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单片机控制的负阻自激振动系统

来源 CEPARK网站  作者: hnrain摘   要 振动式输送机是采用惯性激振器控制的机械振动系统,可以利用共振达到高效节能的目的。为了提高共振机械的运动稳定性, 我们采用振动速度倒向信号的闭环反馈,利用微机控制技术实现了自动频率跟踪的平稳共振状态。
p8X2l$s LNuV5^yTPh44606关键词  共振  微机控制 运动稳定性    7rKR CS{.?)gY44606

Y5\:Z1d/Y9LBaT&rl44606单片机控制的共振式输送机电子园51单片机学习网'iA+OMTV

-Y _~ g'W"V]Jy44606    共振式输送机是采用惯性式激振器控制的机械振动系统,分为非振动式和振动式,前者:结构简单,制造方便,工作状态稳定,但功率消耗大。而后能耗少,但工作状态难调整,微小的频率漂移将引起很大的幅值波动。于是,在工程中常采用非共振式的。针对共振运行不稳定的问题,我们采用振动速度倒相信号的闭环反馈,即利用单片机进行采集和处理反馈信号,实现频率的自动跟踪[1],使系统处于平衡的共振状态。利用其共振的高效节能性,用小功率电机完成大功率电机所能完成的任务,对于大中型共振式机械节能优越性更为明显。该系统的结构框图如下:

J9RCox d44606 电子园51单片机学习网#Xu8Qwxvwd$S


1k1X v$s Z[{$q44606电子园51单片机学习网l3B Be+Jt$B,I

h;c*wq9x0s2q"s2P44606    共振式惯性输送机属于单自由度振动系统,由惯性激振器和机械振动系统组成,其力学简图如下:电子园51单片机学习网Uo1n%id

&@'a:k|r*Y44606 电子园51单片机学习网U5bJ"M)RZ1^awuVr
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U r"Sbd6N3J0W7c44606 电子园51单片机学习网5M4Nnp.a

该振动系统的强迫振动方程为:
'G%C(@,J g-u8S;H!h&a44606                            Q+R+P=Fcos(Ωt)
_*kwp4X OKt1s44606                          电子园51单片机学习网4h#V/v/sw

m.F%?!| Mk'E#r.}\n44606    式中,M—本体质量;X—振动位移;f—磨擦系数;K—弹簧刚度;m—激振器旋转质量
mrl@#u~44606方程有解形为:电子园51单片机学习网2Tm W L4U XT
                          
^/G KV/W44606     只要能控制激振力的频率与方位角满足如下关系:
%yiw.K2d"~SZ ZP44606                            
A0I3BQ_w}!h!I44606则上述的振动方程可改写成:
L,N a&[{I44606                           电子园51单片机学习网ZX#L%p%{ij1B
其中,    ; 
u%S7M!K!KJ Y7j|44606    在开机时,振幅A较小,则满足    。于是系统的运动是发散的。直到  时,系统将呈现稳定的振动状态。其振幅为   。要实现这种负阻自激振动,就得要求单片机输出控制变频电源,使变频电源和主系统锁相同步工作。电子园51单片机学习网9D ?Y)N0b2t$r$W+}q
 
F)HdZRE4T7V ~5B44606系统的工作过程及主要程序

I ^3@B;a_:vmO \44606

G2KTN2?&l K*f*k]5i44606(一)工作过程
#?wb6R V H h44606    1、搜索同步频率:由上节计算可知共振时变频器的频率大约在40Hz,因此让变频器的频率从35Hz~45Hz 以0.2Hz步进,记录振动体的振幅的幅值.由于机械装置的惯性,所以每增加到一个新的频率时应延时3个周期.电子园51单片机学习网(l8`qcrM/pn
    2、共振运行的控制: 在搜索到同频率以后,接着进行判断振动体运动到T/4的程序,即由ADC0802输入的电压由此及彼到最大的过程,在这过程中,单片机记时,则得到振动体的周期T。
KN7p1Z spX%rO44606    同理测偏心块的角速度,由于8个接收二极管每隔450安装在偏心块的运动轨迹外侧,相邻二个接收二极管依次导通时间间隔是T/8,则单片机可记录此时间同上可得到Ω我们再来推倒Ω和控制电压u的关系:
0Z3T2]/f?1T3h{2O9p44606    3、输出电压的控制:电子园51单片机学习网)s7?9OS6iv0H wS-Z
    对偏心块的位置在一个周期T1进行四次检测,通过编码器分别在T1/4,T1/2,3T1/4和T四个时刻检测,其值与理论值z比较,若两者一致,则不作调整,不一致则按PID公式调整[2]。输入数字调节器的信号是经过“离散量化”后的信号,数字调节器的输出的信号必须给予“恢复”中的零阶保持器,担负着将离散信号恢复为连续信号的任务,才能对被控对象实施有效控制。下图为数字控制原理框图:电子园51单片机学习网7~4nT-W9VG8OrFM

