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AVR單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的直流電機(jī)PWM調(diào)速控制器

2017-04-11 11:46:51 大云網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評論 (0)
核心提示:  8535和L298驅(qū)動構(gòu)成的直流電機(jī)PWM調(diào)速控制器。詳細(xì)介紹了本調(diào)速控制系統(tǒng)的工作原理、光電編碼器接口電路、PWM驅(qū)動接口電路和相應(yīng)的各種控制軟件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了。可實(shí)現(xiàn)兩個編碼器信號的采集。  對
核心提示:  8535和L298驅(qū)動構(gòu)成的直流電機(jī)PWM調(diào)速控制器。詳細(xì)介紹了本調(diào)速控制系統(tǒng)的工作原理、光電編碼器接口電路、PWM驅(qū)動接口電路和相應(yīng)的各種控制軟件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了。可實(shí)現(xiàn)兩個編碼器信號的采集。  對
  8535和L298驅(qū)動構(gòu)成的直流電機(jī)PWM調(diào)速控制器。詳細(xì)介紹了本調(diào)速控制系統(tǒng)的工作原理、光電編碼器接口電路、PWM驅(qū)動接口電路和相應(yīng)的各種控制軟件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了。可實(shí)現(xiàn)兩個編碼器信號的采集。
  對INT1的中斷次數(shù)計(jì)數(shù)來測量通道B的脈沖數(shù),讀取PC6(即A相信號)的電平狀態(tài)來判斷電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。以上升沿觸發(fā)為例,即當(dāng)B路信號的上升沿引起中斷時,單片機(jī)判斷PC6信號的電平高低。若PC6為低電平,則電機(jī)為正轉(zhuǎn),計(jì)數(shù)器N的值加1,若為高電平,則電機(jī)為反轉(zhuǎn),計(jì)數(shù)器N值減1.則電機(jī)的速度即為一個采樣周期中N值的變化量。電機(jī)的轉(zhuǎn)速《為:c AN十c――標(biāo)度變換系數(shù),可根據(jù)轉(zhuǎn)速的量綱來選擇AN個采樣周期中的計(jì)數(shù)值,它的符號反映電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向-采樣周期1.3L298驅(qū)動接口號需經(jīng)過功率放大才能驅(qū)動電機(jī),本調(diào)速控制系統(tǒng)采用的是L298驅(qū)動芯片,驅(qū)動接口電路如所示。
  L298有單極性、雙極性2種工作方式。單極性工作方式指的是在一個PWM周期內(nèi),電機(jī)的電樞只承受單極性的電壓;雙極性工作方式是指在一個PWM周期內(nèi)電機(jī)電樞兩端的電壓呈正負(fù)變化。調(diào)速控制系統(tǒng)采用的是單極性工作方式。單片機(jī)的EnB引腳,它控制著電機(jī)轉(zhuǎn)速大小;單片機(jī)的PD6或PD7經(jīng)過一定的邏輯電路接到L298的IN1~IN4輸入引腳上,它控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。為了增強(qiáng)L298的驅(qū)動能力,本調(diào)速控制系統(tǒng)對L298的兩路驅(qū)動進(jìn)行了并聯(lián)使用,最大驅(qū)動能力可以達(dá)到3A.比較器LM393主要起到了限制過流和保護(hù)L298的作用。LM393的同相端直接連到了一個可變電位計(jì)上,電位計(jì)的電壓是可調(diào)的。調(diào)節(jié)電位計(jì)的電壓能調(diào)節(jié)L298的限流電壓。LM393的反相端接到L298的SENSEA和SENSEB兩檢測端。當(dāng)檢測電阻兩端的電壓大于限流電壓時,比較器的反相端的電壓大于同相端的電壓,輸出端輸出低電平,從而把L298的EnA和EnB使能端拉低,L298停止工作。這就起到了限制過流和保護(hù)L298的作用。
  2控制軟件2.1總體程序框圖啟動定時中斷。在主程序的循環(huán)內(nèi),首先從上位機(jī)(或是單片機(jī)系統(tǒng)自行給定)獲得電機(jī)轉(zhuǎn)速的命令字,包括控制電機(jī)的速度和轉(zhuǎn)動方向。接著調(diào)用讀編碼器模塊,獲得電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速,把給定速度與實(shí)際速度作差,得出控制量偏差。然后,調(diào)用控制算法(如PI)模塊。檢查、等待定時的到來。若定時沒到,調(diào)用顯示模塊,顯示一些系統(tǒng)特定參數(shù);若定時到了,調(diào)用PWM驅(qū)動模塊,驅(qū)動電機(jī)。這就形成了本控制系統(tǒng)的速度閉環(huán)。
  2編碼器接口軟件編碼器接口軟件包括編碼器中斷響應(yīng)程序和讀編碼器程序兩部分。編碼器中斷響應(yīng)程序原理:若編碼器的A相接PC6,B相接的是INT1.當(dāng)編碼器中斷(INT1)到來時,檢查方向引腳PC6,若是1,表示高電平,N值的寄存器加1;反之若是0,則N值寄存器減1.編碼器中斷響應(yīng)程序如下。
  ;保護(hù)現(xiàn)場,壓枝為1,跳行執(zhí)行;PC6為,順行執(zhí)行;N值的寄存器減1;中斷返回讀編碼器模塊程序原理:把上一個采樣周期的N值和當(dāng)前采樣周期的N值作差,得出脈沖變化的個數(shù)AN,由(1)式可以計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
  3控制算法軟件AVR單片機(jī)8535通過編碼器模塊程序得到電機(jī)速度反饋信號,再與上位機(jī)給定(或是系統(tǒng)自行給定)的速度信號相減,得控制量偏差,經(jīng)過一定的控制算法(如PI)得出控制量輸出值。PI控制算法的程序如下:的是上位機(jī)給定的速度量乘于比例系數(shù),結(jié)果放在;比例和積分結(jié)果相加,得控制輸出量L298驅(qū)動接口軟件中,AVR單片機(jī)8535主要進(jìn)行的工作是對電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向控制、把控制輸出量以PWM的形式輸出。驅(qū)動接口軟件的程序如下:outocrlaH,temp19是控制輸出量,其再以PWM形式輸出outocrlaL,tempi8為正傳位反轉(zhuǎn)3,從實(shí)驗(yàn)曲線可以看出,超調(diào)量小于10%,穩(wěn)定時間為150ms左右,穩(wěn)態(tài)誤差小于5%.系統(tǒng)具有較好的快速性和控制精度。
  4結(jié)束語直流調(diào)速控制器采用AVR單片機(jī)8535,實(shí)現(xiàn)了對直流電機(jī)的PWM調(diào)速控制。
  從實(shí)際運(yùn)用來看,它較好的實(shí)現(xiàn)了對直流電機(jī)的速度控制,并具有精度高、快速響應(yīng)性好、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。AVR單片機(jī)8535是一種新型的單片機(jī),有很好的應(yīng)用前景。將它運(yùn)用于直流電機(jī)的PWM調(diào)速,不僅有良好性能,而且經(jīng)濟(jì)可靠,因而有很大的實(shí)用價值。
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責(zé)任編輯:電小二

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