Diseño de sistema de control de velocidad de motor de CC de un solo chip
Título de tesis: Diseño de hardware de regulador de velocidad de motor DC
Especialidad: Automatización
Estudiante universitario: Liu Xiaoyu (firma) ＿＿＿＿
Profesor de orientación: Hu Xiaodong (firma) ＿＿＿＿
Diseño del hardware del regulador de velocidad del motor de CC
Resumen
Los motores de CC se utilizan ampliamente en diversas ocasiones para fabricar. Equipo mecánico Trabajar a una velocidad razonable requiere la regulación de velocidad del motor de CC. En este experimento, se construyó un sistema de regulación de velocidad de circuito cerrado único basado en el microcontrolador C8051F020. Se utilizó la señal PWM para cambiar el voltaje de la armadura del motor y el control PI de circuito cerrado único de velocidad se completó mediante software. fue diseñado para lograr una regulación suave de la velocidad del motor de CC y comprender el principio de control PI y la determinación de sus parámetros para una comprensión más profunda. Los resultados experimentales muestran que controlar la salida de señal PWM de 8 bits puede cambiar suavemente el voltaje del inducido del motor y realizar funciones como aceleración, desaceleración y marcha atrás del motor. En el experimento se utilizaron elementos Hall para detectar y retroalimentar la velocidad del motor. La velocidad deseada se puede configurar mediante las teclas de función. Cuando el parámetro proporcional se selecciona como 0,08 y el parámetro integral es 0,01, la velocidad del motor puede alcanzar la estabilidad en aproximadamente 3 segundos. Se sabe por los resultados experimentales que el sistema único de regulación de velocidad de circuito cerrado puede regular la velocidad del motor de CC y lograr los resultados esperados.
Palabras clave: Motor DC, C8051F020, PWM, regulación de velocidad, digital
Asunto: Diseño de hardware de regulador de velocidad para motor DC
Especialidad: Automatización
Nombre: Xiao yu Liu (Firma)＿＿＿＿
Instructor:Xiao dong Hu (Firma) ＿＿＿＿
Diseño de hardware del regulador de velocidad para motor de CC
Resumen
El motor de CC es una máquina ampliamente utilizada en varias ocasiones. El sistema de regulación de velocidad se utiliza para satisfacer el requisito de que la velocidad del motor de CC se controle en un rango en algunas aplicaciones. En este experimento, el sistema de control digital de circuito cerrado se basa en C8051F020 SCM. Utilizó un regulador PI y PWM para regular la velocidad del motor de CC. En este artículo se analiza el método de regulación de la velocidad del motor de CC y se logra una comprensión profunda. Acerca del regulador PI. Según el experimento, el voltaje de la armadura se puede controlar linealmente con la regulación del PWM de 8 bits. De modo que el motor de CC puede acelerar, desacelerar o invertir. En el experimento, el componente Hall se utiliza como detector y retroalimenta la velocidad. La velocidad esperada se puede obtener presionando una tecla. Al usar el regulador PI, el motor de CC tendrá una velocidad estable en diez segundos cuando se elige el valor P como 0,8 y el valor I como 0,01. Por último, el experimento muestra que el sistema de regulación de velocidad. puede funcionar como se esperaba.