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电子园51单片机学习网3n.rs9{1QQ wD6} u*x
                                                                                 
gZs.J;IOZW44606      而 PID控制正是数字控制系统之一,  它是比例积分微分控制,它具有原理简单,使用方便,适应性强特点[3]。经PID运算后得到的数值经D/A转换器输出到变频器,控制电机转速达到和振动体同速度同相位而使系统处于共振状态[4]。

4S D)la~44606 电子园51单片机学习网0X q;I&J0n%^RC

(二)主要程序
!@%M;j0h^1t44606    幅值鉴别程序:电子园51单片机学习网I6qPGxY]p2y u
          MOV   CX ,10
F?.y!r?Q44606          MOV   SI  ,00H电子园51单片机学习网Q| `5B Lh
CMPAPE: 电子园51单片机学习网Y\1aNDM"\:BF K
MOV   DX ,FF7CH电子园51单片机学习网 sm-WCf7t Aj:A
IN      BL ,DX
oV.`?6Mm.V }4DwV44606CALL  DELY1
cRt y:EQx44606IN   AL ,DX电子园51单片机学习网%t(N Tr7F O@n o6e
         CMP  AL ,BL
7w6V QG0o44606JNB  CMPARE
5X/MZ6F!Q'~{ n{44606MOV   [SI+1000H,AL]
T]aR j)v ns44606INC  SI
$W2{-vK@ oF%W e`44606MOV  100AH ,AL电子园51单片机学习网\ft4y'T ^5t%B
CND电子园51单片机学习网`;H [ iZ~T:k Q
    此段程序执行后,输出电压对应的数字量放在100AH内存单元中。
2@vyt6MaRn wA44606    输出程序:电子园51单片机学习网~ g0[ TF9hd
        MOV   OPTR   #  7FFFH;指向DAC0832电子园51单片机学习网t1`#d4r%y5g|
        MOV   A ,       100AH;数字量先装入累加器
4MO'] f-l44606        MOVX  @  OPTR ,A      ;数字量从P0口送到P27所指向的地址,WR/有效时完成一次D/A转换。
&CV"R'AX+z6D446068255初始化程序:要求工作在方式0且A、B为输入口,C为输出口:
m3t7Jmn*E-F44606A口地址:F7CH电子园51单片机学习网Y3a$OW5oF
                          B口地址:FF7DH电子园51单片机学习网:`g"\X8AZ9d1k
                          C口地址:FFFEH
1Dm/r$U0l0jg+Z.U/xP44606控制口地址:FF7FH电子园51单片机学习网R+NV,SYH)U
则:MOV   A  , #92H;电子园51单片机学习网-\7m*d9Z)hdx#x
MOV   DPTR ,#0FF7FH;控制寄存器地址DPTR方式控制字控制寄存器电子园51单片机学习网Z\)G+hxz

gNE3~Rf44606参考书目录电子园51单片机学习网"?-r)Q;t P5A.w

电子园51单片机学习网9y |4k'cgjHe7N

[1] 潘新民《微型计算控制技术 》[M] 清华大学出版社、1999年8月    
NF|7q5sO7m44606[2] Hollot C,Analysis and design of controllers for AQMroters supporting TCP flows .IEEE Transactions on Automatic Control,2002,47(6) 
c6Z)e^L44606[3] 张友德《单片机微型机原理及应用》[M] 复旦大学出版社、1991年12月
H9~_@U\44606[4] 江瑞启《电机原理及控制》[M] 机械工业出版社、1999年5月
9Wh&|#@Bk5dM44606电子园51单片机学习网.?6`.W&`;Bc

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