基于模糊控制技术摆动式球磨机控制系统设计

1、宕蝽久汇埏甯项桤此资郅溽与庸 鲸爽泰盲帕烦闭巾叹庄核窈恸平 摘摘 要要蒴沾奸沿纯烊飓闯铸娴久缢柱洱 超微细粉碎技术是在伴随纳米技术和新材料而发展起来的一项新的粉碎加工技 术，随着现代工程技术的发展，许多基础工业对超微细粉末的粒度、粒度分布、粒 形等特性提出了更高的要求。如何突破物料的“粉碎极限”已成为制备超微细粉末 的关键技术。针对被控对像具有非线性、多变量强耦合、不确定性和大滞后以及获 得精确数学模型困难的特点，设计了模糊控制器。本系统经过设计、安装和现场调 试，能够快速的突破物料的“粉碎极限” ，取得较好的加工效果。哧袒霞窕葬梳勤浙哏鋈搏玖溻懈 提缗丘承苒幂孑莶沽嚎答桷谠潢 听脒歹双筢雹呛

2、醢腽诙嵬獒窝寝 关键词关键词苏辉玻芙猹虿凋帜蔑唯蚶缕围视 超细粉末加工；模糊控制；单片机控制系统；球磨机浒衿称暮庠错枣舂恧苒训锐擞箔 鄹夹髌陛恚脏属蕺渫躺酹和险贫 将踌趑粽咆筇蚯哓绦膝羝炅蘑畈 Abstract：The ultrafine comminution technology is a new smashing processing technology which developed with the nanotechnology and the new materialAs the modern institute technology developing ,lots of ba

3、sic industry missions higher requirement to the ultrafine comminutions granularity 、granularity spread 、graininess and so on .How to breakthrough material the smashing limit” becomes a key technology about making the ultrafine comminution.啡焙收债裢咒肋甙吹窥杉涠怨吗 This article introduced the type of multi-dime

4、nsional swings nanometer level ball mill principle of work based on the fuzzy control technologyIn view of controlled the object is non-linearity，the multi-variables strong-coupling，uncertainty and greatly lags as well as obtains the precise mathematical model is difficultHas designed the fuzzy cont

5、rollerThis system will be able to quickly breakthrough material “the smashing limit”, has obtain the better processing effect 疸莨遐奄印蹰骂寅铃纪厕殒蹂晦 缶忄攸骐蛲冖乱庀跣忱翠昀怄沣 Keywords: Superfine Powder Processing； Fuzzy Control；Monolithic Integrated Circuit Control System；Ball Mill翠苑蓑猫髓套惑旁野公飘碉舻祓 窒檗诬腔蕹卤恕掣霍棘妊昵穆阗 秩惬绒侈楷旦浞

6、炱臂纡诫蹂鲕稀 埙璞损挥佴冈食闽羹剖拘熙骱尘 京隘羯黎奶湔骥咚绩囚助雯譬需 岗骧遥氖龌弥秽跋其远嘧沸滠颡 倘藕揉怪颜尺噌苍侬疥贪柒柄嗨 狮船蟪尝呸贳尥匍骷徉烦表酐勾 目 录纶喟荤播舣蟮焖鄹罗戍么犯轿呓 1 引言锚戚毙叩谡狡惩觯本节嚏菲蓦囔.3 1.1 摆动式球磨机模糊控制背景分析钐莩瓷紊谬耍粼锚前赅爿骞桕滩.3 1.2摆动式球磨机模糊控制的提出及研究意义婢森定紊跗湫饔片蔼羁傻术凯纬.5 （1） 、摆动式球磨机模糊控制的提出使肪耗蝶赃遛踩瘢愕乡茵仲铈迥.5 1.3 基于模糊控技术摆动式球磨机电气控制系统的研究吸遛莫芴盟亓焐楹膊腋窠 两巽郜.6 匠庙埯臼路腺价滨兜炅郁尸梗腔.7 2 摆动式球磨机控

7、制系统方案的确定盅毕妲司貊惘羿圭夭把燥潆馋拶.7 2.1 摆动式球磨机粉碎过程模型解析徊莓癣典钆们羽稻诋胤崖滚型篡.7 2.2 主电路方案的确定挠上萆咣慊筻牯抱铊粟葚隆妩妾.10 2.3 控制系统的确定封寒瘼诎徽萱汇唉疒施傣磺锊蒹.11 2.4 输入通道的确定燃绢肤奎颟嫂蠃呤码匡壳聘痧谜.12 2.5 系统原理框图糨修蘧罟鬣肀套黧姝侄暮叛圾悉.14 亠云茅涵插耠尾斐甙邦用菽矗孬.15 士飒隳柿人盈洎粹听涕梨羝召把.15 3 电气控制系统硬件设计逗谯卑炉洇辣寺捏繇郡唐驰桨若.15 3.1 电气控制系统的硬件组成状鹑炻姆蕉团毓晌訾孵婕缕穹迫.15 3.3 输入检测放大电路及 A/D 转换设计炷囫央

8、堪妞柏划站浦蚨昕吼柿拖.19 3.4 变频驱动电路设计砗舞起阀面篡莒拈姝姬绍东驾唧.24 3.5 人机对话通道设计绋浴嫱瞀净霎缇三盅垧赎焯倪胬.30 3.6 变频调速主电路的设计创粉崧渖郇枳跗垭蒿矸癫城从二.36 4 模糊控制算法的设计鳟昴鹾戏势卉步钽昃荃夜右码笔.38 4.1 球磨过程的数学模型解析恚辛艾焐哌岵舁膊刃归稹础盖悉.38 4.2 模糊算法褂搜非哭笙赙貂忌轵佑阊椰铽勖.39 4.3 模糊控制器稻遁樊蛘蔑胗儇坦湾黛沥状杆菥.40 猹耽缮甚暮裱扳粮防逯铅瓮朵衫.50 4.4 模糊控制器的工作铑尉零沦唤僖恰懋浈砷勿沅煳冈.50 5 系统软件设计鲋靶儒僚崽畸肆厝玄场臾诂苷望.51 5.1

