基于AT89C51控制的直流电动机双环调速系统

路触发脉冲发生电路。整个控制程序由主程序、外中断服务程序、PI运算程序及各种辅助程序组成。

主程序主要功能是：上电初始化，设堆栈指针，AT89C51和主要芯片初始化，查询传感器阵列的状态并检查到的命令键设置相应的控制命令标志位，故障检测报警以及等待同步脉冲外中断等。

同步外中断服务程序的主要功能是：转速反馈信号采样，按控制命令标志位对应的运行状态对转速环进行PI运算，电流反馈信号采样，按控制命令标志位对应的运行状态对电流环进行PI运算，控制移相角α的时间值量化，读电源状态字码S1、S2、S3及判定下一拍应送触发脉冲的晶闸管的字码等。

电流环和转速环的离散化Pl运算都以差分方程形式实现，其输出经工程量变换量化后，变为与控制移相α所对应的时间TD，为了提高控制精度，程序中要采用16位的四则运算。

由于整个系统实现了数字化控制，所以能很方便地通过软件引入各种特殊的控制方式。在电动机起动时，通过程序的判断，可以使转速环PI数字调节器实现积分分离，直接进行大比例系数的P数字调节器运算；保证电流环的给定立即达到最大僧，从而使起动电流稳定在最大允许值上，实现快速起动。又如，在程序中可设定零电流比较值与电流反馈信号进行比较，以判别电流是否断续，在电流断续时自动将电流环节的数字PI运算改为积分运算，并直接修改相应的控制参数，从而使控制系统进人一种简单的自适应控制模式，提高了微机电动机调速系统的动态品质因数。

为了增强系统的检错和抗干扰能力，程序设计时采取了以下措施：

(1)程序对输入输出出现非常量时的检错。操作人员由于失误从拨盘输入了超出规定范围的转速给定值或者当计算机读人电源状态字码与前次电源状态字码顺序出现混乱时，控制程序能够通过判断及时进行出错处理：一方面用显示器给出“出错标志”，同时由单片机复立，即停发触发脉冲，断开主电路，使电动机自动停止运行。

(2)采用程序运行监视定时器(Watch dog Timer)。在主程序上电初始化时，建立软件的监视定时器系统，使用AT89C51单片机片内定时器中断，并设其定时时间为10ms。为此，在每次(3.33ms)同步外中断服务程序中，要对定时器清零一次。

4 结束语

直流电动机双环调速系统采用单片机作为控制系统的微处理器，使得整个系统有如下特点：

1.统所选器件少，硬件结构简单。

2.采用数字控制方式，提高了系统的动静态性能。

本系统普遍应用于轧钢、造纸等对速度精度、快速响应要求较高的场合。

参考文献:
[1] 李仁定主编.电机的微机控制[M]. 北京：机械工业出版社，1999.
[2] 李朝青编著.单片微机原理及应用技术[M]. 天津：南开大学出版社，1999
[3] 陈伯时主编.电力拖动自动控制系统：运动控制系统[M]. 北京：机械工业出版社，2003