茂 名 学 院

毕业设计说明书

题 目 数字式PI控制的转差型交流调速系统设计

英文并列题目 The Design of Deterioration Controlled

by Digital PI Exchange-Speed System

学院 计算机与电子信息学院 专业 电气工程及其自动化

班级 电气04-2 学生 朱集锦　

指导教师（职称） 张清华（教授） 　

完成时间 2008 年 3 月 17 日至 2008 年 6 月 20 日

茂 名 学 院

毕 业 设 计（论 文）任 务 书

自动化 系 电气工程及其自动化 专业 电气04-2 班 学生 朱集锦

一、毕业设计(论文)课题 数字式PI控制的转差型交流调速系统设计

二、毕业设计(论文)工作自 2008 年 03月 17 日起至 2008 年 06 月 20 日止

三、毕业设计(论文)进行地点 茂名学院自动化专业实验室

四、毕业设计(论文)的内容要求

设计数据：

调速系统采用的异步电动机为JOS2-6型，4.5Kw，380v，9.8A，50Hz，960r/min，同轴带3Kw直流发电机及一台ZYS-TH型测速发电机， 飞轮惯量78Kg m2，r1+r2 /=0.85Ω,L1+L2/=13mH，给定值、转速调节器及电流调节器的额定电压均为8V。设计要求：构成转差频率控制交流调速系统，设计数字式PI控制控制器控制，使得超调不大于5%，静态无静差。

设计内容：

1）阐述模糊-PI控制原理，阐述基于数字式PI控制转差频率控制的交流调速系统组成、工作原理，以及在实际中应用的意义。

2）主回路、控制回路设计：（1）实现所需的开关、熔断器、接触器、按钮、导线、热继电器选择计算（2）整流、逆变变压器、晶闸管（含阻熔保护环节）选择计算（3）函数发生器、绝对值变换器、环形分配器等以及触发单元选择（4）直流电源设计

3）电流环设计：采用典I型结构，选择PI调节器参数及电流反馈系数。

4）转速环设计：用计算机实现转速数字式PI控制器（建议：采用VC++语言编程），选择A/D, D/A 转换器，转速反馈系数。

5）仿真研究，通过仿真调节数字式PI控制器参数，使之合乎设计要求。

3、设计书要求：

教研室负责人

指导教师 张清华

接受设计论文任务开始执行日期 2008 年 3 月 20 日

摘要

本文提出一种PI控制器，并用作交流调速系统的转速调节器。PI控制器能根据系统运行状态动态地改变调节器结构和参数，有效地缓解了传统PI调节系统快速性和平稳性的矛盾，改善了调速系统的动态性能。仿真与实验结果表明：在相同的负载转矩扰动下， PI控制系统的动态速降和恢复时间均小于积分分离的PI控制系统。

关键词： PI控制器 交流调速系统

Abstract

This paper presents an PI controller, which is applied in the speed controller of AC drive system．According to operation state, intelligent PI controller can adjust its structure and parameters online, which can remarkably improve dynamic performance of the system. Comparing with conventional PI control system, it successfully solves the contradiction between quickness and smoothness. Simulation and experiment results haven shown that: under the same load disturbance, both dynamic speed change and recovery time of proposed intelligent PI control system are less than that of integral separated PI control system.

keywords： PI controller, AC drive system

第一章 绪论

1.1 意义

直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。从机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点,使电动机的稳定运转速度发生变化。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。近年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础，所以直流调速系统在生产生活中有着举足轻重的作用,现在提出一种智能PI控制器，并用作交流调速系统的转速调节器。智能PI控制器能根据系统运行状态动态地改变调节器结构和参数，有效地缓解了传统PI调节系统快速性和平稳性的矛盾，改善了调速系统的动态性能。仿真与实验结果表明：在相同的负载转矩扰动下，智能PI控制系统的动态速降和恢复时间均小于积分分离的PI控制系统。, 传统PI调节器具有结构简单、稳态无静差等优点，但传统PI控制不足之处在于以不变的模式和参数来处理变化多端的动态过程，因此很难解决平稳性、快速性和准确性之间的矛盾[1]。

智能控制是一种新型的控制方法，具有较强的自适应能力[2]。智能PI控制器能根据系统的运行状态动态地改变控制器的结构和参数，有效地缓解了传统PI调节器快速性和平稳性的矛盾，改善了调速系统的动态性能。

1.2背景及研究目标

交流调速系统，特别是双闭环交流调速系统是工业生产过程中应用最广的电气传动装置之一。广泛地应用于轧钢机、冶金、印刷、金属切削机床等许多领域的自动控制系统中。它通常采用三相全控桥式整流电路对电动机进行供电，从而控制电动机的转速，传统的控制系统采用模拟元件，如晶体管、各种线性运算电路等，虽在一定程度上满足了生产要求，但是因为元件容易老化和在使用中易受外界干扰影响，并且线路复杂、通用性差，控制效果受到器件性能、温度等因素的影响，从而致使系统的运行特性也随之变化，故系统的运行可靠性及准确性得不到保证，甚至出现事故。 交流电动机可逆调速系统数字化已经走向实用化，其主要特点是： (1) 常规的晶闸管交流调速系统中大量硬件可用软件代替，从而简化系统结构，减少了电子元件虚焊、接触不良和漂移等引起的一些故障，而且维修方便； (2) 动态参数调整方便； (3) 系统可以方便的设计监控、故障自诊断、故障自动复原程序，以提高系统的可

靠性； (4) 可采用数字滤波来提高系统的抗干扰性能； (5) 可采用数字反馈来提高系统的精度； (6) 容易与上一级计算机交换信息； (7) 具有信息存储、数据通信的功能； (8) 成本较低。 此次课题设计一个直流调速系统，包括主电路和控制回路。主电路由晶闸管构成，控制回路主要由单片机，检测电路，驱动电路，按键输入，数码显示等构成，检测电路又包括电流检测，转速检测，电源逻辑状态检测等部分。

