數(shù)字PWM(雙極式)直流調(diào)速系統(tǒng)

1、數(shù)字PWM（雙極式）直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)目 錄1 直流調(diào)速系統(tǒng)的介紹11.1 引言11.2 PWM直流調(diào)速系統(tǒng)11.3 PWM控制和雙極式的實(shí)現(xiàn)21.4 系統(tǒng)優(yōu)化22 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)32.1設(shè)計(jì)內(nèi)容及指標(biāo)32.2 系統(tǒng)分析32.3 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)52.3.1 確定時(shí)間常數(shù)52.3.2 選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)52.3.3 計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)62.3.4 電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)62.3.5 檢驗(yàn)近似條件72.4 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)82.4.1 確定時(shí)間常數(shù)822.4.2 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)82.4.3 計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)82.4.4 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)92.4.5 檢驗(yàn)近似條件92.4.6 檢驗(yàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)量102.5

2、系統(tǒng)原理圖103 數(shù)字化調(diào)速系統(tǒng)113.1 數(shù)字化調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)113.2 模擬量的數(shù)字化113.2.1 模擬信號(hào)的采樣113.2.2 轉(zhuǎn)速檢測(cè)數(shù)字化123.2.3 電流檢測(cè)數(shù)字化143.3 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇143.4軟件程序流程圖143.5硬件連接圖144總結(jié)15參考文獻(xiàn)161 直流調(diào)速系統(tǒng)的介紹1.1 引言近年來，交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快。雖然高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)逐步取代直流調(diào)速系統(tǒng)，然而，直流調(diào)速系統(tǒng)不僅在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，目前還在大量應(yīng)用；而且，從控制規(guī)律的角度來看，直流調(diào)速系統(tǒng)又是交流調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，作為大學(xué)畢業(yè)生，應(yīng)該很好地研究學(xué)習(xí)直流調(diào)速系統(tǒng)。變壓調(diào)速是直流調(diào)速系

3、統(tǒng)的主要調(diào)速方法，可以使直流電動(dòng)機(jī)獲得很好的調(diào)速性能。采用可控晶閘管組成整流器的是晶閘管整流器電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱VM系統(tǒng)。通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置的控制電壓來移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，改變可控整流器的平均輸出直流電壓，從而實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)速。1.2 PWM直流調(diào)速系統(tǒng)盡管VM系統(tǒng)調(diào)速性能優(yōu)越，但是，由于晶閘管是單向?qū)щ姷模o電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)行帶來困難，還有在低速運(yùn)行時(shí)易產(chǎn)生“電力公害”等缺點(diǎn)，自從全控型電力電子器件問世，就產(chǎn)生了以脈沖寬度調(diào)制的高頻開關(guān)控制方式，從而形成了脈寬調(diào)制變換器直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)（或者直流PWM調(diào)速系統(tǒng)）。與VM系統(tǒng)相比，直流PWM調(diào)速系統(tǒng)具有其他調(diào)速方

4、式所不具備的幾大特點(diǎn)：1直流PWM調(diào)速系統(tǒng)主電路線路簡(jiǎn)單，需用的電力電子器件少 ；2. 開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電動(dòng)機(jī)損耗及發(fā)熱都較?。?3低速性能的電動(dòng)機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗干擾能力強(qiáng)； 5電力電子開關(guān)器件好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬； 4若與快速響應(yīng)工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時(shí)，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高；6當(dāng)直流電源采用不可控整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高；由于有上述優(yōu)點(diǎn)，直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，特別在中小容量的高動(dòng)態(tài)性能系統(tǒng)中，已經(jīng)完全取代了VM系統(tǒng)。1.3 PWM控制和雙極式的實(shí)現(xiàn)PWM控制就是采用PWM變換器，控制相應(yīng)的