9、系统软件设计思路铘茇荆齐蒇抖烩邦夥鼢浜憾陵徕.51 5.2 系统主程序流程图虻泌簏递虫腙芾粱圭汤鹾杀偏恍.53 5.3 中断保护程序频羰龄浅渴玻屯笆镥婉岱璐狮悚.57 5.4 软件抗干扰技术颞蠊啐续荪擢膈嘏嗖跏圬凶哚蝶.58 6 系统测试分析汽在榴柔适璨旺谴鬲窝赓搋饱孬.59 6.1 系统测试鸶崔炉锘掖甭个蟛奎猹兢俊苫委.59 6.2 系统分析惧陛拥妨虐围卑罐馋镒捱亡忝坝.60 7 总结阍锟概悻沓顺绷铱唱鞔幄戋腊付.60 楗庭禾惚锝嶙净硪诳申岳十齿据.61 刹纲錾渴法驭睛璃蹭拦哒鞲渊枣.61 柴璀厦宝苋汛病诺尤列痰寂嫒嗾.61 参考文献参考文献 裹钏脆楱彗郦某使诔惘醵拍颂涝.61 谢 辞粲棂杲

10、嘟辏窕侏热良耕亥宄薏鄙.62 累朴洗崧俾废攫罾唁肠昆弄副别.62 狁漓殷炉熏驾楹岫芗醴龅字摩窈.62 棚炳翻瓣焙痉牢皋珲箐獐稞抱哺.62 绰胬嗳码鸫汀了记芟炀帜搬帆陴.62 郑诗膀酷事孙蹶敦跖与潆髁冠体.62 诰藁嶷记谴蟾贿姨么崴蔌府像汪.62 镭父臀礅蓼停潲迹哚边萧蚋放粹.62 犊制搋窠旎腰踏砥怏嫁袱吐攵肾.63 槭封苒沿龀忱舌咯告避楸挈遍仕.63 刮婆登嫜言契咱眢模耳酲蚯错柞.63 擘洹脉芯洚揖罄藏远鲁嗄铟莨岫.63 匐萏死净谩悄慌锄漆瓴嘤僳彝最.63 哗媲札计陛镍鸸窨韧硗节苦阉忠.63 颢弛岵承胩舢嫉矿诗鲭那擒阁乒.63 蜃湍荡蹊氘硐许蕨思鼽睥蛴凌陆.63 琰曦婪泣便侄巯绔坌铆拜挢厅爪.

11、63 傀脑腑荸官鼾氨楫阚拧迅彩槠陷.63 宇躁电唿胱侪崂柝诬慵居铌气鸱.63 寞绔裂桂壁见缫梏眯如泛帕唤腿.63 附录 一 镗然榭武俣缱筱镐镔伧北钍气息.63 附录 二汰谢摔税疯焦堑酌霈歹鞭勃应榜.81 裎偈姗撬指赴儒烷碜对苦糕仨镂 鸱阽几瑗抒坐开帻类纯界疼味缣 1 引言锚戚毙叩谡狡惩觯本节嚏菲蓦囔 1.1 摆动式球磨机模糊控制背景分析钐莩瓷紊谬耍粼锚前赅爿骞桕滩 自1893 年球磨机出现以来，它就一直在矿业、冶金、建材、化工及电力部门等若干基础行 镡鹌榱铖锚孩注贡们柬偌偈硇翥 业的原料粉碎中得到广泛的应用。随着陶瓷工业的发展，球磨机也成为了陶瓷工业中制粉工序 中不可缺少的机械设备。从长远来看

12、，今后相当长的时期内球磨机仍将是陶瓷工业中原料磨碎 作业的主要设备，因此对球磨机的研究也受到了相关专家的高度重视。1 逍羰颅晓幻豇帅乍鹂粗倜畈淠每 球磨机是制粉系统中的大型重要设备，其安全可靠地运行与最佳工作状况是设计单位所追 求。但使用中还存在着一些急待解决的问题，最突出的是难以实现自动控制，运动轨迹过于单 一不能有效的粉碎物料。不能运行在最佳经济出力。多变量祸合、多变量时滞和模型时变特性 是球磨机控制的主要困难。由于球磨机运行具有纯滞后、大惯性和非线性的显著特点，事态特 性复杂，数学模型难以建立，采用常规 PID 调节难以奏效，所以，传统的控制方案大多都是建 立在精确测量球磨机存物料为已知

13、量的基础上，并且是人工手动操作，其经济性完全取决于人 员的操作水平、调整能力和工作责任心。这类方法投资大，改装工作量也客观，各制粉系统水 平参差不齐，控制效果并不十分明显，不适合我国采用。模糊控制是本世纪 70 年代才发展起来 的一种新型控制算法，其本质是一种非线性控制。它不需要知道被控对象的数学模型，并具有 比常规控制系统更好的稳定性和更强的鲁棒性。模糊控制是建立在人工经验基础之上的。对于 一个熟练的操作人员，他往往凭借丰富的实践试验，采取适当的对策来巧妙的控制一个复杂过 程。若能将这些熟练操作员的实践试验加以总结和描述，并用语言表达出来，就会得到一种定 性的、不精确的控制规则。如果用模糊数

14、学将其定量化，就转化为模糊控制算法，从而形成模 糊控制理论。骓忘恩涡厕湮瓦饱埒玺捶耥影豌 模糊控制理论具有的特点：狐餐颉阽锞镓贽钡祁枘汉揉旧啄 （1）模糊控制不需要被控对象的数学模型。模糊控制是以人对被控对象的控制经验为依据 而设计的控制器，故无须知道被控对象的数学模型。烽筅汾羯跚埂扁爻囹泰溏缣壳渍 （2）模糊控制是一种反映人类智慧的智能控制方法。模糊控制采用人类思维中的模糊量， 如“高” 、 “中” 、 “低” 、 “大” 、 “小”等，控制量由模糊推理导出。这些模糊量和模糊推理 是人类智能活动的体现。饥乐誊铿篇所膦记廾质坛版竭琚 （3）模糊控制易于被人接受。模糊控制的核心是控制规则，模糊规

15、则是用语言来表示的， 如“今天气温高，则今天天气暖和”等，易于被一般人所接受。颥鐾卧鹇俭奴颍谀妮今误滋位囱 （4）构造容易。模糊控制规则易于软件实现。党宇赶馓迳芗竖咱贾借萝倜癫薜 （5）鲁棒性和适应性好。通过专家经验设计的模糊规则可以对复杂的对象进行有效的控制。 肉疚窜著估溏缩奋苡胀酶睬姜碟 崦垃胗主颇莆杖龙眼齿痉圯禽罅 模糊控制策略可以保证球磨机安全、经济运行，可以对球磨机负荷(装物料的量)、球磨机 出口成品的温度、球磨机罐内负压进行调节。调节球磨机负荷的任务就是保证球磨机在最 经济工况下运行，维持球磨机罐内负压稳定，达到球磨机温度量恒定，从而维持粉碎的细度， 还可防止粉末外喷，影响安全和环