1.3课题的实际意义

随着微电子技术,微处理机以及计算机软件的发展,使调速控制的各种功能几乎均可通过微处理机,借助软件来实现。即从过去的模拟控制向模拟-数字混合控制发展,最后实现全数字化。 在数字化系统中,除具有常规的调速功能外,还具有故障报警,诊断及显示等功能,同时,数字系统通常具有较强的通信能力,通过选配适当的通信接口模板,可方便地实现主站(如上一级PLC或计算机系统)和从站(单机交,直流传动控制装置)间的数字通信,组成分级多机的自动化系统。为易于调试,数字系统的软件,一般设计有调节器参数的自化优化,通过启动优化程序,实现自动寻优和确定系统的动态参数,以及实现如交流电动机磁化特性曲线的自动测试等,有利于缩短调试时间和提高控制性能。国外一些电气公司都有成系列的与模拟调整系统相对应的全数字交、交流调速装置产品可供选用,新开发的调速系统几乎全是数字式的。与模拟系统类似, 全数字调速系统已发展成为紧凑式和模块式两大类，但全数字调速系统还是有模拟调速系统无法比拟的优点,技术更先进,操作方便。     数字调速系统与模拟调速系统相对比,技术性能有如下优点: (1)  静态精度高且能长期保持； (2)  动态性能好,借助于丰富的软件,易于实现各类自适应和复合控制； (3)   调速范围宽； (4)   电压波动小； (5)  参数实现软件化,无漂移影响； (6)   所用元件数量少,不易失效；  (7)  设定值量化程度高,且状态重复率好；  (8)  放大器和级间耦合噪声很小,电磁干扰小；  (9)  调试即投产灵活方便,易于设计和修改设计；  (10) 标准及通用化程度高,除主CPU模块外,仅数种附加模块；   可实现,包括工艺参数在内的多元闭环控制；  (11) 适用范围广,可实现各类变速控制及易于实现与单片机或PLC系统通信。   由此,数字化将在未来的调速设备中得到大量应用。 数字化是调速系统自动化的基础，特别是当前网络技术在工业领域的普及与发展，就更加确定了数字控制的主导地位，因此研究该课题具有实际意义。

1.4交流系统:

虽然传统交流调速技术在电力电子学的支持下日臻完善，但两大缺陷仍使交流调速系统无法在运动控制领域与直流调速系统相抗衡。鉴于交流电动机的优点及其在工业生产技术中

的重要作用，为了构成性能等同于甚至优于直流调速系统的交流调速系统．科技工作者进行了不懈的努力，终于在20世纪70年代取得了突破性进展，从而开创了现代交流调速的新时期。首先是电动机控制性能提高的问题。因交流电动机是一个带铁心的多绕组电磁锅台系统，且定、转子间存在着相对运动，使其数学模型同时具有时变参数、多变量耦合和非线性的特征。面对如此复杂的条件约束，要想改善电动机的控制性能，仅依靠经典电机理论和经典控制理论是无法实现的。因此，在不断完善传统交流调速技术的同时，科技先行者们已开始了关于交流电动机数学模型建立和处理方面的艰难探索.其间，最先的重要的进展当推R．Park,的工作，1921年Park率先采用参考系变换的方法，将同步电动机定于侧的变量和参数变换至固定在转于上的参考系中，消除了同步电动机数学模型中的时变电感、并给出了 实现这一变换的公式．即著名的Park方程，Park的工作开创丁参考系理论之先河，在这一思路的启示下?相继出现了多种形式的变换方法，并逐步形成了一套完整的参考系理论。在此基础上1971手F Blaschkc和P castman与A．clarke独立公布了他们关于感应电动机矢量变换控制的研究成果．使交流电动机的控制性能真正达到了足以与直流电动机相媲美的水平，成为现代交流调速技术新时期开始的标志。现代控制理论在调速技术中的成功应用，加深了人们时于矢星变换控制技术的理解．并相继从数学模型解耦和线性化的角度提出了更加完善的控制算法 同时期微电子技术的成就，使这些复杂算法的实时实现成为可能，为系统的全数字化和控制性能的提高提供了有力的支持。

另一方面的问题是研制高性能的变频电源。以晶体闸流管为开关元件的交－直－交六拍式变频器虽对传统交流调速技术的发展起过重大的促进作用，但其自身的缺陷却直接限制了交流调速系统两项最重要的性能指标一一调速范围和对外部控制信号的响应速度的提高。因此．新型变频器的研制就一直是个倍受关注的课题。20世纪60年代中期，通讯技术中广泛应用的调制技术被移植到运动控制系统中，形成／脉冲宽度调制(PWM)变频的设想。电力电子技术的进步，各种全控型电力电子器件的出现，使达一设想很快变为现实，形成了多种型式的PWM式变频器．同样有力地促进了交流调速技术的发展。正是由于上述调速理论、微电子技术和电力电子技术三方面成就的汇合，使交流电动机的矢量变换控制技术迅速风靡全球，仅二十余年的时间即已完全达到了成熟的实用化阶段，形成了系列化产品，并正在逐渐取代现有的直流调速系统。从西方一些知名公司的产品化进程看，完全可以说交流调速系统从产值上超过直流调速系统的时代已经到来。 然而，和一切事物都是在不断否定自己的过程中逐步得到完善一样，交流调速技术在经历了一次由传统到现代的质的飞跃之后，又开始了新的量变过程。针对着矢量变换信号处理任务繁重，来自转于的参数干扰严重影响系统的控制精度，未能给出转矩响应与电机参数间的关系，因而增加丁快速交流位置伺服系统设计中的困难等方面的问题，近年来又出现丁许多新的控制方案，其中最重要的是M．DePenb毗在A．P帆u工作基础上提出的感应电动机立接转矩控制和山村 昌提出的磁场加速法，它们都能用更简单的硬、软件结构构成性能与矢量变换控制相同甚至更高的交流调速系统。同时，观测器理论、Kalman滤波、自适应控制及其它相关的鲁棒控制乃至智能控制——如神经网络、遗传算法等在交流调速中的应用研究方兴未艾。虽然限于目前的技术条件，要饺这些研究成果转化为生产力尚有待时日，但其发展前景是不可小视 纵观交流调速技术的发展过程可以看出，现代交流调速技术是在突破了经典电机控制理论的模式后，不断从相关学科的理论和技术成果中吸收新的思想和支持而形成的一个崭新领域，是一个介于于现代电机理沦、现代控制理论、微电子学、电力电子学及其它相关学科间的边缘学科。学习交流调速理论和技术，不仅限于掌握这一学利的具体知识，更重要的是．在知识的继承和创新方而可以获得许多合益的启示，它的发展历程就是一份培养创造性思维方法的鲜活教材。在当今知识经济己初见端倪的时代、培养创造性思维的重要性甚至超过了掌握具体知识的本身。

