基于單片機(jī)與旋轉(zhuǎn)編碼器的閉環(huán)線速度控制系統(tǒng)

　O 引言

　　在電纜生產(chǎn)線上，通常需要檢測電纜的走線速度，用來控制收線電機(jī)的轉(zhuǎn)速和計(jì)算線纜的長度。成纜工藝參數(shù)的穩(wěn)定，直接關(guān)系到

　　該項(xiàng)目中，采用的旋轉(zhuǎn)編碼器的型號(hào)是TRDJ1000系列，旋轉(zhuǎn)一周輸出1 000個(gè)脈沖。因此，根據(jù)在一定時(shí)間內(nèi)檢測到的脈沖數(shù)，就可以計(jì)算出電纜的走線速度。實(shí)際應(yīng)用中，將其與一加工精度極高、周長為500 mm的旋轉(zhuǎn)編碼器測量主動(dòng)輪與旋轉(zhuǎn)編碼器同軸安裝，主動(dòng)輪與電纜接觸。在電纜生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)過程中，依靠摩擦力拉動(dòng)測量輪旋轉(zhuǎn)，這樣就把電纜的直線位移(長度)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖數(shù)字信號(hào)輸出。

　　設(shè)旋轉(zhuǎn)編碼器每旋轉(zhuǎn)一周，其計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)為NP(脈沖個(gè)數(shù)/轉(zhuǎn))，則旋轉(zhuǎn)編碼器角分辨率(單位：(°)/個(gè))為：

　　P=360/NP

　　假定固定在旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)軸上的主動(dòng)導(dǎo)向輪半徑為r m，則旋轉(zhuǎn)編碼器位移分辨率(單位：m/個(gè))為：

　　Ps=27πr/NP

　　這時(shí)，若計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)為N(個(gè))，則由旋轉(zhuǎn)編碼器測量的位移量S(單位：m)為：

　　S=Ps·N

　　線纜走線速度V(單位：m/s)為：

　　V=S/T

　　式中：T為接收N個(gè)脈沖所用的時(shí)間(單位：s)。

　　2 硬件電路設(shè)計(jì)原理

　　該檢測電路以AT89C51單片機(jī)為控制核心，如圖2所示，旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖，經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換，變成O～5 V的TTL電平脈沖，送到AT89 C51單片機(jī)的外部中斷INT0端。每收到一個(gè)脈沖，單片機(jī)中斷一次，同時(shí)計(jì)數(shù)脈沖存儲(chǔ)器加1，與標(biāo)準(zhǔn)脈沖值比較后，單片機(jī)的P0口輸出給定值數(shù)字量，再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換變成給定值模擬量，送給收線電機(jī)調(diào)速器，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。這里的D/A轉(zhuǎn)換芯片采用8位數(shù)據(jù)輸入，四路模擬量輸出的TLC7226IDW。如果需要提高電機(jī)轉(zhuǎn)速控制精度，可以選用其他10位、12位數(shù)據(jù)輸入的D/A轉(zhuǎn)換芯片。

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