Palabras clave: motor CC, C8051F020, PWM, regulación de velocidad, digital
Contenido
Capítulo 1 Introducción 1
1.1 Descripción general del desarrollo del sistema de regulación de velocidad CC 1<
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1.2 Panorama del desarrollo interno y externo 2
1.2.1 Panorama del desarrollo interno 2
1.2.2 Panorama del desarrollo externo 3
1.2.3 Resumen 4
1.3 El propósito y la importancia de esta investigación 4
1.4 El contenido principal de la investigación del artículo 4
Capítulo 2 Principio de funcionamiento de Regulador de velocidad del motor de CC 6
2.1 Método y principio de regulación de la velocidad del motor de CC 6
2.2 Principio de funcionamiento de la regulación de velocidad PWM (modulación de ancho de pulso) del motor de CC 7
2.3 Regulación CC de circuito cerrado único con retroalimentación negativa de velocidad Principio del sistema de velocidad 11
2.3.1 Composición del sistema de control de velocidad CC de circuito cerrado único 11
2.3.2 Características estáticas del sistema de bucle cerrado único con retroalimentación negativa de velocidad 12
2.3.3 Características básicas del sistema de bucle cerrado único con retroalimentación negativa de velocidad 13
2.3.4 Limitaciones del sistema de bucle cerrado único con retroalimentación negativa de velocidad sistema de circuito cerrado único de retroalimentación 14
2.4 El circuito cerrado único que utiliza el regulador PI no tiene un sistema de control de velocidad diferencial estático 15
2.5 Principio de circuito cerrado único de retroalimentación negativa de velocidad digital sistema 17
2.5.1 Diagrama de bloques de principios 17
2.5.2 Ajuste de PI digital Principios de diseño del controlador 18
Capítulo 3 Hardware del regulador de velocidad del motor de CC Diseño 20
3.1 Esquema de diseño general del hardware del sistema y diagrama de bloques 20
3.1.1 Plan de diseño general del hardware del sistema 20
3.1.2 Diagrama de bloques general 20
3.2 Diseño de hardware del sistema 20
3.2.1 Microcontrolador C8051F020 20
3.2 .1.1 Introducción al microcontrolador 20
3.2.1.2 Uso de programables Matriz de temporizador/contador para obtener señal PWM de 8 bits 23
3.2.1.3 Configuración del puerto del microcontrolador 23
3.2.2 Circuito principal 25
3.2.3 LED circuito de visualización 26
3.2.4 Circuito de control de botones 27
3.2.5 Circuito de detección y retroalimentación de velocidad 28
3.2.6 Circuito de alimentación de 12 V 30
3.3 Resumen del diseño de hardware 31
Capítulo 4 Resultados de ejecución experimental y discusión 32
4.1 Condiciones experimentales y resultados operativos 32
4.1. 1 Resultados operativos del sistema de circuito abierto 32
4.1.2 Resultados operativos del sistema de circuito cerrado único 32
4.2 Análisis y discusión de resultados 32
4.3 Problemas encontrados en el experimento y la discusión 33
Conclusión 34
Agradecimientos 35
Referencias 36
Resumen del artículo 38
Apéndice 1 Diagrama de circuito de diseño de hardware del regulador de velocidad del motor de CC 39
Apéndice 2 Lista de programas del sistema de control de motores de CC 42
Apéndice 3 Figura física del hardware 57
Capítulo 1 Introducción
1.1 Descripción general del desarrollo de sistemas de control de velocidad de CC
En la industria moderna, los motores eléctricos se utilizan ampliamente como dispositivos de transmisión para la conversión de energía en sectores industriales como maquinaria, metalurgia y petroquímica. , y defensa nacional, a medida que los requisitos para los procesos de producción y la calidad del producto continúan mejorando y la producción aumenta, cada vez más maquinaria de producción requiere un ajuste automático de velocidad.
En el sistema de transmisión de velocidad regulable, según el tipo de motor de transmisión, se puede dividir en dos categorías: sistema de regulación de velocidad CC y sistema de regulación de velocidad CA. El motor de CA CC tiene las ventajas de una estructura simple, un precio bajo, un mantenimiento fácil y un momento de inercia pequeño, pero su principal desventaja es que la regulación de la velocidad es difícil.
Por el contrario, aunque los motores de CC tienen deficiencias como una estructura compleja, un precio más alto y un mantenimiento problemático, tienen un gran par de arranque, un buen rendimiento de arranque y frenado y es fácil lograr una regulación suave de la velocidad en un amplio rango del sistema de control de velocidad de CC. Sigue siendo la forma principal de sistema de control automático de velocidad.