1.5本章小结

本章主要介绍数字式PI控制的转差型交流调速系统设计, 背景及研究目标, 课题的实际意义, 此次课题设计一个交流调速系统，包括主电路和控制回路。

第二章 模糊-PI控制原理

2.1模糊PI控制主要介绍

2.1.1.概述:

传统PI控制对具有非线性、大时滞、时变、强耦合等特性的被控对象的控制效果不理想。针对该问题，将模糊PI控制引入到交-交变频同步电机调速系统中，以模糊PI控制器代替传统的PI控制器。阐述了模糊PI控制器的原理以及算法，最后将其应用到交-交变频三相同步电机系统中。实用表明，系统的各项参数指标均优于传统PI控制。

模糊自校正PI控制器的设计

控制器设计的理论依据

在起动和负载变化阶段，控制系统的反应较慢。而模糊控制将专家的知识及现场操作人员的经验转化为控制策略，使模型难以确定的复杂系统得以有效的控制。在对象参数发生变化或受到外部扰动时，模糊控制仍能达到较为满意的控制效果。 因而与传统的控制方案相比，模糊控制具有较强的鲁棒性。但是模糊控制无法从根本上消除稳态误差，控制精度较低。而比例积分控制(PI)能够消除稳态误差，将模糊控制技术和传统的PI控制相结合，能够有效地解决模糊控制存在稳态误差的缺陷。目前较为广泛的是模糊控制与PI控制的串联或者模糊控制与PI控制相并联。但是参数固定的PI控制又一定程度上给系统带来了动态与稳态之间的矛盾，模糊控制的优势没有得到完全体现。本文提出的模糊自校正控制器使PI调节器参数跟随系统误差变化而动态变化，从而具备了模糊控制较强鲁棒性和PI控制削弱稳态误差的功能。

模糊控制原理及其应用

该模糊控制输入信号为速度偏差e和速度偏差变化率△e，输出信号为控制信号。变量的模糊子集为{正大，正中，正小，零，负小，负中，负大}，相应的语言变量设定为{PL，PM，PS，ZO，NS，NM，NL}。

首先，把速度偏差及偏差变化率的实际范围作为输入论域，输出控制量的允许变化范围作为输出论域，而在论域中的元素隶属于某个语言变量值的隶属度用隶属函数表示，论域两端的隶属函数取半三角形的形状，其余则取三角形的形状。其次，在模糊化过程中取输入变量的实时值，即求速度偏差及偏差变化率的实时值。第三步是把输入变量的实时值和已定义的隶属函数进行比较组合，求出相应的模糊输入量。有了上面三个步骤后，再采用MAX-MIN推理合成算法进行模糊推理，并产生模糊输出结果。最后，将模糊输出结果清晰化，并采用PWM方式实现输出控制，在周期一定的条件下调节占空比，而

占空比的实时值由模糊控制规则自动调节。

2.1.2控制器的参数校正

模糊自校正控制器是由模糊控制器、PI调节器、参数整定环节和估测器四个基本部分组成。模糊控制器和PI调节器根据校正的参数对过程对象进行控制，参数整定环节根据系统误差的动态变化对PI调节器进行参数校正。该模糊自校正控制系统的运行过程就是模糊自校正控制器不断采样、校正，直至系统达到并保持期望的控制性能指标。

3.PI调节器的参数校正原则：

在控制的起始阶段取较小的PI调节器校正参数；当模糊控制达到基本稳定时，根据系统误差逐渐增大PI调节器的校正参数，以获得平稳的上升并消除误差；当整个系统已基本稳定时，则根据系统要求和误差适当减小PI调节器的校正参数。

2.2模糊PI控制引言

传统的PI控制算法简单，参数调整方便，有一定的控制精度，但也存在局限性。PI控制本质是一种线性控制,若被控对象具有非线性、大时滞、时变、强耦合等特性，会使线性参数的PI控制无法保持设计时的性能指标，鲁棒性往往无法令人满意。而模糊控制具有较强的鲁棒性，并且具有动态响应好、上升时间快、超调小，尤其当被控对象模型很难建立或系统具有非线性、大时滞、时变、强耦合等特性时，它的优越性更为突出。但是模糊控制的稳态性能比较差[1]，因此将模糊控制和PI控制相结合，采用模糊PI控制对交流调速系统进行控制。

2.3模糊PI控制的算法

图2-1示出模糊PI控制器的基本结构框图。

图2-1模糊-PI控制原理图

2.4模糊控制方法

（1）模糊控制器选用二维模糊控制器的输入为速度误差e及其误差变化率e，输出为定子电流，量化因子分别为和，比例因子为。模糊变量有：输入相应误差E，误差变化率EC，输出为控制量U。和的大小意味着对E和EC的不同加权程度，而在调整系统特性时，和又相互制约，因此可得到带有调整因子的控制规则，通过改变的大小，改变对E和EC的不同加权程度，获得不同的控制作用。E、EC及控制量U的模糊子集用7个模糊量描述即：{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}。它们的论域为：{-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5。\

（2）模糊PI控制器控制原则在常规PID基础上，应用模糊理论建立参数，与偏差绝对值和偏差变化率绝对值的二元连续函数关系。原则为：①较小，接近设定值，为使系统有良好的稳态性能，应增加，的值。此时若较大，可适当减小，若较小，应适当增大kp，ki；②和EC中等大小时，使系统具有较小的超调，kp应取小一些，ki取适当，以保证系统稳定及响应速度；③E较大时,为加快系统响应速度，应取较大kp。同时为避免出现较大的超调，产生积分饱和，对积分加以控制，取ki=0。

