基于51單片機的邏輯無環(huán)流可逆調速系統設計

式中，y(t)為PI調節(jié)器的輸出量；e(t)為PI調節(jié)器的輸入量；Kp為比例系數；T1為積分時間常數。
對式(1)離散化后，可得第(k-1)和k次采樣時刻間的調節(jié)器輸出增量為△y(k)為：

式中，△e=ek-ek-1;yk為PI調節(jié)器第k次輸出量；yk-1為PI調節(jié)器第(k-1)次輸出量；ek為第七次采樣時，給定量與反饋量之間的偏差；ek-1為第k-1次采樣時，給定量與反饋量之間的偏差；KI為積分系數，
由式(5)求得差分方程為：

式中，KI=Kp-K2，K2=TKI；yn為第n次的采樣輸出；△Un為第n次的采樣時輸入偏差。為了提高精度，PI運算采用雙字節(jié)。
3．3 無環(huán)流邏輯控制
無環(huán)流邏輯控制是根據速度調節(jié)器輸出值的正負選擇VR和VF晶閘管，并由轉矩極性檢測做出相應邏輯判斷，釋放一組晶閘管，閉鎖另一組晶閘管，并記憶VF和VR晶閘管的工作狀態(tài)(0或1)，存儲在單片機存儲單元L1、L2。當釋放晶閘管時，L1、 L2存儲1；而封鎖晶閘管時，L1、L2中存儲0。將這些狀態(tài)信號送至單片機的P1.5和P1.6引腳控制觸發(fā)脈沖的釋放與閉鎖。

4 系統軟件設計
用于控制電流和速度的軟件設計決定著調速裝置性能的好壞，要求單片機控制的邏輯無環(huán)流調速系統在幾個毫秒完成兩個閉環(huán)系統的信號采樣、數字濾波、PI運算和實時控制。其主程序流程如圖3所示。

主程序中，等待中斷是一條踏步命令，由于電流內環(huán)響應速度快于速度外環(huán)的響應速度，為此，在定時中斷服務程序T0中，嵌套有外部中斷1的中斷請求。外部中斷1的中斷服務程序，先進行電流采樣，再根據電流的情況進行帶限幅的PI運算和數字觸發(fā)。系統通過定時器T0中斷服務程序，實現速度的采樣、濾波及無環(huán)流邏輯切換。