El desarrollo de los sistemas de control de velocidad de CC está impulsado por los últimos avances en tecnología microelectrónica, tecnología electrónica de potencia, tecnología de sensores, tecnología de materiales magnéticos permanentes, tecnología de control automático y tecnología de aplicaciones de microcomputadoras. Son estos avances tecnológicos los que han provocado cambios trascendentales en los sistemas de control de velocidad de CC. Entre ellos, la parte de control del motor ha dado paso gradualmente al control por microprocesador basado en un microordenador de un solo chip a partir del control analógico, formando un sistema de control híbrido de digital y analógico y un sistema de control digital puro, y se está desarrollando rápidamente en la dirección de control digital completo. Los dispositivos de potencia utilizados en la parte motriz del motor también han sido objeto de varias mejoras. En la actualidad, se han generalizado los dispositivos de potencia totalmente controlados MOSFET e IGBT, que tienen una velocidad de conmutación más rápida y un control más sencillo. Los cambios en las condiciones de control de los dispositivos de potencia y el uso de tecnología microelectrónica también permiten implementar nuevos métodos de control de motores. El método de control de modulación de ancho de pulso se ha utilizado ampliamente en la regulación de velocidad de CC.
En 1964, A. Schonung y H. Stemmler propusieron por primera vez la aplicación de la tecnología PWM a la transmisión de motores, lo que abrió una nueva situación para la promoción y aplicación de la transmisión de motores. Desde la década de 1970, se han comercializado microprocesadores de circuitos integrados a gran escala con tamaño pequeño, bajo consumo de energía, bajo costo, velocidad rápida, funciones sólidas y alta confiabilidad, llevando el control de motores a una nueva etapa, con microprocesadores. Control digital centrado en computadora (denominado conocido como control digital por microordenador) se ha convertido en la forma principal de controlador de sistema de accionamiento eléctrico moderno. PWM a menudo reemplaza a los convertidores de digital a analógico (DAC) para el control de salida de potencia, siendo el control de velocidad de los motores de CC la aplicación más común. Por lo general, PWM coopera con un circuito de accionamiento de puente para realizar la regulación de velocidad del motor de CC, que es muy simple y tiene un amplio rango de regulación de velocidad. En el control de motores de CC, se utiliza principalmente el método de modulación de ancho de frecuencia fija.
En la actualidad, existen principalmente tres tipos de módulos de control de velocidad del motor:
(1) Utilice una red de resistencias o un potenciómetro digital para ajustar el divisor de voltaje del motor de CC para lograr el regulación de velocidad deseada. Propósito;
(2), utilizar relés para controlar la apertura o cierre del motor de CC y ajustar la velocidad del motor mediante la conmutación del interruptor;
(3). ), utiliza un circuito PWM tipo H IGBT compuesto de tubos. Utilice un microcontrolador para controlar el tubo IGBT para que funcione en un estado de conmutación con un ciclo de trabajo ajustable y ajuste con precisión la velocidad del motor.
1.2 Descripción general del desarrollo interno y externo
1.2.1 Descripción general del desarrollo interno
Desde que mi país produjo con éxito el primer tiristor de silicio a principios de la década de 1960 , La regulación de CC por tiristores ha comenzado a desarrollarse rápidamente y a utilizarse ampliamente. Los dispositivos de regulación de velocidad de CC con tiristores de 0,4-200 KW utilizados para potencias medianas y pequeñas se han producido en masa como productos de uso general estandarizados y serializados.
En la actualidad, todas las universidades, instituciones de investigación y fabricantes de todo el país están desarrollando sistemas digitales de control de velocidad de CC y han propuesto muchos algoritmos de control para sistemas de control de velocidad de CC:
(1) Métodos para la identificación de parámetros de motores de CC y sistemas de control de velocidad de CC. De acuerdo con las características de entrada y salida del sistema o enlace, este método aplica el método de mínimos cuadrados para obtener los parámetros internos del enlace del sistema. Los parámetros obtenidos tienen alta precisión y el método es simple y fácil de implementar.
(2) Método de control del modelo interno del sistema de control de velocidad del motor de CC. Basado en el principio de control de modelo interno, este método diseña un controlador de modelo interno para el sistema de control de velocidad del motor de CC de doble circuito cerrado, reemplazando el regulador PI convencional, resolviendo con éxito el problema del exceso de velocidad y permitiendo que el sistema obtenga una excelente dinámica y Rendimiento estático. El método de diseño es simple y el controlador es fácil de implementar.