由以上分析可得，来调整PI参数的公式：

kp=［ +（1-）EC］k≥Ev

kp=［′+（1-′）EC］k≤Ev（1）

式中Ev———调整因子转换时的误差值

（3）确定个模糊子集的隶属函数根据上述模糊规则，可以确立E，EC及U各模糊状态的隶属函数，分别示于表1、表2和表3。

2.5软件算法实现

图2-2示出调速系统算法流程图。

图2-2调速系统算法流程图

2.6模糊PI控制的应用

在12kW交-交变频三相同步电机系统中采用了模糊PI控制，并通过DSP编程控制实现了对电机调速系统的控制。实验给定电机转速为150r/min。

图3示出PI控制和模糊PI控制在调速系统中的应用波形，由图可见，模糊PI控制系统具有良好的性能且超调小，在突加1.5倍负载时，即系统启动开始

1.5～2s时的抗冲击能力比较强。

2.7本章小结

由以上分析和实用得出结论，模糊PI控制器能使系统具有更快的响应速度和更小的超调量，具有更强的抗冲击能力，明显优于PI控制。模糊PI控制在变频调速闭环系统中的应用

随着计算机控制技术、电力电子技术的飞速发展，交流变频调速技术正以其优异的控制性能日益为工业界接受，可编程控制器作为一种可靠性的工业PC，也正以前所未有的速度在工业自动化领域迅速普及。在我国传统的钢铁冶金、交通运输、机械化工等各产业中，存在着大量的以继电器、接触器和直流调速为主的电气传动系统，这些系统存在硬件线路复杂、可靠性低、能耗大、生产维修量大等许多缺点，因此如何将PLC与交流变频调速技术相结合，对传统产业进行改造，是企业界正着力解决的问题。

第三章 基于数字式PI控制转差频率控制的交流调速系统

3.1模拟PI调节器的数字化

PI调节器是电力拖动自动控制系统中最常用的一种控制器，在微机数字控制系统中，

当采样频率足够高时，可以先按模拟系统的设计方法设计调节器，然后再离散化，就可以得到数字控制器的算法，这就是模拟调节器的数字化‘当输入是误差函数e(t)、输出函数是u(t)时，PI调节器的传递函数见式

（1）

式中调节器比例部分的放大系数调节器的积分时间常数。

按式（1），u(t),e(t)时表达式

其中为比例系数,K1=为积分系数,将上式离散化成积分方程,其第k拍输出为: 其中Tsam为采样周期 数字PI调节器有位置式和增量式两种算法。式(9)表述的差分方程为位

（2）

置式算法，u(k)为第k拍的输出值。由等号右例可以看出，比例部分只与当前的伯差有关，而积分部分则是系统过去所有偏差的累积。位置式PI调节器的结构清晰，P和I两部分作用分明，参数调整简单明了。由式(2)可知，PI调节器的第k—l拍输出为

（10）

（3）

由（2）－（3）可 得

（4）

式（4）就是增量式PI 式调节算法可以看出，增量式算法只需要当前和上一拍的偏差即

可计算输出的偏差量。PI调节器的输出可由下式求得u(k)=u(k-1)+只要在计算机

小多保存上一拍的输出值就可以了在控制系统中，为了安全起见．常须对调节 器的输

出实行限幅。在数字控制算法中，要对U幅，只须在程序内设置限幅值Um当u(k)＞Um，便以限幅值“m作为输出考虑限幅时，位置式和增量式两种算法完全等同，考虑限幅则两者略有差异。增量式PI调节只需输出限幅，而位置式算法必须同时设积分限幅和输出限幅，缺—不可；若没有积分限幅，当反馈大于给定，使调节器退出饱和时，积分项可能仍很大，将产生较大的退饱和超调!带有积分限幅和输出限幅的位置式数字PI调节程序框图如图3-1所示

3-1位置式数字PI调节程序框图

3.1.1调节器的设计

模拟系统的转速调节器一般为PI调节器，比例部分起快速调节作用，积分部分消除稳态偏差。数字调节器也应具备同样的功能，因此仍选用PI字调节器。按照式，

其差分方程为

（5）

其中，Kp比例系数，K1积分系数(单位为)，e调节器输入，u调节器输出。k采

样次数：对式(5)方程作z变换并应用线性定理和平移定理得

如果要用利用连续系统的对数频率法来设计调节器参数，应先进行z变换

根据系统期望虚拟对数频率特性的中频段宽度和相角裕量，可以解出和Ko，再进一步得出调节器的比例系数K p和积分系数K 1。

3.2转差频率控制的变频调速系统数学模型

3.2.1转差额率控制的变领调速系统数学模型

假设异步电动机工作在小转差下(s=0)，并忽略电动机反电势对电流Id的影响，对于导通型逆变器而言，可得电压Ud与电流Id之间的传递函数为

（6）

电磁转矩表达式可以 写为

（7）

电机运动方程式

（8）
对(8)进行拉氏变换得到

(9)

上式中 为电机的机电的时间常数

依据式(9)绘制的交—立—交电流源型逆变器一异步电动机转差频率摔制变频调速系统动态结构框图如图所示交—直交电流源型逆变器异步电动机转差频率控制变频调速系统动态结构图

图中，ASR ,ACR分别为转速、电流调节器．可根据需要选择其类型，并可利用此框图综合ASR ,ACR之参数，分析其动态过程，其方法步骤类似于直流调速系统,另外，对于其他类型的转差频率控制系统的数学模型可类似建立

。

3-2异步电动机转差频率摔制变频调速系统动态结构框图

3.2.2转差频率控制的基本思想

转差频率控制的转速闭环变颇调速系统

1、 转差频率控制的基本思想

转速开环、电压或电流闭环的变频调速系统共能用于调速精度不太高的一般平滑调运场合，要继续提高系统的静、动态性能，就必须进行转速闭环控制。由于异步电动机的电磁转矩与气隙磁通、转子电流、转子功率因数均有关，其中的主要参变量 转差率又难以直接测量，增加了对异步电动机变频调速系统进行闭环控制来进—步提高系统动态性能的难度。本节论述的转差额率控制系统是一种模拟控制拖动转矩，近似保持控制过程中磁通恒定的转速闭环变顺调速方案．理论上可以获得与直流电动机闭环调速系统相似的调速性能。按照异步电动机的拖动转短表达式Te =CmmImcos