5、電子開關(guān)狀態(tài)，用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以根據(jù)要求調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)代運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中，許多都要求可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，快速制動(dòng)等機(jī)械要求，PWM調(diào)速系統(tǒng)的可逆控制比較簡(jiǎn)單。通過控制全控型電力電子器件的開關(guān)狀態(tài)，改變電動(dòng)機(jī)兩端的電壓極性，故稱為雙極式直流PWM調(diào)速系統(tǒng)。通過對(duì)器件的開關(guān)控制，不僅可以改變電動(dòng)機(jī)的平均電壓，實(shí)現(xiàn)調(diào)速要求，而且可以改變電動(dòng)機(jī)的電壓極性，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的控制。（原理圖見附圖一）1.4 系統(tǒng)優(yōu)化盡管通過控制器件的開關(guān)狀態(tài)，改變電動(dòng)機(jī)電樞上的平均電壓值，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電機(jī)的準(zhǔn)確調(diào)速和運(yùn)行狀態(tài)

6、的可靠控制，但是，因?yàn)殡娋W(wǎng)波動(dòng)及其他包括機(jī)械擾動(dòng)在內(nèi)的一些因素的存在，單純的調(diào)速控制系統(tǒng)的調(diào)速性能并不理想。我們想得到的是調(diào)速準(zhǔn)確迅速，調(diào)速范圍寬，靜差率低的調(diào)速系統(tǒng)。為了很好地實(shí)現(xiàn)這一目的，我們可以采用轉(zhuǎn)速、電流反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。通過引入轉(zhuǎn)速、電流反饋信號(hào)，大大提高系統(tǒng)的調(diào)速性能，因此得到廣泛地應(yīng)用。2 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容及指標(biāo)主要內(nèi)容：項(xiàng)目參數(shù)：直流電動(dòng)機(jī)相關(guān)參數(shù)：額定電壓110V，額定電流2.9A，額定轉(zhuǎn)速2400r/min，電樞電阻Ra=3.4歐，電樞電感La=60.4mH，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量0.014Kg.m2勵(lì)磁電壓110V，勵(lì)磁電流0.5A；電樞允許過載系數(shù)1.5；運(yùn)行環(huán)境

7、參數(shù)：電網(wǎng)額定電壓380/220 V，電網(wǎng)電壓波動(dòng)10%，環(huán)境溫度-400+500，環(huán)境濕度1090%；控制系統(tǒng)性能指標(biāo)：電流超調(diào)量不大于5%，空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量不大于20%，調(diào)速范圍D=20，靜差率不大于0.03,系統(tǒng)采用雙閉環(huán)可逆運(yùn)行。2.2 系統(tǒng)分析根據(jù)控制系統(tǒng)性能指標(biāo)的要求，采用轉(zhuǎn)速、電流反饋的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，以保證電流超調(diào)量不大于5%，空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量不大于20%，調(diào)速范圍D=20，靜差率不大于0.03。在調(diào)速系統(tǒng)中，我們引入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器這兩個(gè)帶限幅作用的PI調(diào)節(jié)器來分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流。為得到好的控制效果，兩個(gè)調(diào)節(jié)器在不同階段工作。在啟動(dòng)過程中

8、，只有電流負(fù)反饋，沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，在達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，沒有電流負(fù)反饋。我們把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出做為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓Uim*決定了電流給定的最大值，電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出達(dá)到限幅值，輸入量的變化不再影響輸出，當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，調(diào)節(jié)器工作在線性調(diào)節(jié)狀態(tài)，其作用是使輸入偏差電壓U在穩(wěn)態(tài)時(shí)為零。圖1 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖其中，ASR轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ACR電流調(diào)節(jié)器 TG測(cè)速發(fā)電機(jī) TA電流互感器 UPE電力電子變換器 Un*

9、轉(zhuǎn)速給定電壓 Un轉(zhuǎn)速反饋電壓 原理圖中把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。下面采用工程設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)。設(shè)計(jì)原則是先內(nèi)環(huán)后外環(huán)。步驟是：先從電流環(huán)（內(nèi)環(huán)）開始，對(duì)其進(jìn)行必要的變換和近似處理，然后根據(jù)電流環(huán)的控制要求確定把它校正成哪一類的典型系統(tǒng)。電流環(huán)設(shè)計(jì)完成后，把電流環(huán)等效成轉(zhuǎn)速環(huán)（外環(huán)）中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再用同樣的方法設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定調(diào)節(jié)器的具體參數(shù)。2.3 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)2.3.1 確定時(shí)間常數(shù)1）