(3) Método de control inteligente adaptativo de una sola neurona. Este método propone una estrategia de control inteligente adaptativo de una sola neurona basada en las características del sistema de accionamiento de CC. Este sistema de control inteligente adaptativo de una sola neurona no solo tiene un buen rendimiento estático y dinámico, sino que también tiene una robustez y adaptabilidad satisfactorias.
(4) Método de control difuso.
Este método intenta aplicar la teoría del control difuso a pequeños sistemas de inercia. El experimento con motores de 1,5 kW ha demostrado que la teoría del control difuso se puede utilizar para el arranque con corriente limitada y el control de funcionamiento a velocidad constante de motores en derivación de CC, y se puede obtener una curva de control ideal.
El método de control mencionado anteriormente es solo un aspecto de la aplicación e investigación de los sistemas de control de velocidad de motores de CC. Muchos académicos nacionales y extranjeros han realizado investigaciones sobre este tema en diversos grados.
1.2.2 Descripción general del desarrollo extranjero
Con la aparición y el desarrollo de varios microprocesadores, la investigación extranjera sobre sistemas de regulación de velocidad de control digital para motores de CC también se desarrolla y mejora constantemente, especialmente. En la década de 1980, la investigación en esta área alcanzó una prosperidad sin precedentes. El sistema de control de velocidad de los grandes motores de CC generalmente se implementa mediante rectificación de tiristores. Para mejorar el rendimiento del sistema de control de velocidad, los investigadores han investigado mucho sobre el algoritmo de control de los pulsos de disparo de tiristores y han propuesto algoritmos de control de modelos internos e IP. controladores para sustituir los métodos de regulación PI, algoritmos PID adaptativos y difusos, etc.
En la actualidad, las principales empresas eléctricas extranjeras, como la sueca ABB, la alemana Siemens, AEG, la japonesa Mitsubishi, Toshiba, la estadounidense GE, etc., han desarrollado dispositivos de regulación de CC digitales, incluidos los serializados, estandarizados y maduros. Los productos de aplicación con plantilla están disponibles para su selección. Por ejemplo, el dispositivo rectificador de la serie SIMOREG-K 6RA24 producido por Siemens es un dispositivo de control totalmente digital que se alimenta directamente mediante una fuente de alimentación de CA trifásica. Tiene una estructura compacta y se utiliza para completar la armadura del motor de CC y la fuente de alimentación de excitación. la tarea de regulación de velocidad. El rango de corriente de diseño es de 15 A a 1200 A y se puede ampliar conectando unidades de tiristores SITOR en paralelo. Dependiendo de la aplicación, puede elegir un dispositivo operativo de un solo cuadrante o de cuatro cuadrantes. El dispositivo en sí tiene una unidad de configuración de parámetros y la configuración de parámetros se puede completar sin ningún equipo adicional. Todo el control, ajuste, monitoreo y funciones adicionales se implementan mediante el microprocesador, y el valor dado y el valor de retroalimentación se pueden seleccionar como valores digitales o analógicos.
1.2.3 Resumen
Con el desarrollo de la tecnología de producción, el accionamiento eléctrico de CC tiene requisitos importantes para arranque y frenado, rotación hacia adelante y hacia atrás, precisión de regulación de velocidad, rango de regulación de velocidad, características estáticas y dinámicas. Se han planteado requisitos más elevados en aspectos como la respuesta, que requiere el uso extensivo de sistemas de control de velocidad de CC. Por lo tanto, se profundizará aún más la investigación popular sobre el sistema de regulación de velocidad de CC.
1.3 El propósito y la importancia de esta investigación
El motor de CC es el primer motor en aparecer y también es el primer motor en realizar la regulación de velocidad. Durante mucho tiempo, los motores de CC han ocupado una posición dominante en el control de velocidad. Debido a sus buenas características de regulación de velocidad lineal, rendimiento de control simple, alta eficiencia y excelentes características dinámicas, sigue siendo la mejor opción para la mayoría de los motores de control de velocidad. Por lo tanto, es de gran importancia estudiar el control de velocidad de un motor de CC.
