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1、双闭环直流调速系统电路原理随着调速系统的不断发展和应用，传统的采用 PI 调节器的单闭环调速系统既能实现转速的无静差调节，又能较快的动态响应只能满足一般生产机械的调速要求。为了提高生产率，要求尽量缩短起动、制动、反转过渡过程的时间，最好的办法是在过渡过程中始终保持电流（即动态转矩）为允许的最大值，使系统尽最大可能加速起动，达到稳态转速后，又让电流立即降低，进入转矩与负载相平衡的稳态运行。要实现上述要求，其唯一的途径就是采用电流负反馈控制方法，即采用速度、电流双闭环的调速系统来实现。在电流控制回路中设置一个调节器，专门用于调节电流量，从而在调速系统中设置了转速和电流两个调节器，形成转速、电流双闭
2、环调速控制。双闭环调速控制系统中采用了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实现串级连接。图 11.1 为转速、电流双闭环直流调速系统的原理图。图中两个调节器ASR 和 ACR 分别为转速调节器和电流调节器，二者串级连接，即把转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。电流环在内，称之为内环；转速环在外，称之为外环。两个调节器输出都带有限幅，ASR 的输出限幅什 Uim 决定了电流调节器 ACR 的给定电压最大值 Uim，对就电机的最大电流；电流调节器 ACR 输出限幅电压 Ucm限制了整流器输出最大电压值，限最小触发角 。1.6.1 ADC080
3、9 的引脚及其功能ADC0809 有 28 个引脚，其中 IN0-IN7 接 8 路模拟量输入。ALE 是地址锁存允许， 、 接基准电源，在精度要求不太高的情况下，供电电源就可REFV以作为基准电源。START 是芯片的启动引脚，其上脉冲的下降沿起动一次新的A/D 转换。EOC 是转换结束信号，可以用于向单片机申请中断或者供单片机查询。OE 是输出允许端。CLK 是时钟端。DB 0-DB7 是数字量的输出。ADDA、ADDB、ADDC 接地址线用以选定 8 路输入中的一路，详见下图。ADDC ADDB ADDA 选通输入通道0 0 0 IN00 0 1 IN10 1 0 IN20 1 1 IN
4、31 0 0 IN41 0 1 IN51 1 0 IN61 1 1 IN7图 1-6.1 ADC0809 引脚图及功能表CPU 及 8 个部件的作用功能介绍如下中央处理器 CPU：它是单片机的核心，完成运算和控制功能。内部数据存储器：8051 芯片中共有 256 个 RAM 单元，能作为存储器使用的只是前 128 个单元，其地址为 00H7FH。通常说的内部数据存储器就是指这前128 个单元，简称内部 RAM。特殊功能寄存器：是用来对片内各部件进行管理、控制、监视的控制寄存器和状态寄存器，是一个特殊功能的 RAM 区，位于内部 RAM 的高 128 个单元，其地址为 80HFFH。内部程序存储
5、器：8051 芯片内部共有 4K 个单元，用于存储程序、原始数据或表格，简称内部 ROM。并行 I/O 口：8051 芯片内部有 4 个 8 位的 I/O 口（P0，P1，P2，P3） ，以实现数据的并行输入输出。串行口：它是用来实现单片机和其他设备之间的串行数据传送。定时器：8051 片内有 2 个 16 位的定时器，用来实现定时或者计数功能，并且以其定时或计数结果对计算机进行控制。中断控制系统：该芯片共有 5 个中断源，即外部中断 2 个，定时/计数中断2 个和串行中断 1 个。振荡电路：它外接石英晶体和微调电容即可构成 8051 单片机产生时钟脉冲序列的时钟电路。系统允许的最高晶振频率为
6、 12MHz。1.7.3 8051 单片机引脚图1-1.6 8051 单片机引脚图DAC0832 是 8 分辨率的 D/A 转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个 DA 芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A 转换器由 8 位输入锁存器、8 位 DAC 寄存器、8 位 D/A 转换电路及转换控制电路构成。D0D7：8 位数据输入线， TTL 电平，有效时间应大于90ns( 否则锁存器的数据会出错)；* ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效；* CS：片选信号输入线（选通数据锁存器） ，低电平有效；* WR1：数据锁存器写选通输入线，负
7、脉冲（脉宽应大于 500ns）有效。由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生 LE1，当 LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1 的负跳变时将输入数据锁存；* XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效；* WR2：DAC 寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于 500ns）有效。由WR2、XFER 的逻辑组合产生 LE2，当 LE2为高电平时，DAC 寄存器的输出随寄存器的输入而变化，LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入 DAC 寄存器并开始 D/A 转换。* IOUT1：电流输出端 1，其值随 DAC 寄存器的内容线性变化；* IOUT2
8、：电流输出端 2，其值与 IOUT1值之和为一常数；* Rfb：反馈信号输入线，改变 Rfb 端外接电阻值可调整转换满 量程精度；* Vcc：电源输入端，Vcc 的范围为+5V +15V ；* VREF：基准电压输入线，VREF 的范围为-10V+10V；* AGND：模拟信号地；* DGND：数字信号地。 单极性输出图9-58 单极性电压输出电路如图9-58所示, 由运算放大器进行电流电压转换，使用内部反馈电阻。输出电压值VOUT 和输入数字量 D 的关系：VOUT = VREF D/256D = 0255 ， VOUT = 0 VREF 255/256VREF = 5V， VOUT =05
9、*+(255/256)VVREF = +5V， VOUT = 0 （255/256 ）V 双极性输出如果实际应用系统中要求输出模拟电压为双极性，则需要用转换电路实现。如图9-59所示。图9-59 双极性电压输出电路其中 R2=R3=2R1VOUT= 2VREFD/256 VREF= (2D/2561)VREFD = 0， VOUT= VREF；D = 128， VOUT= 0；D = 255， VOUT= (2255/2561)VREF= (254/255)VREF即：输入数字为0255 时，输出电压在 VREF + VREF 之间变化。1. 运算放大器运算放大器有三个特点：开环放大倍数非常高，一般为几千，甚至可高达10万。在正常情况下，运算放大器所需要的输入电压非常小。输入阻抗非常大。运算放大器工作时，输入端相当于一个很小的电压加在一个很大的输入阻抗上，所需要的输入电流也极小。输出阻抗很小，所以，它的驱动能力非常大。