10、整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)，查表可知=0.0017s。2）電流濾波時(shí)間常數(shù)：三相橋式電路每個(gè)波頭的時(shí)間是3.3s，為了基本濾平波頭，應(yīng)有（1-2）=3.33ms，因此取=2ms。3）電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和。2.3.2 選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)+-ACRUc (s)bKs /R (Tls+1)(TSis+1)Id (s)U*i(s)b 圖2 電流環(huán)簡(jiǎn)化最終結(jié)構(gòu)圖從穩(wěn)態(tài)要求上看，希望電流無靜差，以得到理想的堵轉(zhuǎn)特性，由圖2可以看出，采用 I 型系統(tǒng)就夠了。從動(dòng)態(tài)要求上看，實(shí)際系統(tǒng)不允許電樞電流在突加控制作用時(shí)有太大的超調(diào)，以保證電流在動(dòng)態(tài)過程中不超過允許值，而對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)的及時(shí)抗擾作用只是次要的因素，為此，電

11、流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主，應(yīng)選用典型I型系統(tǒng)。上圖表明，電流環(huán)的控制對(duì)象是雙慣性型的，要校正成典型 I 型系統(tǒng)，顯然應(yīng)采用PI型的電流調(diào)節(jié)器，根據(jù)設(shè)計(jì)要求,而且,其傳遞函數(shù)可以寫成：2.3.3 計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇 要求時(shí),應(yīng)取因此 于是 2.3.4 電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)根據(jù)運(yùn)算放大器的電路原理，則電阻和電容值計(jì)算公式為取, 則, 取. , 取0.047 , 取0.047按照上述參數(shù),電流環(huán)可以達(dá)到動(dòng)態(tài)指標(biāo)為,故滿足設(shè)計(jì)要求；實(shí)際設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器的時(shí)候常常需要考慮其輸出限幅值的問題，則得到實(shí)際設(shè)計(jì)的電流調(diào)節(jié)器原理圖：圖3 電流調(diào)節(jié)器ACR原理圖由2.3.5 檢驗(yàn)近似條件1)要求 , 現(xiàn)2)要求 , 現(xiàn)

12、3)要求 ，現(xiàn)可見均滿足要求。2.4 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)2.4.1 確定時(shí)間常數(shù)1) 電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)為2) 取轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)3) 2.4.2 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，在負(fù)載擾動(dòng)作用點(diǎn)前面必須有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，它應(yīng)該包含在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 中，現(xiàn)在在擾動(dòng)作用點(diǎn)后面已經(jīng)有了一個(gè)積分環(huán)節(jié)，因此轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)共有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)成典型 型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時(shí)也能滿足動(dòng)態(tài)抗擾性能好的要求。 由此可見，ASR也應(yīng)該采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為：則轉(zhuǎn)速環(huán)最終簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)圖如下圖：2.4.3 計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)按調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法 取h=5 , 則則 圖4 轉(zhuǎn)速環(huán)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)框圖2

13、.4.4 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)根據(jù)運(yùn)算放大器的電路原理，則電阻和電容值計(jì)算公式為：計(jì)算ASR電阻和電容：取 , 則, 取. , 取0.1 , 取0.047實(shí)際設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的時(shí)候常常需要考慮其輸出限幅值的問題，則得到實(shí)際設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖如下：2.4.5 檢驗(yàn)近似條件由1)要求 , 現(xiàn)而, 發(fā)現(xiàn)可見均滿足要求。圖5 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR原理圖2.4.6 檢驗(yàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)量當(dāng)h=5時(shí), ,而，因此可見轉(zhuǎn)速超調(diào)量滿足要求。2.5 系統(tǒng)原理圖見附圖一3 數(shù)字化調(diào)速系統(tǒng)3.1 數(shù)字化調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)上面介紹了應(yīng)用電力電子器件構(gòu)成的模擬電子電路所組成的調(diào)節(jié)器來進(jìn)行控制的直流PWM調(diào)速系統(tǒng)，這類系統(tǒng)的給定和反饋都是