Con el desarrollo de los microcontroladores, los sistemas digitales de control de velocidad DC PWM se han utilizado ampliamente en la industria y los métodos de control se han vuelto cada vez más maduros. Sus requisitos para el microcontrolador son: una velocidad suficientemente rápida; un puerto PWM para generar automáticamente ondas PWM; una función de captura para medición de frecuencia y un convertidor A/D para medir la velocidad de salida del motor y el voltaje de salida; cantidades analógicas de corriente; tiene varias interfaces seriales síncronas, suficiente ROM y RAM internas para reducir el tamaño del sistema de control, tiene funciones de vigilancia, administración de energía, etc. Por lo tanto, en este experimento se seleccionó el microcontrolador C8051F020 de Cygnal.
Al diseñar y depurar el sistema de control de velocidad DC PWM basado en el microcontrolador C8051F020, sacamos conclusiones. Mientras dominamos C8051F020, profundizamos aún más nuestra comprensión de los métodos de control de velocidad del motor DC, los controladores PI y el conocimiento relacionado. control de movimiento.
1.4 Contenido principal de investigación del artículo
El objeto de investigación de este tema es un motor de CC y su velocidad está controlada. La idea básica es utilizar el puerto PWM que viene con C8051F020 para controlar el voltaje del inducido del motor ajustando el ciclo de trabajo del PWM, controlando así la velocidad.
El diseño del hardware del sistema es: con C8051F020 como núcleo, se compone de bucle de velocidad, pantalla, control de botones y otros circuitos.
El contenido específico es el siguiente:
(1) Presentación del principio de funcionamiento del motor de CC y el método de control de velocidad PWM.
(2) Complete el diseño de hardware del sistema de control digital del motor de CC con C8051F020 como núcleo de control.
(3) Analice en función de las características del sistema, utilice PWM para controlar la velocidad del motor y obtenga el control PI apropiado y los parámetros relacionados a través de experimentos.
(4).Resumir el rendimiento del sistema de control digital de velocidad del motor DC.
Capítulo 2 Principio de funcionamiento del regulador de velocidad del motor de CC
2.1 Método y principio de regulación de la velocidad del motor de CC
La relación entre la velocidad del motor de CC y cada parámetro se puede encontrar a continuación Expresado por la fórmula:
Se puede ver en la fórmula anterior que si desea cambiar la velocidad del motor de CC, es decir, la regulación de velocidad, hay tres diferentes maneras: ajustando el voltaje de suministro de la armadura U, cambiando la resistencia del bucle de la armadura R, ajustando el flujo de excitación Φ.
La comparación de los tres métodos de regulación de velocidad se muestra en la Tabla 2-1.
Tabla 2-1 Comparación de los tres métodos de regulación de velocidad del motor
Velocidad métodos y métodos de regulación: rango de velocidad del dispositivo de control, tasa de cambio de velocidad, suavidad, rendimiento dinámico, par constante o eficiencia de potencia constante
Cambie la cadena de resistencia del inducido reóstato o contactor de resistencia del inducido, resistencia 2:1 reóstato se usa comúnmente a bajas velocidades. Mejor
Se usan contactores y resistencias, poca capacidad de ajuste automático, par constante bajo
Cambie el voltaje del inducido del grupo electrógeno del motor, del grupo electrógeno o del amplificador del motor (magnético). amplificador) 10:1~20:1 Par constante pequeño y bueno 60~70
Convertidor de tiristor estático 50:1~100:1 Par constante pequeño y bueno 80~90
Transistor de modulación de ancho de pulso de CC o tiristor Circuito de conmutación de CC 50:1～100:1 pequeño par constante 80～90
Cambie la resistencia en serie del flujo o la fuente de alimentación de CC variable Reóstato de potencia de CC 3: 1
～
5: 1 Diferencia mayor, potencia constante 80～90
El amplificador de motor o el amplificador magnético es mejor
Los convertidores de tiristores son buenos
Como se muestra en la Tabla 2-1, para sistemas que requieren una regulación de velocidad suave y continua dentro de un cierto rango, la mejor manera es ajustar el voltaje de suministro del inducido y la variable. El método de regulación de velocidad del voltaje del inducido también es el más Método de regulación de velocidad ampliamente utilizado.