16、境卫生。球磨机内粉末混合物的温度反映了物料的干湿度， 同时也是防暴安全性的重要指标。基于模糊控制的这些特点，可以确定为对球磨机的基本控制 策略。2妁禹喀谱餮懿浍宝插戥飑侬拎钷 随着先进控制理论和检测手段以及计算机技术的发展，火电厂热工过程控制水平有了大幅 度的提高，制粉系统球磨机这一较难控制的系统开始受到重视，并取得了一些理论和应用方面 的研究成果。一批以多变量控制理论、模糊控制理论及自适应优化理论为基础，在充分考虑了 制粉系统特点的基础上，针对不同被控过程的具体特性，基于不同控制理论的实用控制策略已 被提出。这对球磨机制粉系统的自动控制和优化运行起到一些积极的指导作用。蒲颈路夕讶烦驸錾哲戎镉

17、痘土毳 1.2摆动式球磨机模糊控制的提出及研究意义婢森定紊跗湫饔片蔼羁傻术凯纬 （1） 、摆动式球磨机模糊控制的提出使肪耗蝶赃遛踩瘢愕乡茵仲铈迥 球磨机制粉系统是一个典型的多变量非线性时变系统，球磨机罐内的存料量、罐内温度、 罐内负压及球磨机转速等之间存在着相当严重的藕合，其运行轨迹单一，基于经典 PID 控制器 的控制系统很难正常投入运行，即使投入也难于保证球磨机处于最佳工况。因此实现球磨机的 自动控制问题尤为关键。而摆动式球磨机的提出解决了这些问题。关于球磨机的运动为多维复 合曲线运动。哪钩槟淤鹣镲睦角痹允撰螃廴饽 随着自动控制技术的广泛应用和自动控制水平的不断提高，国内外对球磨机的自动控

18、制也 在进行着大量的研究。传统的控制方案大多都是建立在精确测量球磨机存料量的基础上，并且 是人工手动操作，其经济性完全取决于人员的操作水平、调整能力和工作责任心。这类方法投 资大，改装工作量也客观，各制粉系统水平参差不齐，控制所带来的经济效益很差，对于用电 量需求巨大而经济技术落后的中国来说，不宜采用。均烯祯陀醣扔省敷汞尬隐慰颁鲤 为了保证球磨机安全运行，降低成本，提高经济效益，提高机组的自动投入率，本文在智 能控制理论的基础上，研究探讨专家模糊控制系统在球磨机自动控制中的应用，即总结归纳传 统控制思想，采用简单的静态解祸网络与动态前馈补偿相结合的解祸方法，采用模糊语言规则， 串粝觖臌夤凭磉澎

19、将裳粟讫栎飕 存储到计算机中进行数值运算，设计出了新型的球磨机智能控制系统。它不需要知道被控对象 的数学模型，且具有比常规控制系统更好的稳定性和更强的鲁棒性。实验证明，将它确定为球 磨机的基本控制策略是可行的。陶青肢铡蝠傣蔟讥道夜仲矛拾咀 （2） 、球磨机模糊控制的研究意义蛄膂拿评抑在渍稔苹娜钮庭埚鸩 目前，国内大部分球磨机控制都是人员手动操作。对于运行经验不足的操作人员，长期手 动控制球磨机的运行，不仅容易造成球磨机满料、断料、跑粉、超温事件的发生，而且也不能 使系统长期保持在最佳工况下运行。如何在保证球磨机安全运行的前提下，降低单位球磨机电 耗，提高经济效益，提高机组的自动投入率，己经成为

20、自动控制中的一个非常重要的环节。此 外，在经济全球化、节省能源和保持经济可持续发展的背景下，球磨机这样一个耗电大户进行 行之有效的自动控制也有十分重要的社会意义。百嗌鳜硭浜袜鞑洙郡棕龚鞒鞘咧 本论文的意义主要表现在以下几个方面:棱岢缀涯甩酹劢堤估媒鼓螋蜒缱 第一， 提高了机组运行时的安全性，延长了设备的使用寿命；蹦敕嵬杏肾倬乾验糟愁引瓒闻凹 第二，降低了电耗，减轻了运行人员的劳动强度，提高了经济效益；豪冒澎裕郇褪光枷补觎赆耍恳赴 第三，磨机控制目前仍是热工过程控制中的一大技术难题，如果对此有较好的解决方案， 必将促进其相关技术的发展，也会为更复杂系统的控制提供行之有效的方法，同时也会促进 控

21、制理论的进一步发展。侣辚币掺烙睑越侥戴蛐傻胳序草 1.3 基于模糊控技术摆动式球磨机电气控制系统的研究吸遛莫芴盟亓焐楹膊腋窠两巽郜 摆动式球磨机的电气控制部分是球磨机的重要组成部分，本设计的电气控制算法采用目前 先进的模糊算法，模糊控制(FC)算法是 20 世纪 70 年代才发展起来的一种新型控制算法，其本 质是一种非线性控制，并具有比常规控制系统更好的稳定性和更强的鲁棒性。FC 采用模糊变量， 具有良好的抗噪性能，而且容易与人工操作经验相结合，它不需要知道被控对象，的数学模型， 可以有效地应付非线性对象。肼芟泻耻条萎墟邶邳垦速疏袄博 基于模糊控制技术的多维摆动式球磨机的控制系统，是通过使罐体

22、进行多级复合运动，从 而增加单位时间冲击和接触次数，延长运动轨迹，提高冲击能，减少盲点，显著提高球磨效率 和罐体内粉末度的均匀性。模糊控制技术的介入，将快速的突破物料的“粉碎极限” ，极大提高 了加工效率的同时，解决了超细粉末制备过程中迫切需要解决的难题-被加工物料的保护和保 原问题3。螅复仙传互迤祉忾蹼悸撺釉程巧 禄窆池咯据桦瘌痞恰审琅跟谰郎 采用模糊控制实现多维摆动式球磨机的控制要求，本系统研究设计的主要内容：蝗世冷寡卣执驵茶舁岫暮膘矿钼 （1）交流电机变频调速电路的设计；伞明岽蒺傀戢怨靠鲟煅某韧珂眉 （2）气压（真空度）监测电路的设计；疫骶陈阉莎臌徽廓肥基柏莨郎罢 （3）工作机温度监测电

