输出频率为1MHz，即每1s发一个计数脉冲送8253定时器0，由前可知，每2s发一个计数脉冲时，R个计数脉冲就定时一个采样周期，现在是每1us发一个计数脉冲，因此定时同样的采样周期则需要2R个计数脉冲，即Ts=110-62R。因此，这种情况下如将采样周期量化为计数脉冲，即为：Ts=2R将此式代入式可得：tuoff =RRMsin(k180)/N k为偶数时tuon =R+RMsin(k180)/N k为奇数时于是，余下得问题就是如何求M和正弦函数的值。d、调幅比M 当输出电压为U时调幅比为：M= 2U/Ur式中，三角波载波峰值Ur是不变的，本例中可取f=50Hz时，M=0.9的条件（注意为了保证电动机的电压不超过额定电压在频率为5060Hz时M的取值仍为0.9，有恒转矩运行改为恒功率运行）确定：输出电压为380V时： Ur=2380/0.9=597V U=380f/50将上两式代入M的表达式得： M= 2380f/（50597）输出电压为220V时： Ur=2220/0.9=346V U=220f/50将上两式代入M的表达式得： M= 2220f/（50346）按此式进行计算式时，当f变化时M得变化较小。为此可将M的值扩大256倍，待运算完RM sin（k180/N）以后，再缩小256倍（因单片机采用二进制运算为方便其间，扩大28倍）。e、单位正弦函数sin（k180/N） 单位正弦函数sin（k180/N）的值与载波比N的值及采样点k有关。对与某一个给定的频率值，可根据它所在的频率区段取定出相应的N值；对应于某一N值可计算出k=2N个正弦函数值，将这些正弦函数值作成正弦函数表。本系统中有五个频率区段，则就有五张正弦函数表，由于这些正弦函数值都很小，同样可将它们扩大256倍，作成正弦函数表存入E2PROM中，以备查用，待运算完RM sin（k180/N）以后，再将其缩小256倍。由于单相软启动时SPWM波的生成与三相时相同，故在此不再赘述。2、模糊控制模糊控制（FUZZY CONTROL）采用语言变量和模糊集合理论形成控制算法，适合非线性及无法得到精确数学模型的系统，具有较好的快速性，并能很好的适应受控对象的信号变化即鲁棒性较强。（1）、参数自调整模糊控制器设计基本模糊控制采用e（采样值和预定值之间的偏差）和ec（偏差的变化量）为输入，输出量则为控制量的变化量（在此以u表示），在经过变量的模糊化、基于不同模糊控制规则的模糊推理、模糊判决等步骤后可以得到一张二维的模糊控制查询表，其关键在于建立一个满意的二维控制表。基本模糊控制其一般只适用于某一类特定的过程，不具有可调参数，没有自适应和自组织能力，无法满足实际系统的要求。例如设转速偏差的变化范围为+1500r/min，-1500r/min时，模糊化可将此变量量化到基本论域+6，-6之间，而当转速偏差为+150r/min，-150r/min时，对应的模糊集论域为+0，-0，显然基本模糊控制器的精度是很差的。为了提高系统精度、减小超调量，采用调整比例因子、量化因子的方法，通过在线调整参数改善系统的响应速度，提高精度。由于控制系统在控制的各个极端呈现出不同的特点，故应对不同的阶段进行不同的控制策略。合理的改善基本模糊控制器中的量化因子K1、K2和比例因子Ku对控制器有很大的控制作用，因此在不同的阶段调整它们的大小可提高控制系统的性能。调整的原则是误差较大和误差变化较大时，采用“粗调”控制，误差较小和误差变化较小时，采用“细调”控制。这样就可以满足动静的双重要求了。系统原理图如下图： e EKu模 糊控制表对象K1d/dtK2 ec EC1/a模糊参数调整表 a a、 模糊控制表的设计把系统的偏差e和偏差变化ec作为基本模糊控制器的输入，将它们的论域定为-6，+6。偏差e分为14个档，即-6+6（含-0，+0），偏差变化ec划分13档，即-6+6，输出量u的变化范围为-7，+7，分为15档，即-77。为了将以上三个连续变量离散化，我们将e分成八个级别，每个级别对应一个语言变量。分别为PB（正大）、PM（正中）、PS（正小）、PZ（正零）、NZ（负零）、NS（负小）、NM（负中）、NB（负大）。