微機(jī)控制電路以經(jīng)過(guò)微型計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱微機(jī))處理的信號(hào)作為工作信號(hào)的數(shù)字控制電路。微機(jī)是以大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路組件為主要部件制成的數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)。

中文名

微機(jī)控制電路

工作信號(hào)

微型計(jì)算機(jī)處理的信號(hào)規(guī)????模

大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路

類????別

數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)

微機(jī)控制電路控制電路優(yōu)點(diǎn)

編輯

語(yǔ)音

微機(jī)控制電路的優(yōu)點(diǎn)　微機(jī)只由少數(shù)幾片集成電路構(gòu)成，因此它通常比模擬控制電路體積小，重量輕，而且價(jià)格便宜。微機(jī)的組件較少，因此也減少了產(chǎn)生故障和出現(xiàn)錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)，增加了系統(tǒng)的可靠性。微機(jī)的控制方案由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此它除能實(shí)現(xiàn)模擬控制系統(tǒng)的比例積分調(diào)節(jié)器(PID)調(diào)節(jié)規(guī)律外,還能引入各種先進(jìn)的控制規(guī)律，如非線性控制、前饋復(fù)合控制、最優(yōu)控制以及自適應(yīng)控制等。在少許改變硬件，甚至完全不改變硬件的情況下，只需修改一些程序段或程序數(shù)據(jù)就能改變各種控制方案以適應(yīng)不同控制對(duì)象，因而控制裝置通用性強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化。微機(jī)控制電路屬于數(shù)字控制電路，因此它具有增加位數(shù)便能提高靜態(tài)精度、不易受溫度和電源電壓變化等的影響，即穩(wěn)定性能高的優(yōu)點(diǎn)。在采用微機(jī)的電力傳動(dòng)系統(tǒng)中，故障的檢測(cè)和保護(hù)可以用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，故可實(shí)現(xiàn)故障的自診斷，提高系統(tǒng)可靠性。

微機(jī)控制電路微機(jī)基礎(chǔ)

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語(yǔ)音

用微處理器組成的計(jì)算機(jī)稱為微機(jī)(圖1)。微處理器執(zhí)行各種計(jì)算并具有各種控制功能，它通過(guò)一系列指令(稱為軟件程序)的執(zhí)行來(lái)完成一項(xiàng)運(yùn)算。這些指令儲(chǔ)存在與微處理器連接的存儲(chǔ)器里。其中算術(shù)邏輯單元(ALU)是一種處理單元,它執(zhí)行所有的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，如加法、減法和位處理等。數(shù)據(jù)寄存器用于數(shù)據(jù)的中間處理和存儲(chǔ)，以減少調(diào)進(jìn)存儲(chǔ)器和從存儲(chǔ)器調(diào)出數(shù)據(jù)的數(shù)量，它也接受和傳遞CPU的進(jìn)、出數(shù)據(jù)。地址寄存器用于儲(chǔ)存存儲(chǔ)器的地址，并與數(shù)據(jù)寄存器一起把輸入/輸出接口存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)調(diào)進(jìn)和調(diào)出。控制單元?jiǎng)t控制和監(jiān)督指令的正確執(zhí)行。時(shí)鐘或 CPU時(shí)基發(fā)生器包含在控制單元內(nèi)。時(shí)鐘頻率決定微處理器的基本運(yùn)算速度。存儲(chǔ)器含有大量的存儲(chǔ)單元，是儲(chǔ)存指令和數(shù)據(jù)的部件,只讀存儲(chǔ)器(ROM)中指令被永久性地儲(chǔ)存起來(lái)，它們只能被讀出而不能被消除。隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)不僅能讀出信息,而且能寫入(即儲(chǔ)存)信息。數(shù)據(jù)或可變化的信息儲(chǔ)存在 RAM里，在程序控制下的CPU可按需要讀出或者更改某個(gè)RAM存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)信息。輸入/輸出(I/O)接口使得CPU和外界之間能進(jìn)行通信,這些接口電路在CPU和外圍設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)。接口電路還能把外部數(shù)據(jù)變換成便于微機(jī)使用的形式。微機(jī)是面向總線的控制裝置，系統(tǒng)中的各部件之間通過(guò)數(shù)據(jù)總線和控制總線傳遞信息。