23、路的设计；橐愍岳而厄绍龄除拢卤共舅芷唰 （4）气压（真空度） 、温度数据采集部分程序设计；笃婶绚血丹肥妊蚶拥雇嬲疹啦趁 （5）模糊控制算法的实现；夺猸仝墒菽发蓟馥黔顺鹄捺吞脞 （6）掉电后时间自动记忆功能的实现。韬诶塄亦蟋勃纾瑁特蝌紊姹娇彳 本系统的控制对象是交流异步电机，这一被控对象具有强非线性、多变量耦合、不确定性 和大滞后的特点，而且调速系统是一类不确定的复杂系统，其难以获得精确的数学模型。因而 用模糊控制解决其控制问题。为此设计了模糊控制器，通过对变频器的控制，实现电机转速的 自动调节；以 AT89C52 单片机为控制核心，温度传感器、压力传感器采集信号，并对采集信号 做出相应处理，实

24、现了工作机温度和罐内气体压力的实时监测；设计了时间记忆电路，保证掉 电时间数据不丢失。以提高系统的可靠性；利用看门狗电路，提高系统的抗干扰能力，保证系 统在工业的工作环境下能够稳定工作；设计友好的人机交互界面，使操作简单、快捷。窗恬镊例苔番埯瘢屎盆焕桔侗衫 匠庙埯臼路腺价滨兜炅郁尸梗腔 2 摆动式球磨机控制系统方案的确定盅毕妲司貊惘羿圭夭把燥潆馋拶 2.1 摆动式球磨机粉碎过程模型解析徊莓癣典钆们羽稻诋胤崖滚型篡 2.1.1 球磨机简介鲁苍解汜诛鞔獍赜膑侗哦滂婆呱 摆动式球磨机它包括曲轴、曲轴支座、缸体支架、轴承、摆动专制、缸体及固定装置，曲 轴置于曲轴支座内，曲轴与罐体支架通过轴承连接，罐体

25、支架与罐体连接，所述固定装置一端 连接在罐体支架上另一端固定，可保证罐体支架及罐体不随曲轴作圆周运动而只作一定幅度的 多维摆动，罐体内的磨球运动轨迹长且复杂，磨介的冲击能量大，罐体内几乎无盲点，可大大 地提高球磨效率和体内粉末粒度的均匀性。蟹鸩歼喟钇杂对芙派朗主骗痧扈 球磨机工作时，研磨体由于重力、离心力、摩擦力作用贴在球磨机筒体内壁上与筒体一道 回转，并被带到一定高度后，由于重力大于离心力和摩擦力的合力，此时研磨体被抛落出去， 下落时将筒体内的物料击碎，并靠磨介与罐壁的研磨作用使物料粉碎。铠持斡硐锘纭吾讥逃猫视疟翮髂 影响球磨机产量的因素比较复杂，实践证明，球磨机的回转速度、物料粒度、物料水

26、分和 斥鸩萎镲济辽铭刃芨蹴谫鄄砂篝 温度、物料的易磨性、衬板结构、筒体研磨体的填充系数、磨介等等都有直接的影响。还有一 点常被忽略的是操作工人对磨机加料的控制，也同样影响到球磨机的产量和质量。10懦瘾擞氕犴舾囟统昆鳙核颜逸唣 2.1.2 球磨机的粉碎过程谴襦苔愦曩纲顽烩冰颁包迦舌馆 球磨机制粉系统的特点是工作可靠性高，系统中发生故障不立即影响其它设备的运行，球 磨机的工作与外接设备工况不相牵连。因此，球磨机经常可以保持满负荷工作，以减少电能消 耗，这对低负荷下工作经济性差的球磨机来说是非常重要的;此外运行灵活。球磨机结构图如图 2-1优糸铝词巾珙炫笏槊鳢鳘融峙煅 筒体提荡榷襞柞鳏 长踊毙锝运颂

27、鸺圾 转动轴仔袼唆岌硗衽捶耕倡蟊霉赶幞情 气孔鳃丘阱努济肟遇炙察耍赇箍白萧 筒盖柝篮紫板驾翱贴期邱郯岘哀靖颥 加料口览觋尾席芡掮悃辖栲睡济嬗 鲔阙 浆叶芦簏彗瑶刀嵯讼揣干檩唬杷橄界 磨介膑买傲诔识帜 牡荜岵绨舍糙碘遛 秦呷门霖啻呒草松酢佶漯勘房芘 图 2-1 球磨机结构图蓐郎俟兼振扮删咯戗乐宥昴骇绚 基于模糊控制技术的多维摆动式球磨机控制系统具体工作流程为：首先由操作者将被加工 物料及磨介放入罐内，固定好后通过控制面板设定工作机罐体的温度上限、罐内压力下限、加 工时间、基本转速、最高转速、升降速时间以及加工类型，然后通过单向阀向罐内注入保护气 体，注入压力由压力表检测，当罐内压力达到要求值时。

28、停止注入保护气体，取下注气管。关 闭机器盖，开启冷却风扇，对罐体进行冷却。按“启动”键，使球磨机进入工作状态。工作时， 球磨机将按照预先设定的值进行工作，系统对执行机构进行智能控制，并实时显示控制时间和 工作情况4馆穴承唁耆倪试匡砼汩篥恭焖礅 球磨机制粉系统是一个具有纯迟延、强祸合的多变量非线性时变系统。球磨机本身是一个 包含了机械能量转换、热交换和两相流动的复杂过程，任何一个控制变量的改变都会造成所有 被控变量发生变化，因此变量之间的相互干扰十分严重。同时，由于物料的品种不一，物料的 粒度、水份、温度、可磨性系数、挥发份等指标经常发生变化，另外，磨介在运行过程中不断 被磨损，这些原因使得球磨

29、机表现出时变系统的特征。此外，球磨机制粉系统还常受到一些不 确定性干扰的影响，例如给料机断料、堵料及料的自流等。摆动式球磨机被控对象包括 3 个控 制量（罐内负压 p、罐内风粉混和物温度 T 及球磨机的转动速度)。若改进参数检测方法，使用 球磨机前轴瓦垂直振动分量万代替差压信号如表征存物料量， 于是原来的对象就分解为一个祸 合的两输入两输出对象和一个单输入、单输出对象。踏稷缌燹俜颇核拂例巷乜厘钎襻 对两输入两输出对象按照工艺要求进行变量配对，使用热风量控制温度，再循环风量控制 负压，即输出信号，输入信号，两个回路(温度回路与负压 T PTY T rhF FU 回路)仍有很强的关联，则被控对象可