同理我们将偏差变化ec和输出u分为七个级别，分别为PB（正大）、PM（正中）、PS（正小）、ZO（零）、NS（负小）、NM（负中）、NB（负大）。设偏差e、偏差变化ec和输出u的离散变量分别为E、EC和U，根据控制规则可以构成控制规则表1如下：EECNBNMNSNZPZPSPMPBPBXXNSNMNMNMNBNBPMXXNSNMNMNMNBNBPSPMPMZONSNSNMNBNBZOPBPBPMZOZONMNBNBNSPBPBPMPSPSZONMNMNMPBPBPMPMPMPSXXNBPBPBPMPMPMPSXX 根据表1的48条规则，运用模糊推理，先求出每条模糊规则的Ri，最后求取R=R1R2R48。有了R，取E和EC的非模糊观测结果作为输出量，由模糊算法计算出相应控制量的模糊子集U，最后按取隶属函数最大值的原则得到模糊控制表如表2：ECE-6-5-4-3-2-10123456-67676777442000-56666666442000-47676777442000-36666666320-1-1-1-24445444100-1-1-13-2-1-04445110-1-1-1-4-4-404445110-1-1-1-4-4-41222200-1-4-4-3-4-4-4212120-3-4-4-4-3-4-4-430000-3-3-6-6-6-6-6-6-64000-2-4-4-7-7-7-6-7-6-75000-2-4-6-6-6-6-6-6-6-66000-2-4-4-7-7-7-6-7-6-7将此表存入E2PROM中，以备查用。b、 模糊参数调整表设计设第k个采样时刻被控量的偏差为e（k），偏差变化为ec（k），量化后的模糊子集为E（k）和EC（k），则根据模糊合成运算法则输出U（k）可由下述公式决定，即U（k）=E（k）X EC（k）O R式中 X直积运算符O模糊关系合成运算符R模糊关系由于E（k）=K1e（k），EC（k）=K2ec（k），则U（k）可以表示为如下关系U（k）=fK1e（k），K2ec（k）U=KuU（k）上式说明输出量u与量化因子K1、K2和比例因子Ku相关。当E和EC较大时主要应考虑的是系统响应问题，因而可以采用“粗调”的方法，即用降低量化因子K1、K2的方法来降低丢E和EC输入量的分辨率，同时加大比例因子Ku，从而可以获得较大的控制量，使响应加快。当E和EC较小时说明系统已经接近稳定状态，此式应考虑的问题是系统精度，减少超调量，因而应采取“细调”的方法，即用增大量化因子K1和K2的方法提高对输入变化的分辨率，同时减少输出比例因子Ku，以减少超调量，提高稳态精度。在不影响控制效果的前提下，我们取K1、K2增加的倍数为K减小的倍数的1/2。根据自调整的原则和思想，以偏差E和偏差变化EC为输入量，调节倍数为输出变量。偏差及偏差变化范围和语言的选取同前面的控制表，输出调节倍数的论域为1/8，1/4，1/2，1，2，4，8，分别对应语言变量的CH（高缩）、CM（中缩）、CL（低缩）、OK（不变）、AL（低放）、AM（中放）、AH（高放），根据调整规则可以建立调整规则表3。 EECNBNMNSNZPZPSPMPBNBCHCMCLOKOKCLCMCHNMCMCLOKOKOKOKCLCMNSCLOKOKAMAMOKOKCLZOOKOKALAHAHALOKOKPSCLOKOKAMAMOKOKCLPMCMCLOKOKOKOKCLCMPBCHCMCLOKOKCLCMCH由表3按照前述方法可建立模糊调整表4。 EEC-6-5-4-3-2-1-00123456-61/81/81/41/21111111/21/41/81/8-51/81/41/4111111111/21/41/8-41/41/211111111111/21/4-31/21111111111111/2-211111122111111-11111124421111101111148841111111111124421111121111112211111131/21111111111111/241/41/211111111111/21/451/81/41/4111111111/21/41/861/81/81/41/21111111/21/41/81/8将此表存于E2PROM中，以备查用。