2.2 Principio de funcionamiento de la regulación de velocidad PWM (modulación de ancho de pulso) del motor de CC
En el sistema de regulación de velocidad de CC, el amplificador de conmutación proporciona el voltaje y la corriente necesarios para accionar el motor. cambiando el El voltaje promedio en el motor controla el funcionamiento del motor. En los amplificadores de conmutación, los transistores se utilizan a menudo como dispositivos de conmutación. Al igual que los interruptores, los transistores siempre están encendidos y apagados. Cuando el transistor está encendido, la caída de voltaje a través de él se puede ignorar; cuando el transistor está apagado, la caída de voltaje es muy grande, pero la corriente es cero, por lo que ya sea que el transistor esté encendido o apagado, el transistor de salida tiene El El consumo de energía es muy pequeño. Un amplificador de conmutación relativamente simple enciende y apaga el amplificador a una frecuencia fija y cambia el ancho de fase de "encendido" y "apagado" dentro de un ciclo según sea necesario. Dicho amplificador se denomina amplificador de modulación de pulso.
La tecnología de modulación de ancho de pulso PWM es una tecnología que obtiene de manera equivalente la forma de onda requerida (incluidas la forma y la amplitud) modulando el ancho de una serie de pulsos.
De acuerdo con las características de la tecnología de control PWM, hasta ahora existen ocho métodos principales: control de voltaje de fase PWM, control de voltaje de línea PWM, control de corriente PWM, control no lineal PWM, conmutación suave resonante PWM, control vectorial PWM , control de par directo PWM, control vectorial de voltaje espacial PWM.
El diagrama principal y las formas de onda de voltaje de entrada y salida del control de velocidad PWM de motores de CC que utilizan tubos de conmutación se muestran en la Figura 2-1 y la Figura 2-2.
Cuando la puerta del MOSFET del tubo de conmutación ingresa un nivel alto, el tubo de conmutación se enciende y el voltaje se aplica a través del devanado del inducido del motor de CC. Segundos después, la entrada de la compuerta cambia a nivel bajo, el tubo del interruptor se apaga y el voltaje en ambos extremos de la armadura del motor es 0. Segundos después, la entrada de la compuerta cambia nuevamente a nivel alto y la acción del tubo del interruptor repite el proceso anterior. De esta manera, correspondiente al nivel de entrada, la forma de onda de voltaje en ambos extremos del devanado del inducido del motor de CC se muestra en la Figura 2-2. El voltaje promedio en el devanado del inducido del motor es:
Fórmula 2-1
Donde - el ciclo de trabajo,
El ciclo de trabajo representa En un ciclo , la relación entre el tiempo de conmutación del interruptor y el ciclo. El rango de variación es 0≤≤1. Se puede ver en la Ecuación 2-1 que cuando el voltaje de la fuente de alimentación permanece sin cambios, el valor promedio del voltaje terminal de la armadura depende del ciclo de trabajo. Cambiar el valor puede cambiar el valor promedio del voltaje terminal, logrando así el propósito de. Regulación de velocidad. Este es el principio de regulación de velocidad PWM.
En la regulación de velocidad PWM, el ciclo de trabajo es un parámetro importante. Las siguientes son tres formas de cambiar el ciclo de trabajo:
(1) Método de modulación de frecuencia de ancho fijo: mantener el mismo y cambiar, cambiando así el período (o frecuencia).
(2) Método de modulación de frecuencia de ancho: mantener el mismo y cambiar, cambiando así el período (o frecuencia).
(3) Método de modulación de ancho de frecuencia fija: mantenga el período (o frecuencia) sin cambios mientras cambia.
Los dos primeros métodos cambian el período (o frecuencia) del pulso de control durante la regulación de velocidad. Cuando la frecuencia del pulso de control está cerca de la frecuencia natural del sistema, se producirá una oscilación, por lo que. rara vez se utilizan. Actualmente, el tercer método se utiliza principalmente en el control de motores de corriente continua.
Figura 2-1 Principio de control de velocidad PWM
Figura 2-2 Formas de onda de voltaje de entrada y salida
Hay 4 formas de generar señales de control PWM, a saber:
(1) Generador de señales PWM compuesto por componentes electrónicos discretos
Este método utiliza componentes electrónicos de lógica discreta para formar un circuito de señal PWM. Fue el método más antiguo y ahora está obsoleto.