微機(jī)控制電路可逆?zhèn)鲃?dòng)控制

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語(yǔ)音

在調(diào)速精度要求不高時(shí)，可用普通測(cè)速發(fā)電機(jī)將電動(dòng)機(jī)的速度轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)，再用A/D(模擬/數(shù)字)變換器將Ufn轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)Dfn(圖2)。對(duì)調(diào)速精度要求較高時(shí)，可以采用速度編碼器把速度值轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖，電脈沖的頻率與速度成正比，再利用f/D(頻率/數(shù)字)變換器把頻率轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量。速度給定值Dn和速度反饋值Dfn在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)字比較,得出數(shù)字誤差信號(hào)En,然后經(jīng)過(guò)數(shù)字比例積分(PI)速度調(diào)節(jié)器進(jìn)行數(shù)字PI運(yùn)算，其輸出量即為電流數(shù)字給定值。電流反饋信號(hào)的取法是，應(yīng)用常規(guī)電流檢測(cè)器將負(fù)載電流轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)Ufi，再用A/D變換器將Ufi轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量Dfi，然后在計(jì)算機(jī)中將給定電流值Di和電流反饋值Dfi進(jìn)行數(shù)字比較，經(jīng)比較所得的電流數(shù)字誤差信號(hào)Ei經(jīng)數(shù)字PI電流調(diào)節(jié)器進(jìn)行數(shù)字PI運(yùn)算，其輸出即為數(shù)字移相信號(hào)Dk。經(jīng)過(guò)數(shù)字觸發(fā)器把數(shù)字移相信號(hào)Dk轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂羞m當(dāng)控制角α的晶閘管觸發(fā)脈沖，和常規(guī)觸發(fā)器相似。為了保證觸發(fā)相位和主電路電流之間的同步關(guān)系，必須設(shè)置同步電路。同步電路由同步變壓器和同步信號(hào)發(fā)生器組成。由單板機(jī)輸出的信號(hào)，經(jīng)功放電路使觸發(fā)脈沖具有足夠強(qiáng)度。仿照模擬邏輯選觸無(wú)環(huán)流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，觸發(fā)脈沖經(jīng)過(guò)脈沖切換電子開(kāi)關(guān)K1、K2送到晶閘管的控制板上。指揮脈沖切換開(kāi)關(guān)的邏輯功能(相當(dāng)于模擬系統(tǒng)中的無(wú)環(huán)流邏輯裝置的功能)是利用軟件通過(guò)單板機(jī)實(shí)現(xiàn)的。

應(yīng)當(dāng)指出，A/D變換器是不帶極性的,也就是它的輸入模擬量只能為正,而輸出的數(shù)字量也只能表示大小(代表正)。但在可逆調(diào)速系統(tǒng)中,由于測(cè)速發(fā)電機(jī)(SF)得到的速度反饋信號(hào)Ufn可能為正,也可能為負(fù),為了適應(yīng)A/D變換器的要求，這個(gè)信號(hào)應(yīng)經(jīng)過(guò)整流變?yōu)橛肋h(yuǎn)為正的信號(hào)。這個(gè)只表示速度大小的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D變換后,轉(zhuǎn)變?yōu)橹槐硎舅俣却笮〉臄?shù)字量。為了使這個(gè)數(shù)字量能表示轉(zhuǎn)速的方向,再?gòu)腢fn處取一個(gè)信號(hào)，作用到單板機(jī)內(nèi)，使Dfn帶上極性符號(hào)。Dfi、DK的極性變換是由計(jì)算機(jī)用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由上可知，在這個(gè)系統(tǒng)中速度設(shè)定、速度比較、速度PI調(diào)節(jié)、電流比較、電流PI調(diào)節(jié)、觸發(fā)相位α的控制、觸發(fā)脈沖的分配以及無(wú)環(huán)流邏輯功能都是利用軟件通過(guò)單板機(jī)實(shí)現(xiàn)的。

微機(jī)控制電路數(shù)字調(diào)節(jié)器

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語(yǔ)音

在典型的雙環(huán)晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)中，速度和電流均采用比例積分(PI)調(diào)節(jié)器。由于在工程上對(duì)于連續(xù)系統(tǒng)的綜合已有成熟的經(jīng)驗(yàn)，所以設(shè)計(jì)離散系統(tǒng)的最簡(jiǎn)單方法是根據(jù)連續(xù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，例如頻率法、根軌跡法或其他簡(jiǎn)化后的工程設(shè)計(jì)方法，求出速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)，從而得出調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。然后，根據(jù)傳遞函數(shù)寫出調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)性能的時(shí)域表示法。再將此連續(xù)時(shí)域表達(dá)式離散化，求出相應(yīng)的差分方程，作為數(shù)字調(diào)節(jié)器程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

參考書目

張明達(dá)主編：《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》，冶金工業(yè)出版社，北京，1983。

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總結(jié)

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