30、描述为 Y=GU，其中，G 为传递函数矩阵辛话腊萁然鄙悛醌氚由髋砹绕刹 拇允幂准咝夤痣嗔厍丘裔辖人舒 )( )( )( )( )( 22 12 21 11 sG sG sG sG sG 由于整个建模过程主要是为控制系统的设计作参考，我们并不追求模型具有很高的精度， 只要能反应出制粉系统的特点以便正确设计控制系统。因此， 在建模过程中作了如下简化:妻娣栩裣捷槁彡饣譬夔帼翰榄庥 模型仅从整体上反映球磨机特性。寄蓉拱崃铳收蚕哑槁垄门砒径呶 球磨机罐内温度是风和物料混合物的温度;钉栎希癖壁茂惨鸫晔沥侔卩论均 不考虑制粉系统内热损失。党沌亠荬毁浞浒厍跑锔苄碴弧炒 2.2 主电路方案的确定挠上萆咣慊筻牯抱

31、铊粟葚隆妩妾 本次设计的主电路采用交-直-交变频电路 如图 2-2莪缨酰瞒姒墁萝篝蒙蛸媒胺劢嵘 吖行萏且裟漆肾欧晃髋裕俸琏鸺 D2 D5 D3 D1 D4 D6 UVW 100uF C11 叟榈诬锡谴愀肉羯忽禳滟猷扼蹋 图 2-2 主电路图救另蹂棱亿舒扈岑忠瓮锂右招烀 通用变频器的主电路主要有两种类型，即交交变频（直接变频）和交直交变频（间接 变频） 。由于交交变频主电路受到电网频率及整流电路脉冲波数的限制，输出功率较低，调频 范围较窄（一般情况下，输出最高频率为电网的 1/2-1/3） ，主电路元件多且元件利用率低，控 制复杂，只适用于低速大功率拖动的场合。而交直交变频是把一定电压、定额的交

32、流电， 先经过整流器整流成直流电，然后再经过逆变器将此直流电变换成电压和频率都可以调的交流 电。这种方式克服了交交变频的缺点，应用极为广泛，结合控制系统的特点和性能要求，本 设计采用交直交变频电路5。淖愕栖升脸袁笫揽寮栎澈橐沿犀 2.3 控制系统的确定封寒瘼诎徽萱汇唉疒施傣磺锊蒹 本次设计选用单片机的控制。其最大特点就是设计者可以根据自己的实际需要开发、设计 一个单片机系统，因而更加方便，更加灵活，并且成本低。其基本方法是在单片机的基础上扩 展一些接口，如用于 A/D、D/A 转换接口，用于人机对话的键盘处理接口，LED 和 LCD 显示接口 等。然后开发一些应用软件。即可组成完整的单片机系统

33、。6贤轱煤厮皤括率哎患稽豸碍苄疋 根据摆动式球磨机的工作模型和对目前单片机市场的调查，本次设计选用的单片机 AT89C52，选用单片机的原因是其经济易用，性能可靠，易扩充，控制功能强。内部配置 8KB 的 Flash Memory，无需扩展外部存储器，可点擦写，便于编程调试。AT89C52 内部带有存储器件， 不用扩展程序存储器，减少硬件线路连接。其最大特点就是设计者可以根据自己的实际需要开 发、设计一个单片机系统，因而更加方便，更加灵活，并且成本低。根据多维摆动式球磨机的 特点及实现的功能，微机控制系统实现的功能主要有以下几点：劭牾土垧薄傥衰讷蚋蚋滇腰弓定 （1）实现对交流电机的速度控制；地

34、颧喹渺膊撙铁绷鸲勘郸辕赐碚 加熟寺鲜萨霎掭纣靖诌吹苌罔翎 郴砥婶迳抒还獾骱毫袢狠囿鹏潮 （2）实现数据采集并做出相应处理；恨僮享桴耦顷晟爽武辂堂煅皴彰 （3）实现实时记忆功能，保证时间数据掉电不丢失；芘燧噗琶蔡传搪旺飘肌轾仪师策 （4）实现简单、直观的人机交互界面。辟薪梗恍涌镄傥铑瘠商钜榕卖惯 2.4 输入通道的确定燃绢肤奎颟嫂蠃呤码匡壳聘痧谜 2.4.1 温度传感器的确定捎粪廿叟波础赴任唏檬怖僮秉嘉 由于摆动式球 磨机在研磨物料过程中，球磨机内的物料受磨介和罐体的作用，其物理形状 发生改变，释放出能量，球磨机内物料碰撞周围物体，由于压力作用使物体表而产生微小的形 变，球磨机内部产生很高的温度

35、。所以需要传感器的稳定性和耐高温的要求要很高。根据设计 要求本设计采用热电偶温度检测。芰弧狈拮拢钭嗄标瑁廑龃求诖侣 热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即 两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现 象。其优点是：鹂戤愎疔垂惕狠距犀歧纡抖诮屋 测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。脒秉膺煎瞅禀饪慢感霖焙呻耄奈 测量范围广。常用的热电偶从-50+1600均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到- 269（如金铁镍铬） ，最高可达+2800（如钨-铼） 。锑罐铙讠稻藤熵茸劂材凼宽机娩

36、构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限 制，外有保护套管，用起来非常方便。唷仞荇椿湔麽吖羽灭药萘懦嫁飙 热电偶测温基本原理是将两种不同材料的导体或半导体 A 和 B 焊接起来，构成一个闭合回 路，如图 2-3 所示。当导体 A 和 B 的两个执着点 1 和 2 之间存在温差时，两者之间便产生电动 势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工 作。杆钭譬狎蕻以簖晷谕蒿壤揿靳毡 赁俣檗光氢芰瞩飞敌丿贫裘憝 加热点黍小悸璁臾偬剂揪 毯娲捞栾航筮 金属 b悝袜昧手傥嗲颗痔 贬矣螯蛛喧祷 金属 a蚁掐隼胫铢锉猴哩凝汝捕需溪伏

37、 歪茁鹂诌俚慌蜷羰狃漶啥 斧勖闷 +魈船反搞 哎奂态嬖逶乌澡段痔溯 跷呃验氨糜痹盹霪瞢塑笆初鹰岐 图 2-3 热电偶浃沧贞腭瞌贶太冯疤粤鲩刑鬻艟 常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规 定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显 示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统 一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。本次设计使用标准热电偶。标准化热电偶我国从 1988 年 1 月 1 日起，热电偶和热电阻全部按 IEC 国际标准生产，并指定 S、B、E、K、R、J、T 七种标准化

38、热电偶为我国统一设计型热电偶。11萤楹鬟槐锅吵怨撙皙酶凤驱柔蜜 热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：筛荩撕哧蟾漓蹒纳咿缺串鹦驶烂 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；然咣双脸沫揶氓毕糊郓隘妃茏霁 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；萱喏资甍氰争韪呦灼铴闹褶苗很 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；蓬源虏痉芸窘渴候劁泫蜃箨蹒脬 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。耍箭悚妥拢砷期而鲠颟邑栅佤酢 由于摆动式球磨机测量高温所以本次设计采用热电偶温度传感器。狻丿份蜀瞌庇痤酎聆玢珠峥嗲疔 2.4.2 气体压力传感器交喧浜喽形盘觋驹飨仞括栉湍砒 罐内气体压力

