自校正模糊控制交流電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整器的研究與設(shè)計(jì)

（１） 雙向晶閘管開(kāi)關(guān)從截止到完全導(dǎo)通需要一定的時(shí)間（一般在１０μｓ下），所以觸發(fā)脈沖的寬度要在１０μｓ以上，最好為２０～５０μｓ。如果是感性負(fù)載，由于電流上升比較慢，實(shí)際上還需要更寬的脈沖寬度。

（２） 觸發(fā)電路要有足夠大的電壓和電流。電壓應(yīng)在４～１０Ｖ，電流要大于１０ｍＡ，所以可使用５Ｖ的副電源。在雙向晶閘管開(kāi)關(guān)和ＧＰ５之間應(yīng)接一個(gè)０．２ｋΩ的電阻。

（３） 不觸發(fā)時(shí)的電壓應(yīng)小于０．１５～０．２Ｖ。觸發(fā)脈沖的前沿要盡量陡，應(yīng)在１０μｓ以下。

３　軟件的實(shí)現(xiàn)

圖４是該設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)速和檢測(cè)信號(hào)的波形時(shí)序圖，圖５是本設(shè)計(jì)方案的軟件程序流程圖。該程序的主要步驟是復(fù)位、初始化、設(shè)置ＧＰ２上升沿中斷、設(shè)置Ａ／Ｄ通道ＧＰ４、讀取電位器設(shè)定的速度值ｎ（ｎ經(jīng)過(guò)Ａ／Ｄ）和讀?。裕漕A(yù)先設(shè)定值等。當(dāng)交流電源變?yōu)樨?fù)半周期時(shí)，設(shè)置ＧＰ２下降沿觸發(fā)和延遲Ｔｄ即可輸出寬度為Ｔｇ的脈沖，同時(shí)設(shè)置ＧＰ０接收中斷源請(qǐng)求等。一般當(dāng)霍爾開(kāi)關(guān)輸入為上升沿時(shí)中斷，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，而當(dāng)霍爾開(kāi)關(guān)再輸入一個(gè)上升沿中斷時(shí)，計(jì)數(shù)器停止，并記下數(shù)值ａ，最后在通過(guò)比例積分調(diào)節(jié)算法計(jì)算出延遲Ｔｄ后清除ｎ和ａ。當(dāng)交流電源變?yōu)檎胫芷跁r(shí)，在設(shè)置ＧＰ２上升沿觸發(fā)、設(shè)置Ａ／Ｄ通道ＧＰ４、等待中斷、補(bǔ)償延遲Ｔ０、延遲Ｔｄ以及觸發(fā)脈沖Ｔｇ后，便可通過(guò)ＧＰ４讀取設(shè)置速度ｎ。設(shè)計(jì)時(shí)正負(fù)周期的程序循環(huán)進(jìn)行。通過(guò)計(jì)數(shù)器的數(shù)值ａ計(jì)算轉(zhuǎn)速ｓ的算式如下：

ｓ＝ｆ／ａ

其中，ｆ是十六位計(jì)數(shù)器１的頻率，為１ＭＨｚ。

實(shí)際上，通過(guò)ｎ和ａ由單片機(jī)計(jì)算延遲ｔｄ需要一個(gè)準(zhǔn)確的算法。數(shù)字調(diào)節(jié)算法一般選擇ＰＩ算法，這是在工業(yè)過(guò)程控制中應(yīng)用最廣泛的一種控制形式。其作用在于能夠集比例調(diào)節(jié)的快速和積分調(diào)節(jié)的清除靜差作用于一體，從而使系統(tǒng)的靜、動(dòng)特性都有所改善。

４　結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單易行的電動(dòng)機(jī)調(diào)速器雖然解決了電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率問(wèn)題，也比較簡(jiǎn)單實(shí)用。但也有一些需要改進(jìn)的地方，尤其在軟件方面，還需要加強(qiáng)功能，以提高算法的效率和準(zhǔn)確性。