14、用模擬量的形式給出的，稱為模擬控制直流調(diào)速系統(tǒng)。對(duì)于系統(tǒng)給定和反饋通道的擾動(dòng)和反饋檢測(cè)裝置的誤差，系統(tǒng)無能為力，反饋電壓不能反映真實(shí)的轉(zhuǎn)速值，這兩種誤差都會(huì)使轉(zhuǎn)速偏離所需要的值，因此，模擬控制直流調(diào)速系統(tǒng)難以達(dá)到很高的調(diào)速精度。以單片機(jī)等微處理器為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)，制作成本低，且不會(huì)受到器件溫度漂移的影響，只要控制軟件能夠進(jìn)行邏輯判斷和復(fù)雜運(yùn)算，就可以實(shí)現(xiàn)不同于一般線性調(diào)節(jié)的最優(yōu)化、自適應(yīng)、非線性、智能化等控制規(guī)律，而且，利用單片機(jī)的顯示器，鍵盤等外圍設(shè)備，可以非常方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更改和監(jiān)控。此外，數(shù)字控制系統(tǒng)還擁有信息存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)通信和故障診斷等模擬控制系統(tǒng)無法比擬的功能。因此，數(shù)字控制系統(tǒng)

15、得到更重要的應(yīng)用，以達(dá)到高的控制性能，實(shí)現(xiàn)更更好的控制目標(biāo)。3.2 模擬量的數(shù)字化3.2.1 模擬信號(hào)的采樣單片機(jī)控制系統(tǒng)是一個(gè)數(shù)字采樣系統(tǒng)，無法連續(xù)輸入給定信號(hào)和反饋信號(hào)，也無法改變輸出值，因此必須采用采樣開關(guān)，在采樣開關(guān)閉合時(shí)輸入輸出信號(hào)（采樣開關(guān)對(duì)模擬的連續(xù)信號(hào)進(jìn)行采樣，把連續(xù)信號(hào)變成離散信號(hào)）。采樣后得到的離散信號(hào)本質(zhì)上還是模擬信號(hào)，必須進(jìn)行數(shù)字化，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，就可以輸入單片機(jī)，進(jìn)行控制。3.2.2 轉(zhuǎn)速檢測(cè)數(shù)字化電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的及時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè),與閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的控制精度緊密相關(guān)。不論是直流調(diào)速系統(tǒng)還是交流調(diào)速系統(tǒng),只有轉(zhuǎn)速的高精度檢測(cè),才能得到高精度的控制系統(tǒng)。速度的數(shù)字檢測(cè)基本方法是利

16、用與電動(dòng)機(jī)同軸連接的光電脈沖發(fā)生器的輸出脈沖頻率與轉(zhuǎn)速成正比的原理,根據(jù)脈沖發(fā)生器發(fā)出的脈沖速率和序列,測(cè)量轉(zhuǎn)速和判別其旋轉(zhuǎn)方向。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)字檢測(cè)方法很多,以下是常用的幾種數(shù)字檢測(cè)方法：(1) M/T法M/T測(cè)速法的基本原理是:檢測(cè)周期時(shí)間由兩部分組成Ts,其中T0為設(shè)定的固定不變時(shí)間;T為從T0時(shí)間結(jié)束到此后出現(xiàn)的第一個(gè)光電脈沖為止的時(shí)間。設(shè)旋轉(zhuǎn)編碼每轉(zhuǎn)發(fā)出Z個(gè)脈沖，在檢測(cè)周期時(shí)間T0內(nèi)旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖個(gè)數(shù)是,在檢測(cè)周期Ts內(nèi)時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)值m2,則轉(zhuǎn)速為n=602TS,式中=2m1z,為檢測(cè)周期內(nèi)被測(cè)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)軸角,Ts=m2f (f為時(shí)鐘脈沖頻率),將其代入上式后得M/T法轉(zhuǎn)速的計(jì)算