式中Cm为电机常数

cos= 于是

Te=Cmm

定义以t＝S叫为转差角濒率，则有Te=

为电动机常数

1. 转差频率控制的基本思想就是基于上述推导而来：只要a限制转差角频率的最大值b保持主磁通恒定，c控制转差角频率叫．就能控制异步电动机的转矩Te

2、恒定对定子电流的控制要求

通过控制以来控制转矩Te是在保持恒定的前提下成立的，于是问题又转化为如何才能保持恒定.现在需要分析，与电动机电流内关系。

由电机学可知，与励磁电流I。成正比，参考感应电动机的一相等效电路图

可见系统中要维持恒定，即恒定．就需要实现以下函数关系

图3-3,保持恒定时的函数曲线图

上式作成的函数曲线如图3-3所示．曲线纵坐标上的为理想空载以

时的数值,渐近线为 为正为负,左右对

称,只要控制异步电动机的定子电流满足图3-3的函数要求，就能实现气隙磁通恒定。

2、 转差频率控制的转速闭环变频调速系统

转差额率控制的转速闭环变频调速系统结构见图3-4，该系统为了获得较好的动态响应，而且便于回馈制动，采用交—直—交电流型变频器作为主电路该结构图中，给定值Um；对应转子希望转速，测速反馈给出转子实际速的反馈量Um，转差率调节器对一各的偏差进行PI调节运算后，得到系统所需的转差频率给定值Um,对逆变侧即下路控制通道，转差频率给定值Um加上实际转子速的反馈量恰好应该作为定子旋转磁场同步转速的给定值L’；，因此被用来控制变频器的供电频率．而对整流侧即上路控制通道，按照恒磁通对l的要求，转差额率结定值Um；还必须转换为定子电流给定U1·系统件的

电流按照该设定进行调节。

图3-4 转差频率控制的变频调速系统结构图

Um-Ut：；转换由函数发生器来完成，可以设计各种电路去分段模拟图3-4所要求的函数曲线。此外，系统中的频率给定滤波环节是为了保持频率控制通道与电流控制通道动态过程的一致性。该系统限制转差角频率的方法更为简单，只要限制转差率调节器的输出幅值Um即可 。

综上所述的闭环变频调速条统，实现了转差频率控制的基本思想：能够在控制过程中保持磁通的恒定．能够限制转差频率的变化范围，且通过调节转差率调节异步电动机的电磁转矩。类似于不变励磁，调节电枢电流Id来调节处动转矩的转速、电流双闭环直流调速系统。但这种转差额率控利的闭环变颇调速系统并不能完今达到直流双闭环系统的静、动态性能水平．主要原因分析如下:

(1)转差频率控制思想的获得、是从异步电动机的稳态等效电路和稳态转距公式出发的，因此所得列的保持恒定的条件只在稳态情况下成立，而在动态中该条件是不成立的．因此．该系统无法维持动态过程中的恒。

(2)电流调以E所控制的只是电流幅值．无法控制电流相位，因此动态过程中转

矩并不与的相位同步，这样会延缓动态转矩的变化过程。

〔3)非线件函数Um；＝的分段模拟运算是有 一 定误差的。

(4)实际转速检测信号。的误差会以正反馈的方式影响同步转速的给定值Um

3.3转差频率控制的变频调速系统的工作原理

恒压频比控制的变压变频调速系统可以满足一般平滑调速的要求，但静、动态件能都有限，要提尚系统的静、动态性能，诌先要采用转速反馈的闭外控制。

出于电气传动控制系统都满足基本运动方程式

式中J为转动惯量,由上式看出，要提高调速系统的动态性能，主要依靠控制转速的变化率dm／d r，显然控制电磁转矩就能控制dm／d c，因此调速系统的动态性能就是控制其转矩的能力。由前所述可知，转差频率控制方式就是通过控制异步电动机的电磁转矩Tn达到对转速的控制。系统的工作原理叙述如下：

图3-5异步电动机转差频率控制的变频凋速系统原理图

1． 起动过程

对于转速闭环控制系统而言，速度调节器ASR

输出为电机转矩的给定值(控制量)。由转差频率控制原理可知，异步电动机的电磁转矩Ts与转差角频率成正比，因而ASR的输出就是转差角频率的给定值。

由于电机的机械惯性影响，当设定一个转速给定值，必然有一个起动过程。通常ASR都是采用PI调节器，这样在起动过程中ASR的输出一直为限幅值，这个限幅值就是最大转差角频率的给定值此：，它对应电机的最大电磁转矩由此可见，转差频率控制方式最大特点是在起动过程中能维持一个最大的赵动转矩恒定不变，从而可知，电机起动过程是沿着丁特性曲线的包络线(如图2。38所示)升速，实现快速起动的要求。

在起动过程中，一方面是通Is＝f函

数发生器来保证在起动过程中使另一方而是通过绝对值发生器获得同步角频率给定值

ASR开始退出饱和，由人下降到入Tei＝TL的对应值上，电机稳定运行在对应的转速上。

2负载变化

设电动机某一转速下运行，当突加负载TL，则引起电动机转速下降，使＜，转速调节器输出开始上升，只要＜，则ASR一直止向积分，直到＝使Tei＝Teimax,致使电动机很快加速。同时，经函数发生器产生对应的定子电流，使电动机磁通保持不变。当转速恢复到时，速度调节器ASR开始反向积分，下降，最终达到。＝，重新进入稳态，实现了转速无静差调节。

2． 开生制动

如果下降到零，由于电动机及负载的机械惯性，转速不会突变，由于速度调。节器ASR反向积分直到限幅输出＝一方面函数发生器输出一个对应=；的值，使磁通恒定；另一方面，电动机定子角频率，将出原来的哗变到，

如图2—39

所示，并有＜，即异步电动机的同步转速小于转子转速(s＜0)。由电机学可知，此时电动机为回馈制动状态，且只要>0．速度调节器ASR一直为负限幅输出，对应Tei，＝—Teimax，使异步电动机很快减速制动，直到＝—＝o。由于继续下降＜!—!，则＜o，这时极性鉴别器的输出改变了相序，使异步电动机定子旋转磁场开始反方向旋转，此时与电动机转子转向相反，所以s＞l，即电动机变为反接制动状态，因ASR输出未变，对应转矩Teimax也未变、所以电动机很决制动到＝0。需要指出的是，系统的控制作用主要是由转差角频率＝—决定的，但是是很小的(一般＜5％)，所以的很小测量误差，可引起的很大误差。因此在转差频率控制方式中对测速精度的要求远远高于直流调速系统。解决的办法是采用

数字检测，可以大大提高检测精度。转差频率控制方式，虽然与恒压频比控制的变压变频调速系统相比前进了一步，系统的动、静态特性都有一定的提高。但是，内于其基本关系式都是从稳态方程中导出的，没有考虑到电机电磁惯性的影响及在动态中如何变化，所以，严格来说，动态转矩与磁通并未得到圆满的控制。