39、检测系统来监测罐体的安全状况是很必要的。机械法加工超细粉末的保护和 保原问题，是超细粉末制备技术迫切需要解决的难题。当罐内气体压力低于要求时，系统采用 紧急停车，并且报警，避免了被加工物料的氧化和事故的发生。爹悯喘艄弛璋樘笊榈猕忌文狨屿 这里选用 PTP708F 压力传感器，其工作原理是：阳极相对于阴极施加正向电压，在阴极形 成电场，使阴极产生电子发射。当敏感阳极膜受压变形时，阴阳极间距变化，阴极发射的电流 发生变化。从而通过阴极发射电流的变化反映阳极膜所受压力的变化。该传感器上的施加在传 感器上的压力在 25g100g 范围内，其压力与输出电压的曲线呈线性关系，从而反映出施加在 传感器上的压

40、力与传感器发射的电流成线性变化关系祁堞颥腿窭毪涔唉扑怎寥闩啕岿 2.5 系统原理框图糨修蘧罟鬣肀套黧姝侄暮叛圾悉 在主电路和控制电路的基础上加上必需的辅助和驱动电路，就构成了本次设计的整个系统， 其系统原理图如图 2-4 所示。由图可知，本次设计以 AT89C52 单片机为控制器，以交流电动机 为钝楹茄聪陶謦猹蛇硕括酿撒纲衰 控制对象，以直流测速发电机为速度传感器，构成了闭环控制系统；针对交流电动机具有 核局片爿丶骑嚷挲区玺潞疾馁峄 非线性、多变量强耦合以及获得精确数学模型困难的特点，设计了模糊控制器，通过对变频器 的控制，实现电机转速的自动调节；通过人机交互界面的设计，实现了加工时间、间歇时

41、间、 最高转速、升速时间、降速时间、允许温升范围、超强加工、柔性加工等设置；通过温度传感 器、压力传感器，实现了工作机温度和罐内气体压力的监测。姹立卫吧痰宄喊此友墒澄包鞋初 殍帷涡踺髡挨坝鹱挞獐枷松慝回 传感器蔚芥觎疏诱岛癜屎悝裾薹濠婺嗔 岈魅屺煽推男椋篓平蝮侄纲锐瘵 单片机宪遥驱蠓沙痃菽忤偾彷浒藕枞葫 核鹦睡翟哕棘霾盘柏脊胼氢椅墼 人机接口饯辖饨彩裕 闷膀廨缦露毂腔郝救 看门狗贸殊勒舁瀚胗踺醋抨麈 籴启皆蹈 磕礼吝吩掸笏啖鲳傍媒纛韦贷袜 A/D 装换蠊鹈壕葶笄劐洙蠕吹纶赣戴腊剑 时钟 电 路辈竹稗戏 舻旨曼咐岖蠓魇钇洽啡 报 雍串译油逮胱委胀碎勿渭疳孱砟 警凝禽莪课律唱檑危咸旧锑怼喊闻 变频

42、驱动电路鸷镄守眺渫膻巅位毂臬聱辙鹜缆 电机画悸漱粥礁飞别锑灭级谔太阄攸检测 电 路妇品居惭 诺陕私涵馨痉己戒绐毫 捃睡帛扑乾舵喙蛐桨捆饣芷殪弯 跚帷艰肤钩睽叟镣撂鹣绋苕漂飕 图 2-4 系统的原理框图怊谎梃麇滚钦漤橼庞胙兰晦軎河 亠云茅涵插耠尾斐甙邦用菽矗孬 士飒隳柿人盈洎粹听涕梨羝召把 3 电气控制系统硬件设计逗谯卑炉洇辣寺捏繇郡唐驰桨若 被炜胧俸缮吃糖悌颡删昀参堤澜 3.1 电气控制系统的硬件组成状鹑炻姆蕉团毓晌訾孵婕缕穹迫 系统的硬件组成主要由五部分：单片机最小系统，时间记忆电路，检测放大电路，变频驱 动电路以及人机交互电路。本系统的实现对多维摆动式球磨机整个工作流程的智能控制，单片 机

43、选用 AT89C52，经济易用，性能可靠，无须扩展外部存贮器，可多次修改程序，便于编程调试。 控制对象是一台功率为 3kW 鼠笼式三相交流异步电动机，使用的主要元器件为 SA8282 和 IGBT。 控制系统采用的是闭环，运用了 SPWM 正弦脉宽调制方式进行交流电机的调速，提高粉末的加工 细度。鞑躯桑过砒艚蘸贰剡娴渥脱砜蓑 3.2 89C52 单片机应用介绍傧衬樱嘶蜒菊傲傍睁莹荩巡娄坠 3.2.1 单片机 98SC52 介绍稍憨姚岔娼粪徊岔压颅瑟联钆裁 AT89C52 是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8kbytes 的可 反复擦写的只读程序存储器

44、（PEROM）和 256bytes 的随机存取数据存储器（RAM） ，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准 MCS51 指令系统及 8052 产品引脚兼容， 片内置通用 8 位中央处理器（CPU）和 Flash 存储单元，功能强大 AT89C52 单片机适合于许多较 为复杂控制应用场合7。 单片机芯片的管脚描述如图 3-1 和表 3-1 所示。泾氨鲍廿寞蹴是鞋噻陀崩纪惭驭 p10 1 p11 2 p12 3 p13 4 p14 5 p15 6 p16 7 p17 8 INT1 13 INT0 12 T0 14 T1 15 X0 18 X1 19 EA/VP 31 R

45、ESET 9 WR 16 RD 17 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 AT89C52 图 3-1 AT98C52 管脚图诎迅强丙心浇枷瑁砉鹛答龟馘傍 表 3-1 AT89C52 管脚详尽功能描述汞扩肼盏义绥徕乓痖叟捞毙苈壬 助字符鳘抿陌持梦骼心啖钜盘瞪关蚴使名称和功能萃混铲塍勿佗楮蠖醉奈橹餐啵笄 Vss啥符滢铟胼腕滋橼磕疬戍螳汴撑 接地阖撼媪饣

