双闭环直流调速系统电路原理

双闭环DC调速系统的电路原理随着调速系统的不断发展和应用，传统的采用PI调节器的单闭环调速系统不仅可以实现无静差调速，而且具有更快的动态响应，只能满足一般生产机械的调速要求。为了提高生产率，需要尽可能缩短起动、制动和换向的过渡时间。最佳方法是在整个过渡过程中保持电流(即动态扭矩)为最大允许值，以便尽可能加速系统的启动。达到稳态速度后，电流将立即减少，进入转矩和负载平衡的稳态运行。要达到上述要求，唯一的办法是采用电流负反馈控制方法，即速度和电流双闭环速度控制系统。在电流控制回路中设置一个调节器，专门用于调节电流的大小，从而在调速系统中设置转速和电流两个调节器，形成转速和电流的双闭环调速控制。双闭环速度控制系统采用两个调节器分别调节速度和电流，两个调节器之间实现级联。图1-1.1是速度和电流双闭环DC调速系统的示意图。图中，两个调节器ASR和ACR分别是速度调节器和电流调节器，它们串联在一起，即速度调节器的输出作为电流调节器的输入，然后由电流调节器的输出控制晶闸管整流器的触发装置。当前循环称为内部循环。转速环在外面，称为外环。两个调节器输出被限制，ASR输出限制Uim确定电流调节器ACR的给定电压的最大Uim，并控制电机的最大电流；电流调节器ACR输出的限制电压Ucm限制整流器输出的最大电压和最小触发角。1 . 6 . 1 ADC 0809的引脚和功能ADC0809有28个引脚，其中IN0 - IN7连接到8个模拟输入。ALE由数据锁存器允许，并连接到参考电源。如果精度要求不太高，电源可以用作参考电源。START是芯片的起始引脚，脉冲的下降沿在此引脚上开始新的模数转换。EOC是转换信号的结束，可用于向单片机申请中断或单片机查询。运行经验是输出许可终端。CLK是时钟的一边。DB0 - DB7是数字输出。ADDA、ADDB和ADDC地址线用于选择8个输入之一，如下图所示。ADDCADDBADDA门控输入通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7图1-6.1 ADC0809引脚图和功能表中央处理器和8个组件的功能描述如下中央处理器：它是单片机的核心，执行操作和控制功能。内部数据存储器：8051芯片有256个随机存取存储器单元，只有前128个单元可以用作存储器，它们的地址是00H7FH。一般来说，内部数据存储器指的是前128个单元，称为内部随机存取存储器。特殊功能寄存器：它是一个控制寄存器和状态寄存器，用于管理、控制和监控芯片上的各种元件。它是一个具有特殊功能的随机存取存储器区域，位于内部随机存取存储器的128个单元中，地址是80HFFH。内部程序存储器：8051芯片共有4K单元，用于存储程序、原始数据或表格，称为内部只读存储器。并行输入输出端口：8051芯片有4个8位输入输出端口(P0、P1、P2、P3)，实现数据的并行输入输出。串口：用于实现单片机与其他设备之间的串行数据传输。定时器：8051芯片有2个16位定时器，用于实现计时或计数功能，并通过计时或计数结果控制计算机。中断控制系统：芯片有5个中断源，即2个外部中断、2个定时/计数中断和1个串行中断。振荡电路：外接应时晶体和微调电容，构成8051单片机产生时钟脉冲序列的时钟电路。系统允许的最大晶振频率为12兆赫。1 . 7 . 3 8051单片机引脚图1-1.6 8引脚图DAC0832是一款8分辨率数模转换集成芯片。与微处理器完全兼容。该数据采集芯片因其价格低廉、接口简单、易于开关控制等优点，在单片机应用系统中得到了广泛的应用。数模转换器由8位输入锁存器、8位数模转换器寄存器、8位数模转换电路和转换控制电路组成。D0 D7: 8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns(否则锁存数据会出错)；* ILE:数据锁存器允许控制信号输入线，高电平有效；* CS:芯片选择信号输入线(栅极数据锁存器)，低电平有效；* WR1:数据锁存器在输入线上写入，负脉冲(脉冲宽度应大于500纳秒)有效。LE1由ILE、CS和WR1的逻辑组合生成。当LE1处于高电平时，数据锁存器的状态随着输入数据线而改变，LE1的负转变锁存输入数据；* XFER:数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲(脉冲宽度应大于500ns)有效；* WR2:数模转换器寄存器选通输入线，负脉冲(脉冲宽度应大于500纳秒)有效。LE2由WR2和XFER的逻辑组合生成。当LE2处于高电平时，数模转换器寄存器的输出随着寄存器的输入而变化。当LE2处于负转换时，数据锁存器的内容被输入到数模转换器寄存器，并开始数模转换。* IOUT1:电流输出端1，其值随数模转换器寄存器的内容线性变化；* IOUT2:电流输出端2，其值与IOUT1值之和为常数；* Rfb:反馈信号输入线，改变Rfb端子的外部电阻值来调整转换满量程精度；* Vcc:电源输入端，Vcc范围为5V 15V；* VREF:参考电压输入线，VREF范围为-10V 10V；Agnd:模拟信号地；* DGND:数字信号地。单极性输出图9-58单极电压输出电路如图9-58所示，运算放大器使用内部反馈电阻执行电流-电压转换。输出电压VOUT和输入数字量D之间的关系：VOUT=- VREF D/256D=0255，VOUT=0 - VREF 255/256VREF=-5V，VOUT=05* (255/256)VVREF=5V，VOUT=0 -(255/256)V(2)双极输出在实际应用系统中，如果要求输出模拟电压为双极性，则需要通过转换电路来实现。如图9-59所示。图9-59双极性电压输出电路其中R2=R3=2R1VOUT=2VREF/256-VREF=(2D/256-1)VREFD=0，VOUT=-VREF；D=128，VOUT=0；D=255，VOUT=(2255/256-1)VREF=(254/255)VREF也就是说，当输入数为0至255时，输出电压在-VREF和VREF之间变化。1.运算放大器运算放大器有三个特点：(