(2) Método de simulación de software
Utilice un pin de E/S del microcontrolador para realizar la salida de señal PWM enviando continuamente niveles altos y bajos al pin a través del software. Este método consume mucho tiempo de CPU, requiere un alto rendimiento del microcontrolador, es fácil de implementar y actualmente está siendo eliminado.
(3) Circuito integrado PWM dedicado
Desde la aparición de la tecnología de control PWM, ha habido fabricantes de chips que producen chips de circuito integrado PWM dedicado, y ahora hay muchos en el mercado. amable. Además de la función de generación de señal PWM, estos chips también tienen funciones de ajuste de "zona muerta", funciones de protección, etc. En un sistema de motor de CC controlado por microcomputadora de un solo chip, el uso de un circuito integrado PWM dedicado puede reducir la carga sobre la microcomputadora de un solo chip y hacer que el trabajo sea más confiable.
(4), puerto MCU PWM
La nueva generación de MCU ha añadido muchas funciones, incluida la función PWM. El microcontrolador puede enviar automáticamente ondas de pulso PWM a través de la configuración de inicialización y la CPU solo puede intervenir cuando se cambia el ciclo de trabajo.
Los dos últimos métodos se utilizan habitualmente para obtener señales PWM. El método (4) se utiliza en el experimento para obtener la señal PWM.
2.3 Principio de un sistema de control de velocidad de CC de circuito cerrado único con retroalimentación negativa de velocidad
2.3.1 Composición de un sistema de control de velocidad de CC de circuito cerrado único
Solo cambiando el gatillo o el circuito de accionamiento El voltaje de control se utiliza para cambiar el voltaje promedio de salida del circuito de conversión de energía para lograr el propósito de ajustar la velocidad del motor, lo que se denomina sistema de regulación de velocidad de bucle abierto. Sin embargo, el sistema de regulación de velocidad de CC de bucle abierto tiene limitaciones:
(1) Al controlar la señal de entrada de la fuente de alimentación de CC ajustable, el voltaje de la armadura del motor de CC se puede ajustar continuamente para lograr un funcionamiento suave y continuo. Sin embargo, durante el arranque o el aumento de velocidad a gran escala, la corriente del inducido puede exceder con creces la corriente nominal del motor, lo que puede dañar el motor y provocar que la fuente de alimentación ajustable de CC se queme debido a la regulación de velocidad del motor de CC. sobrecorriente. Por tanto, es necesario limitar la amplitud de la corriente dinámica del inducido.
(2) La caída de velocidad nominal del sistema de circuito abierto es generalmente relativamente grande, lo que hace que el rango de regulación de velocidad D del sistema de circuito abierto sea muy pequeño, lo que no puede cumplir con los requisitos de la mayoría de las máquinas de producción que Requiere regulación de velocidad. Por lo tanto, se debe utilizar el método de control de retroalimentación de circuito cerrado para reducir la caída de velocidad dinámica nominal y aumentar el rango de velocidad.
(3). El sistema de bucle abierto tiene diferencias estáticas en respuesta a la perturbación de la carga. Se debe utilizar un control de retroalimentación de circuito cerrado para eliminar las diferencias estáticas de perturbación.
Para superar sus deficiencias y mejorar la calidad del control del sistema, se debe utilizar un sistema de circuito cerrado con retroalimentación negativa. El diagrama de bloques. se muestra en la Figura 2-3. En un sistema de circuito cerrado, la salida del sistema se dirige a la entrada del sistema a través del dispositivo de detección (sensor) y, en comparación con la entrada del sistema, se obtiene la señal de desviación entre la retroalimentación y la entrada. Esta señal de desviación se utiliza para producir un efecto de control a través del controlador (regulador) para corregir automáticamente la desviación. Por lo tanto, el sistema de control de circuito cerrado con retroalimentación negativa de salida puede mejorar la inmunidad del sistema y la precisión del control, y se usa ampliamente en varios sistemas de ajuste automático.