自校正模糊控制交流電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整器的研究與設(shè)計

（１） 雙向晶閘管開關(guān)從截止到完全導(dǎo)通需要一定的時間（一般在１０μｓ下），所以觸發(fā)脈沖的寬度要在１０μｓ以上，最好為２０～５０μｓ。如果是感性負(fù)載，由于電流上升比較慢，實際上還需要更寬的脈沖寬度。

（２） 觸發(fā)電路要有足夠大的電壓和電流。電壓應(yīng)在４～１０Ｖ，電流要大于１０ｍＡ，所以可使用５Ｖ的副電源。在雙向晶閘管開關(guān)和ＧＰ５之間應(yīng)接一個０．２ｋΩ的電阻。

（３） 不觸發(fā)時的電壓應(yīng)小于０．１５～０．２Ｖ。觸發(fā)脈沖的前沿要盡量陡，應(yīng)在１０μｓ以下。

３　軟件的實現(xiàn)

圖４是該設(shè)計中轉(zhuǎn)速和檢測信號的波形時序圖，圖５是本設(shè)計方案的軟件程序流程圖。該程序的主要步驟是復(fù)位、初始化、設(shè)置ＧＰ２上升沿中斷、設(shè)置Ａ／Ｄ通道ＧＰ４、讀取電位器設(shè)定的速度值ｎ（ｎ經(jīng)過Ａ／Ｄ）和讀?。裕漕A(yù)先設(shè)定值等。當(dāng)交流電源變?yōu)樨?fù)半周期時，設(shè)置ＧＰ２下降沿觸發(fā)和延遲Ｔｄ即可輸出寬度為Ｔｇ的脈沖，同時設(shè)置ＧＰ０接收中斷源請求等。一般當(dāng)霍爾開關(guān)輸入為上升沿時中斷，計數(shù)器計數(shù)，而當(dāng)霍爾開關(guān)再輸入一個上升沿中斷時，計數(shù)器停止，并記下數(shù)值ａ，最后在通過比例積分調(diào)節(jié)算法計算出延遲Ｔｄ后清除ｎ和ａ。當(dāng)交流電源變?yōu)檎胫芷跁r，在設(shè)置ＧＰ２上升沿觸發(fā)、設(shè)置Ａ／Ｄ通道ＧＰ４、等待中斷、補(bǔ)償延遲Ｔ０、延遲Ｔｄ以及觸發(fā)脈沖Ｔｇ后，便可通過ＧＰ４讀取設(shè)置速度ｎ。設(shè)計時正負(fù)周期的程序循環(huán)進(jìn)行。通過計數(shù)器的數(shù)值ａ計算轉(zhuǎn)速ｓ的算式如下：

ｓ＝ｆ／ａ

其中，ｆ是十六位計數(shù)器１的頻率，為１ＭＨｚ。

實際上，通過ｎ和ａ由單片機(jī)計算延遲ｔｄ需要一個準(zhǔn)確的算法。數(shù)字調(diào)節(jié)算法一般選擇ＰＩ算法，這是在工業(yè)過程控制中應(yīng)用最廣泛的一種控制形式。其作用在于能夠集比例調(diào)節(jié)的快速和積分調(diào)節(jié)的清除靜差作用于一體，從而使系統(tǒng)的靜、動特性都有所改善。

４　結(jié)論

本文設(shè)計的簡單易行的電動機(jī)調(diào)速器雖然解決了電動機(jī)的運行效率問題，也比較簡單實用。但也有一些需要改進(jìn)的地方，尤其在軟件方面，還需要加強(qiáng)功能，以提高算法的效率和準(zhǔn)確性。