自调整步骤：以原始的K1、K2对e、ec进行量化。查调整表得出调整倍数，使K1=K1；K2=K2；Ku=2Ku。用调整后的新K1、K2、Ku对e、ec重新量化。用重新量化的E、EC查控制表，得出控制量。用比例因子Ku乘以U获得新的控制量u。三、软件流程及程序清单（一）、软件流程微机控制系统由主程序、键盘显示子程序、软启动子程序及T0、T1、8253定时器、INT0中断服务程序组成。对于单相电动机的软启动控制与三相软启动控制基本相同，只是在对IGBT的驱动个数及顺序不太一样，其主要的SPWM波产生及模糊控制两大部分基本相同，则在此只对三相电动机软启动控制进行说明，单相同样适用。各部分程序流程如下：主程序关V1V6关8253 关T0初始化8155设置8253及T0的方式清屏调键盘扫描子程序Y按键判断N功能1 功能2 确定键？调显示子程序 调显示子程序 键值送显示N调用键盘扫描 调用键盘扫描YNY确定键按下？ 确定键按下？输入In 输入各项参数N调用软启动子程序 调用键盘扫描Y显示错误 判断正误调用软启动子程序主程序主要完成各部件的初始化，功能的选择判断，额定电流的输入。键盘扫描子程序调全列置零子程序YN有键按下吗？延时10MSYY8列完?NN的确有键按下？逐列扫描读行值YN某行有键按下吗？ 调整为下以列列号送R4，行号送A，计算键值N延时10MSY键放了吗？返回键盘扫描及显示子程序主要完成对键盘的扫描，所按下键的判断及显示功能。软启动子程序判断输出相为几相单相 三相关8253置第一步标志 置第一步标志给f f0=10Hz 给f f0=1Hz查表得Ts的量化值R确定采样次数2NNY第一步？清第一步标志T0定时Ts单相 三相查表得U相第一个采样点得函数值 查表得三相第一个采样点得函数值查表得M 查表得M求得U相第一个脉宽定时初值 求得三相第一个脉宽定时初值开中断启动0809读0809计算e及ec查表得 计算K1 ,K2,Ku计算E,EC查表得fNYf改变了吗?软启动子程序根据给定的频率值，计算出第一个采样点的U、V、W三相脉宽的定时初值和采样周期，并首次启动定时器T0，以定时采样周期。输出频率的一个周期后采样一次电机电流，通过模糊控制规则求出新的频率值，并计算出下一个采样点的U、V、W三相脉宽的定时初值和新的采样周期。T0中断服务程序保护现场T0定时Ts单相 三相A送T1 A,B,C送8253NY最后一次采样吗?读频率YN频率改变了吗? 置频率改变标志取老的采样次数单相 三相查表得U相下一个采样点得函数值 查表得三相下一个采样点得函数值求得U相下一个脉宽定时初值 求得三相下一个脉宽定时初值恢复现场返回T0中断服务程序用来定时采样周期。单相时把U相脉宽的定时初值送T1。三相时把U、V、W三相脉宽的定时初值分别送入8253定时器0、定时器1、定时器2，并启动8253开始定时。同时再计算下一个采样点的U、V、W三相脉宽的定时初值。当发完最后一个采样点的三相脉宽时，启动ADC0809，读入速度，通过模糊控制规则求出新的频率值。上述计算得到的三相脉宽定时初值一定要大于8253中断服务程序的执行时间，否则应将其定时初值加大。8253(INT1)中断服务程序保护现场判断哪一个定时器中断NNYYYN偶数次? 偶数次? 偶数次? P1口为高电平 转换结束关V4 关V1 关V6 关V3 关V2 关V5 调故障显示 读0809死区 死区 死区 死区 死区 死区开V1 开V4 开V3 开V6 开V5 开V2恢复现场返回8253定时器的中断服务程序，是先判断哪一相定时中断。若是U相偶数次（顶点）采样中断时，由P1.0和P1.3输出控制信号使逆变器中的U相的上桥臂导通，下桥臂截止；奇数次（底点）采样中断时，使逆变器中的U相的下桥臂导通，上桥臂截止。若是V相偶数次（顶点）采样中断时，由P1.1和P1.4输出控制信号使逆变器中的U相的上桥臂导通，下桥臂截止；奇数次（底点）采样中断时，使逆变器中的V相的下桥臂导通，上桥臂截止。