3.4本章小结

本章主要介绍了模拟PI调节器的数字化，转差频率控制的变频调速系统数学模型，转差频率控制的变频调速系统的工作原理，为下面的设计提供了必要的准备。

第四章 系统方案选择和总体结构设计

4.1调速方案的选择

本设计主电路采用晶闸管三相全控桥整流电路供电方案，控制电路由软件实现系统的功能，传统的双闭环调速系统。系统用调速方案的优劣直接关系到系统调速的质量。根据电机的型号及参数选择最优方案，以确保系统能够正常，稳定地运行。

4.1.1 系统控制对象的确定

本次选定电动机型号JLS2-6型,4.5KW,380V,9.8A,960r/min.同轴带3KW直流发电机一台ZYS-TH型测速发电机,飞轮惯量78KG/M*M,r1+r2=0.85,L1+L2=13Mh,给定值,转速调节器及电流调节器的额定电压均为8V.

4.1.2 电动机供电方案的选择

变电压调速是直流调速系统用的主要方法，调节电枢供电电压所需的可控制电源通常有3种：旋转电流机组，静止可控整流器，直流斩波器和脉宽调制变换器。旋转变流机组简称G-M系统，用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。适用于调速要求不高，要求可逆运行的系统，但其设备多、体积大、费用高、效率低、维护不便。用静止的可控整流器，例如，晶闸管可控整流器，以获得可调直流静止可控整流器又称V-M系电压。通过调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变Ud，从而实现平滑调速，且控制作用快速性能好，提高系统动态性能。直流斩波器和脉宽调制交换器采用PWM，用恒定直流或不可控整流电源供电，利用直流斩波器或脉宽调制变换器产生可变的平均电压。受器件各量限制，适用于中、小功率的系统。根据本此设计的技术要求和特点选V-M系统。 [1] 在V-M系统中，调节器给定电压，即可移动触发装置GT输出脉冲的相位，从而方便的改变整流器的输出，瞬时电压Ud。由于要求直流电压脉动较小，故采用三相整流电路。考虑使电路简单、经济且满足性能要求，选择晶闸管三相全控桥交流器供电方案。因三相桥式全控整流电压的脉动频率比三相半波高，因而所需的平波电抗器的电感量可相应减少约一半，这是三相桥式整流电路的一大优点。并且晶闸管可控整流装置无噪声、无磨损、响应快、体积小、重量轻、投资省。而且工作可靠，能耗小，效率高。同时，由于电机的容量较大，又要求电流的脉动小。综上选晶闸管三相全控桥整流电路供电方案。

4.2.总体结构设计

全面比较单闭环和双闭环调速系统，把握系统要求实现的功能，选择最适合设计要求的虚拟控制电路。根据系统实际，选择转速，电流双闭环调速系统。电机转速通过光电脉冲转换器的计数，再直接连到单片机。交流侧电流通过电流互感器的作用，经采样，A/D转换连到计算机

。

4.2.1 系统结构选择

采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统虽然可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差，不过当对系统的动态性能要求较高，例如要求快速起制动，突加负载动态速降小等等，单闭环系统难以满足要求，因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩，在单闭环调速系统中，只有电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的，但它只是在超过临界电流值以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想地控制电流的动态波形，当电流从最大值降低下来以后，电机转矩也随之减少，因而加速过程必然拖长。 若采用双闭环调速系统，则可以近似在电机最大电流（转矩）受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳态转速后，又可以让电流迅速降低下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行，此时起动电流近似呈方形波，而转速近似是线性增长的，这是在最大电流（转矩）受到限制的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。采用转速电流双闭环调速系统，在系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级联接，这样就可以实现在起动过程中只有电流负反馈，而它和转速负反馈不同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后，只靠转速负反馈，不靠电流负反馈发挥主要的作用，这样就能够获得良好的静、动态性能。 与带电流截止负反馈的单闭环系统相比，双闭环调速系统的静特性在负载电流小于I dm 时表现为转速无静差，这时，转速负反馈起主调作用，系统表现为电流无静差。得到过电流的自动保护。显然静特性优于单闭环系统。在动态性能方面，双闭环系统在起动和升速过程中表现出很快的动态跟随性，在动态抗扰性能上，表现在具有较强的抗负载扰动，抗电网电压扰动。 主电路的设计

4.3控制回路:

4.3.1电压频率转换器

电压一频率转换器的种类很多，有单结晶体管压控振荡器、时基电路555构成的压控振德器，还有各种专用集成压控振荡器构成的电路。图4-1即为一种专用U／F转换集成块LM331所构成的电压一频率转换器电路。 如LM 331的输入7端电压较高，则其输出3端的振荡信号频率就较快；如输入7端的电压降低、则输出3端的振荡信号频率就变慢。给定信号可以通过这个环节控制逆变器的交流电输出频率。LM331的电压—频率转换比可以通过调节2端的外接电位器进行调整。

图4-1电压—频率转器原理图

4.3.2、绝对值运算器

绝对值运算器电路如图所不。它能去掉给定积分器输来的信号符号，只反映输入信号的绝对值。图4－2中电路将输入信号分为两路：如输入为正，则经二极管VDl直接输出；如输入为负，则VD1截止，信号送至集成运放反号器再经VD2

图4－2 绝对值运算器原理图

4.3.3环形分配器

图4－3为采用——个六D触发器和一个三输入或非门构

成的环形分配器电路，该电路的输入输出波形符合于图4－3

4－3环型分配器原理图

4.3.4脉冲输出级

脉冲输出级的原理电路见图4－4

脉冲输出级的正反相序改变靠图中1、2、3、4、5、6、7、8各点所接的正反向二极管来实现K1与K2为来自逻辑开关的正反转控制信号，当需要电动机正转时K1＝1，K2＝o；需要电动机反转时K1＝o，K2=1；需要停车时KI＝K2＝o。参照图，如K2＝o，电路中向2、4、6、8四个点被K2钳在零位，输入信号不能通过，于是Q1去vTl，Q2经1点去vT2，Q3经3点去VT3，Q4占VT4，……这就是正相序触发。如K1＝o则电路中1、3、5、7四个点被钳位于零电位，输入信号不能通过，于是Q1去vTl，Q2经8点去vT6，Q3经6点进vT3’Q4去VT4·触发相序为：VT1为反相序触发，电动机会反转。当K1＝K2＝o时，则正反相序均封锁，电动机停转。