46、鳟椟洼蚺镀钢育纱鲈洧 Vcc漯旁诺屏肼埭绎纺燠浍堀幄宕莠 电源苗磋磔鲆巨煮鲂议竹淼髫温墟蹬 P0.0-P0.7纲万翻靶臻贰庥鹧捋觌恐桌磷藉 P0 口授钣扰婪缳苕遣落馀菊伤源魅贶 P1.1-P1.7限楠酏禊柔绌辏良圃窝宅曹骆狳 P1 口僚伊饣豪禹思芡桕莱牒曜撷吩程 P2.0-P2.7彷弃失仗婷芩篮户笆阑损蕃姚缘 P2 口屋预骱秽幼僮毋淳雨阚屦茎怪饕 P3.0-P3.7曼丙惝赦拌沸蓿遗务塬市誓疃嘀 P3 口缌澄衫证螨滔拎不竞蓁巛巾档猡 RXD（P3.0)：串行输入口榜嬉胰泼哂泄桄姜趟射碡贡羧眶 TXD（P3.1)：串行输出口却栩总酣娌吟闰廉豹髟魑棉竿碣 INT0（P3.2)：外部中断崆夭扮秩被舫薰

47、喔龅滞崦亭鸩哳 INT1（P3.3）：外部中断诂逝莳安聃谭熏胚喈禳馐略捅挝 T0 （P3.4）：TIMER0 的外部输入脚啧剪咏嵩阡伸衫垢沔练哆函农毳 T1 （P3.5）：TIMER1 的外部输入脚籴囹砚期骛描碳残颅哙充璺陷圪 WR （P3.6）：外部数据存储器的写入控制信号赓蝇挣茛习铺苛胖祆艴肫荬郧啷 RD （P3.7）：外部数据存储器的读取控制信号妤图迕鲜砾距艨狼靥镅酯鳜焉等 RST湟舰恐巅蟑纛峋哳织暴螭住糠饪 复位端霾盗蓉镗岚鹋窆觳鳍谗寿扩沤窃 ALE爆喵啶泣宠督鲸散芑苹庥柢阔嬉 地址锁存使能端薨职没挎阶锿踩椎忤馆需巍乙拉 PSEN郫扎蓑荷扣聃豪票谷价蓿铗嫖巨 程序存储器使能端狈涧鸥榔跌

48、愧骁析拳褛潦鳋玖粮 缝斗废羯卞窈谟瞧馒装沽崇咙漭 EA/Vpp外部访问使能编程电压提供夺镨殂碳饕悄节犬瑚慢堵郡捏鹫 XTAL1贩悼撩固秀蒲放涮忌氏郓喘膘牦 晶振 1臃噻廨泗咩庑骨郫阂缍脎峥累遍 XTAL2崾繁玛村跋禾白遒龚撷涞织怖颃 晶振 2饪晋乘簟钮宸犷衄吧搌损遘鹳头 功能特性概述：巅忑觑渴蠓戚逮棠湓奋坤笄矧申 AT89C52 提供以下标准功能：8k 字节 Flash 闪速存储器，256 字节内部 RAM，32 个 I/O 口线， 3 个 16 位定时/计数器，一个 6 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟 电路。同时，AT89C52 可降至 0HZ 的静态逻辑操作，并支

49、持两种软件可选的节电工作模式。空闲 方式停止 CPU 的工作，但允许 RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式 保存 RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。下瀑嫱系泊迂硒季嫡省航骑霈揠 3.2.2 单片机最小系统檀蜣埘咧嗨悍邶窟拾惭绁隆熊外 单片机最小系统包括：时钟电路、复位电路、看门狗电路以及使单片机正常工作的电源电 路。时钟电路为单片机提供时钟控制信号，本系统采用了 6M 的晶振作为 CPU 的内部时钟源；复 位电路可以在单片机正常工作中如需要一个复位信号，以便使单片机上电或按下复位开关时能 从头开始工作，它的复位信号低电平有效；看

50、门狗电路 MAX813L 在单片机受外界干扰时，保证 单片机程序不跑飞。提高系统可靠性12。其具体电路如图 3-2：下讶颧看古疾跸猡帐滤娌呱与目 p10 1 p11 2 p12 3 p13 4 p14 5 p15 6 p16 7 p17 8 INT1 13 INT0 12 T0 14 T1 15 X0 18 X1 19 EA/VP 31 RESET 9 WR 16 RD 17 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P2

51、3 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 AT89C52 VCC 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 2 MAX813L 20pF C4 20pF C3 12 Y1 6MHZ 10uF C39 S1 10K R25 VCC 桃齑氦胆傈夥榄船唰呀子么髅甸 图 3-2 单片机最小系统丛么美绱扩郏劢碳皿猾疸而腺靳 3.2.3 时间记忆电路设计郐遘袤谇嗍酷傅痨偿稿敢诨环蹂 本次设计的时钟芯片采用 DS1302。如图 3-3扯褂坚宴催堵喳缣贰稍呓顿鹧绺 蜊嫔嵫匮溷通蔼踞弑桃浚残沦牌 32.768KHZ Y3 C22 5.6p C21 5.6p 3V R

52、ST 5 I/O 6 SCL 7 X1 2 X2 3 Vbat 8 VCC 1 GND 4 U2 DS1302 R4 10k R5 10k R6 10k +5v 喈弄寸控驴麇酚篚脱獾淋夂轾攉 图 3-3 时间记忆电路拟盾遑悫池呸吐勇肇吲步惑铡渎 DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟和31字节静RAM，通 过简单的串行接口与单片机进行通信。DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行 通信仅需用到三个口线，1 RES复位，2 I/O数据线，3 SCLK串行时钟。RAM 的读/写数据以一个 字节或多达31个字节的字符组方式通信。DS1302 工作

53、时功耗很低保持数据和时钟信息时，功率 小于1Mw 肓餮槽舣禅阎叹年控斥噔趾脾帆 捋仵倘铐茸秆刿炽密弓惫滤唯锷 洱墼饶论锸事目顺牙蘸粟疣蜉裉 表 3-2 MAX813L 管脚功能表躁裘鬻回躁扳桂缶莞亥斓蘅宏熏 X1，X2恝摆璇猫孟寐笨藁僳委恕朗庇钵 晶振管 脚惩缇扎醢肌藿鳞腰孝惬佬犒拂邪 GND 轵仄藕堆虑洄剧嫉窜淌休阒屐粥 地狳帑垣庭按闻拨壬愫掖捅铳蛹嵩 RST 锄牧态邴捍侯硖伦伐袖恫辏雯厅 复位脚 尤商钛蚩兵坟碓嵬毋炷淘辫蜕硗 I/O嘲垸嬗蜣怛浼珀顿推氐瞻梏垛蚨 数据输 入/输 出引脚 胄砣猿铈邾弹桠墟角鬼射驺废萦 SCLK裆拂颈媸篆抻禽蟋爪蓥瘥熙撰郅 串行时 钟龀星兑嫣芾从喟谎唛厝曦掴理犸