17、式為：（2）旋轉(zhuǎn)編碼器光電式旋轉(zhuǎn)編碼器是檢測(cè)轉(zhuǎn)速或者轉(zhuǎn)角的元件，旋轉(zhuǎn)編碼器與電動(dòng)機(jī)相連，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)編碼器旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速或者轉(zhuǎn)角信號(hào)。它已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中作為檢測(cè)機(jī)械傳動(dòng)裝置的角位移、角速度、線位移、線速度等靜、動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)參量的傳感元件，尤其在多關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人的電機(jī)伺服系統(tǒng)中，各關(guān)節(jié)均裝有光電碼器用于檢測(cè)各關(guān)節(jié)的姿態(tài)。光電碼器有兩種基本形式絕對(duì)式光電碼器與增量式光電碼器。由于增量式光電碼器較絕對(duì)式光電碼器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分辨率高、價(jià)格便宜，因而應(yīng)用較廣泛，尤其是在高分辨率和大范圍的位置測(cè)量中，增量式光電碼器更具有優(yōu)越性。增量式編碼器在碼盤上均勻地刻制一定數(shù)量的光柵，如圖2-2所示，

18、當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，編碼盤隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)。通過光柵的作用，持續(xù)不斷地開放或封閉通路，因此，在接收裝置的輸出端便得到頻率與轉(zhuǎn)速成正比的方波脈沖序列，從而可以計(jì)算轉(zhuǎn)速。圖6 增量式旋轉(zhuǎn)編碼器示意圖上述脈沖序列能正確地反映了轉(zhuǎn)速的高低，但不能鑒別轉(zhuǎn)向。為了獲得轉(zhuǎn)速的方向，可增加一對(duì)發(fā)光與接收裝置，使兩對(duì)發(fā)光與接收裝置錯(cuò)開光柵節(jié)距的1/4。則兩組脈沖序列A和B的相位差90度，如上圖所示。正轉(zhuǎn)時(shí)A相超前B相；反轉(zhuǎn)時(shí)B超前A相。采用簡(jiǎn)單的鑒相電路就可以分辨出轉(zhuǎn)向。3.2.3 電流檢測(cè)數(shù)字化電動(dòng)機(jī)電流的數(shù)字檢測(cè)方法常用的有下面兩種選擇：1.直流電差位計(jì)直流電差位計(jì)是利用直流補(bǔ)償原理制成的儀器。所謂補(bǔ)償法是一種比較

19、測(cè)量法，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度比較高，廣泛運(yùn)用于精密測(cè)量領(lǐng)域，以及高準(zhǔn)確度指示儀表的檢定和校準(zhǔn)。2.霍耳元件由于霍耳元件對(duì)磁場(chǎng)的敏感，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小，頻帶響應(yīng)寬電動(dòng)勢(shì)的變化范圍大，無活動(dòng)部件壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。因此，它具有廣泛的應(yīng)用。3.3 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇單片機(jī)只能接收數(shù)字信號(hào)，外部模擬量要被單片機(jī)接收，就必須在單片機(jī)和外部模擬量之間加裝A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬電壓或電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件或裝置，它是一個(gè)模擬系統(tǒng)和單片機(jī)之間的接口，它在數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中，得到了廣泛的應(yīng)用。常用的A/D轉(zhuǎn)換方式有逐次逼近式和雙斜積分式。前者轉(zhuǎn)換時(shí)間短，但抗干擾能力差；后者轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)，抗干擾能力強(qiáng)。在信號(hào)變化緩慢，現(xiàn)場(chǎng)干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合，宜采用后者。由于本設(shè)計(jì)信號(hào)變化比較快，因此采用逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。3.4軟件程序流程圖見附圖二3.5硬件連接圖見附圖三 4總 結(jié)經(jīng)過一個(gè)星期的努力，我終于完成了數(shù)字PWM（雙極式）直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這