图4－4脉冲输出级原理图

脉冲输出级获得的宽的触发脉冲信号，要与脉冲列发生器所发出的高频脉冲列经D1—D6六个与门分别进行脉冲列调制，使宽脉冲变成脉冲列．再去vT1— VT6晶体管进行功率放大．最后才由脉冲变压器T1—T6隔离输入至逆变桥；6个主晶闸管的门极。

4.3.5函数发生器

函数发生器电路如图4－5所示。其工作原理分析如下

当输入ui=0时，一E过电位器RP 2向运放的异名端提供负电流输入．于是集成运放有一定正输出，二极管VD1，VD2均截止。当 ui>0但数值很低(对亦于f1mm以产)时，随着ui的升高，集成运放的输入电流由负向正逐渐升高，坦不足以使VD1号通，这段输入输出特性如图4－6中1—2段所示。当ui>0且数值较高(对应于F1 m n一f1n)时，集成运放的正输入负输出差距增大，vDl将被短路，比例运放的u0,ui特性曲线斜率变平缓．输入输出关系如图4－6中2—3段所示。当ui>o且为更高正值时(对应于f1n以上)运放器会输出更高负值，使vD2导通，

图4－5函数发生器原理图

各控制环节的正负号问题应在系统设计中统—协调。函数发生器的输入信号取自给定积分器(绝对值运算器不影响其大小)，因此与频率信号成正比．相当于频率信号，经过该环节之后．就给出了与频率相应的补偿电压，系统只要按函数发生器的要求进行间环电压调节，就能实现恒磁通调速。调节电位器RP1、RP2与RP3、·能使系统实现不同的电压补偿曲线，从而获得不同的机械特性。

图4－6函数发生器的实际输入输出特性。 图4－7 一种逻辑开关原理图

4.3.6、逻辑开关

逻辑开关心路它要用来识别给定积分器信号的正负，提供给脉冲输级两个相应的K1,K2开关，去控制电动机的转向。图为其个——种逻辑开关的原理图如给定积分器送来的信号为正，且有一定的数值(fm。以上，大于电位器RP：调定的比较电压)时，比较器1输出高电平K1＝1，其余情况K1＝o；如给定积分器送束的信号为负．且有一定负值(一fmnn以下，低于电位器RP2调走的比较电压)时，比较器2输出高电平K2＝1，其余情况下K2＝o。这就保证了正转时K1＝1、K2=o．反转时K1=o、K2＝1，死区之内K1＝o、K2=0，给脉冲输出级提供了合适的逻辑信号。

4.4本章小结

本章介绍了有关系统控制对象的确定，电动机供电方案的选择，给出了供电方案的选择，系统结构选择，并详细的介绍了电压频率转换器，绝对值运算器等器件结构和功能。为后面的设计打下了基础。

第五章 电流环和转速环的设计

5.1设计要求

本次选定电动机型号JLS2-6型,4.5KW,380V,9.8A,960r/min.同轴带3KW直流发电机一台ZYS-TH型测速发电机,飞轮惯量78KG/M*M,r1+r2=0.85Ω,L1+L2=13Mh,给定值,转速调节器及电流调节器的额定电压均为8V. 设计要求：构成转差频率控制交流调速系统，设计数字式PI控制控制器控制，使得超调不大于5%，静态无静差。

5.2电流环的设计

为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器．分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。二者之间实行嵌套连接。把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边、称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。

5.2.1．确定时间常数

1) 整流装置滞后时间常数Ts，，三相桥式电路的平均失控时间Ts=0.0017s.

2) 电流滤波时间常数Toi，三相桥式电路每个波头的时间是3.3ms，为了基本滤平波头，应有（1～2）Toi=3.33 ms，因此取Toi=2 ms=0.002s

3) 电流环小时间常数之和T按小时间常数近似处理，取T=Ts+ Toi=0.0037s

5.2.2 选择电流调节器结构

根据设汁要求5％，并保证稳态电流无差，可按典型I型系统设计电流调节器。电流环控制对象是双惯性型的、因此可用PI型电流调节器。检查对电源电压的抗扰性能：Tl/ T＝0.03/0.0037=8.11，参照表2 -3典型I型系统动态

抗扰性能，各项指标都是可以接受的。

5.2.3计算电流调节器参数

电流调节器超前时间常数： =Tl=0.03s

电流环开环增益：要求5％时，按表应取K T=0.5，因此

K=0.5/ T=0.5/0.0037=135.1 S

于是，ACR的比例系数为

= KR/K=135.1*0.03*0.85/40*0.05=1.7221

5.2.4校验近似条件

电流环截止频率： = K=135.1 S

（1） 晶闸管整流装置传递函数的近似条件

1/3Ts=1/3*0.0017=196.1 S> 满足近似条件

（2） 忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件

3 =196.1 S> 满足近似条件

(3)电流环小时间常数近似处理条件

=180.8 S> 满足近似条件

5.2.5计算调节器电阻和电容

按所用运算放大器取R。=40K，各电阻和电容值为

Ri= K R。=1.7221*40=68.88 K,取70 K

C=/ Ri=0.03/40*10F=0.75*10F=0.75F

C=4 Toi/R。=4*0.002/40*10=0.2*10=0.2F

按照上述参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为=4.3%<5%.