若是W相偶数次（顶点）采样中断时，由P1.2和P1.5输出控制信号使逆变器中的U相的上桥臂导通，下桥臂截止；奇数次（底点）采样中断时，使逆变器中的U相的下桥臂导通，上桥臂截止。如此，形成三相交流电。另缺相检测电路的输出接在INT1上，检测出为缺相故障后，停机并显示“1111”指示故障。0809的转换完的中断信号也接在INT1上，这些中断源通过一个五路的或非门接入INT1，将INT1的中断源数目扩大。T1中断服务程序保护现场P1.4,P1.5为高电平YN偶数次?关V3,V4 关V1,V6死区 死区开V1,V6 开V4,V3恢复现场返回T1中断服务程序利用U相的脉宽定时初值，在偶数次采样时，使V3、V4关闭V1、V6导通，奇数次时，使V1、V6关闭V3、V4导通，这样在单相电机内形成单相的交流电。INT0 中断服务程序P1口置1调故障显示程序返回INTO端接各EXB841的过流输出端，INT0中断设为高优先级，以保证接到INT0的中断请求时，可以马上响应，既将P1口置高电平，使各相输出截止，并显示“0000”指示故障。 在逆变器中各相的上下桥臂导通截止的过程中，应用软件形成死区，死区时间设为4s，以防止直通短路。（二）、程序清单：见附录四、结束语在设计中，通过用模糊控制原理，利用了变频调速技术及单片机技术，通过软件产生三相SPWM波实现了对异步电动机的软启动，使得系统在启动过程中，避免了启动电流大，启动转矩小，并采用参数自调整方法较好的解决了传统模糊控制方法存在的缺点，使系统超调量小、相应快、启动过程平稳，提高了系统的可靠性。且本系统通过软件技术实现单相和三相的转换，扩大了使用范围。六、参考文献1电机控制技术 李铁才、杜坤梅 哈尔滨工业大学出版社2电机控制专用集成电路谭建成 机械工业出版社3PWM变频调速技术 陈国呈 机械工业出版社4变频器应用技术及电动机调速 黄立培、张学 人民邮电出版社5现代交流调速技术 胡崇岳 机械工业出版社6交流调速系统 陈伯时、陈敏逊 机械工业出版社7电气传动的脉宽调速控制技术 吴守箴、臧英杰 机械工业出版社8SPWM变频调速应用技术 张燕宾 机械工业出版社9模糊控制原理与应用诸静 机械工业出版社10模糊控制技术在家用电器中的应用 黄布毅 中国轻工业出版社11单片机模糊逻辑控制 余永权、曾碧 北京航空航天大学出版社12单片机原理及接口技术 李朝青 北京航空航天大学出版社13模糊推理的程序化同小军等 2000年第6期电气自动化14变频器压频比的正确设计谷海颖等 2001年第6期电工技术杂志七、附录模糊控制电机软启动系统设计程序清单：说明：E2PROM中从 0030H012 FH存放基本函数值表；0130H01 FFH存放模糊控制表；0200H 02FFH存放模糊调整参数表；0300H033CH存放输出电压为380V时的M值表；033DH0378H存放输出电压为220V时的M值表；0380H03BCH 存放N值表；03C0H0438H存放R值表；0440H0540H存放A/D转换值表；0600H06FFH存放低频补偿值表。1、主程序ORG 0000HLJMP 0800HORG 0800HMAIN： MOV P1，#FFH ;关V1-V6CLR P1.7 ;关警报SETB P2.1 ;关8253CLR P2.0 ;选8155CLR TR1 ;关T1CLR TR0 ;关T0MOV A,#03H ;8155 命令字MOV DPTR ,#7F00H ;8155命令口地址MOVX DPRT, A ;将命令字送入命令口SETB P2.0 ;关8155CLR P2.1 ;选8253MOV DPTR ,#2003H ;控制寄存器地址送DPTRMOV A,#31H ;控制字送计数器0控制寄存器MOV DPTR ,AMOV A, #71HMOV DPTR ,AMOV A, #B1HMOV DPTR ,A MOV A,#11H ;写入T0T1控制字MOV TMON,ASETB IT0 ;设置外部中断由下降沿触发 SETB IT1LCALL CLEARMOV 52H,#00HLCALL