发布时间 : 星期一 文章基于单片机的交流调压调速系统设计更新完毕开始阅读033d627d1a37f111f0855b10
湖南科技大学本科生毕业设计（论文）
在RAM区中需要选择适当的单元保存当前的速度给定Vs，当前实际转速Vi、以及当前的和前两次的速度偏差ei, ei-1和ei-2。在此基础上PID算法的软件编写非常简单。从上述公式中可以看到其中有KU, KP, KI, KD等参数是在系统调试后确定的，而且一旦调试完成后即不宜变动，也不能因掉电而丢失。在模拟式的控制单元中，上述参数可以用电位器通过调试来设置。而在全数字化的控制单元中则需要通过人机接口(如键盘显示装置)来进行设置。一旦调试设置完成，这些参数均应存储在NOVRAM或EEPROM的指定单元中。在PID调节程序启动时，程序到这些指定单元中去寻取有关参数。
PID控制器的输出U1应通过转换而成为代表控制角A的计数值。我们知道晶闸管调压环节是一个非线性环节，即控制角A与晶闸管调压器的输出电压之间呈非线性关系。如果我们把这种关系制成一个对照表(look-up table)存储起来，并且在软件算法利用这个对照表，有可能使PID控制输出与调压器输出电压之间形成一个线性环节。
4.6 系统工作原理
开机时合上电源，启动单片机，运行程序，程序先初始化，然后进入控制循环。系统采样周期设为5ms，每隔5ms采样给定UN和转速反馈U一次，将UN与U进行比较，得到偏差△U，由△U 进行PID运算，求得U1，再将UN和U1相加得到信号U2，然后再经由软件PID调节处理后，输出移相控制电压数字量,再经D/A转换后输入触发脉冲，启动电动机运转。
启动的第一阶段中，△U总是大于0，所以PID运算后，U2不断的上升直到饱和，使输出电压不断上升，电动机转速不断升高，当电动机转速上升超过给定转速时，偏差△U变负，PID运算的结果获得负的控制增量△U，于是U1减少，U2减少，使电动机转速下降。经反复调节，最后使电动机稳定运行于给定转速。
当负载转矩增大时，电动机转速下降，U2减少，出现正的偏差△U，经PID运算获得正的控制量△U，于是U1增大，使得电动机转速上升，经过不断的调节，使电动机转速又回到给定值并稳定运行于给定值。
当负载转矩减少时，电动机转速上升，UN增大，出现负的偏差△U，经PID运算获得负的控制量△U，于是U1减少，使得电动机转速下降，经过不断的调节，使电动机转速又回到给定值并稳定运行于给定值。
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第五章 系统软件的总体设计及流程图
系统软件采用模块式的设计原则，主干程序有:主程序、中断保护程序和键盘中断服务程序。其余是可被调用的子程序模块，它们分别是: 启动子程序、键值处理子程序、PID程序和显示子程序。下面分别介绍各模块所实现的功能，并给出程序流程图。
5.1 主程序
5.1.1 主程序流程图
系统上电复位后进入运行主程序。首先进行初始化、传递工作参数，开中断后进入软起动。软起动结束后即进入自动调速的节电运行工况，通过检测给定与反馈量，计算出移相控制电压，从而改变晶闸管导通角，以这样的导通角触发晶闸管，可达到随负载大小变化自动调节系统输出大小，从而达到节电运行的目的。
下图5.1为主程序流程图。
开始关触发脉冲、关警报初始化、传递工作参数开中断软启动采样给定与反馈PID子程序调查示子程序采样周期
图5.1 主程序流程图
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5.1.2 中断保护服务程序流程图
N过流过流//压压 否否Y延时延时YN仍过流仍过流//压压 否否改变控制电压改变控制电压封锁三相输出脉冲封锁三相输出脉冲返回返回
图5.2 中断保护服务程序流程图
5.2 子程序模块:
5.2.1 软起动子程序
采用降压软起动。在起动初瞬，由程序设置一个较大的移相控制电压，对应的导通角较小，因而端电压较低。然后按一定规律逐渐减小移相控制电压，使电机的端电压逐渐升高直至转数达到规定值为止。分析与实践证明，为使系统能顺利地、平滑地和无冲击起动，其电机端电压的上升规律应如图5.3所示。软起动可以省去一套起动设备，节省设备成本。
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O 图5.3 起动时电动机端电压的上升
U开始关触发脉冲、关警报初始化、传递工作参数开中断软启动采样给定与反馈PID子程序调查示子程序N采样周期Y
图5.4 软起动子程序流程图
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