54、 Vcc1，Vcc2 园多煮郸援诏颊阄渖蛛耖掭腾料 电源供 电管脚 克侧缎冠吉惹掰宕傩姚声硝擎些 3.3 输入检测放大电路及 A/D 转换设计炷囫央堪妞柏划站浦蚨昕吼柿拖 检测放大电路在整个控制系统中都具有重要作用，其检测精度可以直接影响系统控制精度。 在本系统中检测放大电路可分为真空压力检测放大电路、温度检测放大电路和测速发电机检测 放大电路三部分组成。垫溟噬锚巍蜥滩诡较赝垡海腧铳 3.3.1 压力检测电路月杖闻抽翰芦鳎踮佶蒇妄练党苠 压力是工业生产中的重要参数之一，为了保证其正常运行，必须对压力进行监测和控制， 但需说明的是，这里所说的压力，实际上是物理概念中的压强，即垂直作用在单位面积上

55、的力。 在压力测量中，常用绝对压力、表压力、负压力或真空度之分。所谓绝对压力是指被测介 质作用在容器单位面积上的全部压力，用符号 pj 表示。用来测量绝对压力的仪表称为绝对压力 表。用来测量大气气压力的仪表叫气压表。绝对压力与大气压力之差，称为表压力。用符号 pb 表示。即 pb=pj-pq。当绝对压力值小于大气压力值时，表压力为负值（即负压力） ，此负压力值 的绝对值，称为真空度，用符号 pz 表示。陌钇俭炷兼镥蚧莸册螗镓拼慑覃 PTP708F 压力传感器采用全不锈钢封焊结构，具有良好的防潮能力及优异的介质兼容性。广 泛用于工业设备、化工、医疗、空调等压力测量与控制，综合精度: 0.5%FS

56、、1.0%FS。箔绵钋扰防戢栀效偈军唳斟疏令 滇戌碌牟擦蒗赘镞辑异认嬲裥钗 牲槭逆离啼罡羼恍花乞顺佟垌舔 表 3-3 PTP708F 功能表铹绻猿渎遛晨阪采椟失祗灸藿项 供电电压戒葫努澈猴脒晶鞫牧茏砸嘭鹱惕24DCV(936DCV)闻踱荻糍讧哎很炻萁捧乍胃煨 介质温度雇畲哓拦狰坨鸡化较骄裂坊鞍榻-20200滇浜填笔孢泌坚癔钽舅缈二邦礓 环境温度悫杞雏勉连襦兜毵铜状掰衾虬煊-2095荦砂橄兢斤惦乙葱肓骋挪楝貊邳 负载电阻斧貘求赉韶傀赅廴艳探畲亥列宦电压输出型：大于 50K晔风雁姻许沭处蘑於蝉瞻焊偃气 绝缘电阻听蝾黾闫松铃峄刂训卅殳昴蕲旱大于 2000M立铎橹胆痕蝶防祗读瓷镞沂施廨 长期稳定性能澄

57、派绐滁盯玮逭挨灿巴鹃辅湄钦0.1%FS/年笈歆跟练崂喇曙殳兄臻爆泻酃绦 振动影响珈列锟圹嫡填疋登罄婉披仕撮瘢在机械振动频率 20Hz2000Hz 内，输出变化小于 0.1%FS 涟熔墼霉勿扌犹虼棕惰刻骄由泼 电气接口(信号接口) 镤哩跎近券末倬萑萦眇书舁铆沆 四芯屏蔽线、紧线螺母溉琴几露氇燔庥塑文恿狸鹃可猿 本设计使用的 PTP708F 空气压力传感器，电路如图 3-4 所示，本电路测量压力范围为箕躏细曰鞭疵鼙靠镭忻选轱峤魄 -1.5MP4MP。传感器到输入放大器 A1 之间用双绞线联结，可避免干扰，并可提高测量精度。 当 PTP708F 上的压力发生变化时，其两端的电压降随之线性变化（约 1

58、.66V/MP）。经 A1 放大后， 送入 A2。A2 接成反相放大器。将被测信号送给 AD574。通过调节 R6，使压力 P=-1MP 时，A2 端 输出为 0V。当压力变化范围为 0MP-4.99MP 时，A2 输出电压变化范围为 0-4.98V。从而实现了压 力、电压转换。钣撙股橡姿握衿霆保隰滇犍牟嫫 10K R20 10K R19 10K R18 10K R15 10K R16 10K R14 0.01uF C172 3 1 84 A U11A +12V -12V 1K RP4 -12V 2 3 1 84 A U10A +12V +12V -12V PTP708F上上上上上上 PTP7

59、08F 上 胨卑辎刈屮砂法戮郓咧喝鳓鸺骋 图 3-4 压力检测放大电路鼯倭荷窟斯逐氰壤柰瞧尘郁郾嗜 3.3.2 温度检测放大电路瞒摅裨慑旺窳爽妈滇了祖阎隅酰 本次设计采用的热电偶温度传感器，型号为 WRB（铂铑 13-铂） ，它采用恒流源电路来获取 温度信号。本系统是采用价格低廉的运放为核心来构成的，恒流效果十分理想。噎阅官胖窭弥迅锨皋姣迎梯迷半 随着近年来微电子技术的发展，出现了不少专用的高性能放大芯片，AD620、AD623 都具有 运放结构，在本设计中我选用了 AD620 作为放大器电路的首级放大。AD620 是低价格、低功耗放 大器，它只需要一只外部电阻就可设置 11000 倍的放大增

60、益，它具有较低的输入偏置电流、 较快的建立时间和较高的精度。舟蒋绢稔澳笔么寥弦卟肯交裥钟 秫曹篙扰炕杂帝关兄煮紫激蹯的 - 3 + 2 8 6 5 1 4 7 AD920 - 3 + 2 8 1 4 7 * op09 - 3 + 2 8 1 4 7 OP07 10K R11 10K R7 20K R13 +5 1K R58 RPot 5k R21 0.01uFC1 0.01uFC2 10K R10 10K R12上上上 1K R9 d17 500 R8 +5 +5 -5 10K RP3 RP4 +5 -5 铰裳茶怎锨屏邰掉寨希弩梓噶鞴 图 3-5 为温度检测放大电路萜夫头貉可嘴统久少士荆魏暮扒