KEYBOARD ;调用键盘扫描子程序KEY: MOV B,ARL AADD AMOV DPTR ,#KEYBOARDJMP A+DPTRKEYTAB: LJMP KEYP1LJMP KEYP2LJMP KEYP3KETP1: NOP ;显示SYS 1MOV 52H ,#01HMOV 63H,#01HMOV 62H,#0AHMOV 61H,#0BHMOV 60H,#0AHLCALL DIS LCALL KEYBOARDKEYP2: NOP ;显示SYS 2MOV 52H ,#02HMOV 63H,#02HMOV 62H,#0AHMOV 61H,#0BHMOV 60H,#0AHLCALL DIS LCALL KEYBOARDKEYP3: NOPMOV A,52HJNZ A,SSYSLCALL ERRLCALL KEYBOARDSSYS: CJNE A,#01H,SYS1 ;功能键判断CJNE A,#02H,SYS2SYS1: LCALL INMOV 4DH,#3MOV 4EH,#3LCALL SOFTSUSYS2: LCALL XOUTMOV 4DH,#1LCALL SOFTSUENDERR: MOV 63H,#00H ;显示ERRMOV 62H,#0DHMOV 61H,#0DHMOV 60H,#0CHLCALL DIS RETIN: MOV 63H,#0FH ;输入InMOV 62H,#0FHMOV 61H,#10HMOV 60H,#0EHLCALL DIS VIN: LCALL KEYBOARDPOP R0CJNE R0,#0CH,VINMOV A,#SP ;将输入的In值转换SUBB A,#6FHMOV R0,AMOV R1,#6AHMOV B,#0MOV R7,#0CADC: POP R1MOV A,#DATEADD A,BMOV DPTR,AMOV A,R1MOVC A,A+DPTRADD A,R7MOV R7,AMOV DPTR,#0440HMOVC A,A+DPTRMOV 30H,AMOV A,#0AHADD A,BMOV B,ADJNZ R0,CADCDATE: DB 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9DB 10,20,30,40,50,60,70,80,90DB 100,200RETXOUT : MOV 63H,#0FH ;输入输出相数MOV 62H,#0FHMOV 61H,#11HMOV 60H,#12HLCALL DIS LCALL KEYBOARDPOP 4EHMOV A,4EHJNZ A ,EQOEQO; BACKCJNE A,#1,ERR1AJMP BACK ERR1: LCALL ERRAJMP XOUTBACK: RET2、键盘扫描及显示程序KEYBOARD: NOPBEGIN: ACALL DIS ;调显示子程序ACALL CLEAR ;清屏ACALL CCSCAN ;键盘扫描JNE INK1 ;有键按下转INK1AJMP BEGIN ;无键按下继续扫描INK1: ACALL D10MS ;延时10MS消除抖动ACALL CCSCAN ;键盘扫描JNZ INK2 ; 有键按下转INK2INK2: MOV R2,#0FEH ;确有键按下,逐列扫描MOV R4,#0COLUM: MOV DPTR,#7F02HMOV A,R2MOVX DPTR,AINC DPTRMOVX A,DPTRJB ACC.0,LINK1MOV A,#0AJMP KCODELINK1: JB ACC.1,LINK2MOV A,#04HAJMP KCODE LINK2: JB ACC.2,LINK3MOV A,#08HAJMP KCODELINK3: JB ACC.3,NEXTMOV A,#0CHKCODE: ADD A,R4 ;键号=行首键号+ 列号MOV B,AKON: ACALL D10MSACALL CCSCANJNZ KONMOV A,BSUBB A,#0AHJNC CKEYMOV SP ,#70HPUSH BACALL PUTBUFACAL