5.3 转速环设计

1)电流环等效时间常数1/ K,因为K T=0.5,则 1/ K=2 T=2*0.0037=0.0074s

2)转速滤波时间常数T=0.01s

3)转速环小时间常数T按小时间常数近似处理,取

T=1/ K+ T=0.0074+0.01=0.0174s

5.3.1控制器对象脉冲传递函数零极点

极点：P1=1， P2=e== = 0.5629

零点：z1= = =-0.826

(3)控制对象脉冲传递函数放大系数

Kz=

(4)控制对象虚拟频率特性时间常数

(5)转速调节器设计

由于虚拟频率传递函数所描述的系统为非最小相位系统，不能沿用典型I型或II型系统来设计调节器。现采用相角裕量最大法则，取不向的中频率宽度h，依据系统开环虚拟对数相频特性计算相角裕度的最大值，所对应的虚拟角频率就是虚拟截止频率，再根据系统开环虚拟对数幅频特件计算开环放大系数K0；由于系统结构复杂，难以直接求得其解析解，故采用计算机软件Maple求得其数值解*再用仿真软件Matlab得到义动态性能指标，见表

表5-1未考虑转速调节器积分和输出服幅时调速系统的性能指标

表中列出的性能指标是在未考虑转速调节器的积分和输出限幅的线性条件下得到的 ，其中超调量的数值较大。实际上考虑限幅后的退饱和超调要小得多。现再用仿真计算考虑限幅后的性能指标列于表，其中为退饱和超调量，转速调节器的积分初输出限幅值为=15×133X 136＝27132：

表5-2 用仿真计算考虑转速调节器限幅后的性能指标

综合5-1，5-2表可知h=4,Ko=287.5综合指标较好，则

=4*0.0179s=0.071s

由开环放大系数计算式可得，转速调节器积分系数为

5.3.2 Matlab仿真

开环虚拟频率传递函数为：

用MATLAB语句表示如下：

>> num=287.5*conv([0.0179 1],conv([0.0004764 1],[-0.005 1]));

>> den=conv([1 0],conv([1 0],[0.0179 1]));

>> bode(num,den);

得出图5-1所示。

5.4本章小结

本章介绍了设计的步骤和仿真的结果，得出了比较好得 结果

第六章 程序设计

6.1汇编程序清单：

HIS-MODE EQU 03H ；定义专用寄存器及工作寄存器

HS0-TIME EQU 04H

HSO-COMMAND EQU 06H

HIS-THME EQU 04H

INT-MASK EQU 08H

INT-PEND[NG EQU 09H

TIMER1 EQU 0AH

IOC0 EQU 2lH

IOC1 EQU 22H

SP EQU 18H

RSEG at 28H

PERIOD： DSW 1 ； 采样周期存储单元

TSET： DSW 1 ； 脉冲周期设定值

TIN: DSW 1 ; 输入脉冲的实际周期

TEMP： DSW 1 ： 暂存寄存器

TEMPH： EQU TEMP+1：bye

K-REG: DSW 1 ;存放系数K的单元

A-REG: DSW 1 ;存放系数A的单元

OUT： DSL 1

OUTL EQU OUT：WORD

OUTH EQU OUT+2：WORD

TEMP1： DSL 1

TEMP1L： EQU TEMP：WORD

TEMP1H： EQU TEMP+2：WORD

TIME DSW 1

TIME1-STAT DSB 1 ；定时器1中断标志寄存器

CSEG at 2080H

ZHUAN-CTR：LD SP，#100H ；设置堆栈指针

CLRB TIMEl-STAT ;清中断标志寄存器

LDB IOC0， #01H ；允许IHS．o输入

LDB LOC1， # 04H ；设FIF0中有一个数据时；立即中断，

；允许定时器1中断和外部中断

LDB HIS-MODE，0l ；设定HIS。0每次正跳；变触发

CLRB INT-PENDING ；清中断登记寄存器

LDB INT—MASK，#0A9H ；允许下列事件中断：外部中断、软件

；定时、IHS数据有效、HSO事件

；发生和定时器溢出

LDB HSO-COMMAND，#18H ；起动软件定时器1，允许中断

ADD HSO-TIME，TIMER1，PERI0D ；送入采样周期

EI

WAIT ： SJMP WAIT

：软件定时器1中断处理程序

SOFT-TMR-INT：

DI ；关中断

SUB ETN， TSET， TIN ；计算ETN =TSET-TIN

LD TEMP， ETN ；ETN送到TEMP

FGE BRANCH1 ；当ETN 大于或等于0时转

；BRANCH1

NEG TEMP ；TEMP求补得到ETN

BRANCH1： EI ；开中断

LDB TEMPL，TEMPH ；取TEMP的高8位乘2后

CLRB TEMPH ；送入TEMP 中

SHL TEMP

LD K-REG， CONTROL-TAB[TEMP]；查控制系数表得16位的K值

MUL TEMP1， K-REG， ETN ；计算TEMP1=K*ETN

ADD OUTH, TEMP1L, #800H ;进行四舍五入运算

ADC OUTH， TEMP1H， A-REG

LDB HSO-COMMAND， #18H ；启动软件定时器1，在下一采样期产生中断

ADD HSO-TIME， TIMER1，PERIOD

RET ；中断返回

HSO中断服务程序

HIS-0-INT：

DI ；关中断

JBS TINS1-STAT， 1， BRANCH2 ；若定时器1中断了两次以上，转

；BRANCH2

JBS TJME1-STAT，0，BRANCH3 ；若定时器1仅中断了一次，转BRANCH3

SUB TIN， HIS-TIME，TIME ；计算TIN=HIS-TIME—TIME

RBANCH4 ： EI

CLRB TIME1-STAT ；清定时器1中断标志

LD TIME， TIMER1 ；存定时器1的当前计数值

RET ；返回

BRANCH3： SUBP TIN ，HIS-TIME， TIMEP；计算TIN=HIS-TIME—TIME

JNC BRACH4 ；有借位时转BRANCH4

BRANCH2： LD TIN，#0FFFFH ；定时器1定时出界，取最大限幅值

SJMP BRANCH4

；定时器1中断服务程序

TIME1-INT：

DI

CMPB TIME1-STAT， 0 ；若定时器1曾经溢出过，则

； 设 TIME1-STAT=2

JNE BRANCH5

LDB TIME1-STAT，#1 ；否则取TIME1-STAT=1

EI

RET

BRANCH5： LDB TIME1-STAT， #2

EI

RET

；外部中断服务程序

EXT-INT： LDB HSO-COMMAND，#10H ；设定后变低并产生中断

ADD HSO-TIME， TIMER1， OUTH

RET ；中断返回

；HSO服务程序

HSO-0-INT：

LDB HSO-COMMAND，#20H ；

设定HSO.0端经过定时器

；1次后变为高电平

ADD HSO-TIME，TIMER1，#1

RET

CONTROL-TAB ：DCW 0026H； 控制系数表

END

6.2本章小结

本章主要是有关程序部分。

结束语

近几年，交流调速系统问题越来改进，全世界开始了对新的控制方法的开发和利用。PI交流调速系统作为其中一种方法，具有控制能力相对有改进，因而成为其中的一种方法。将PI调节器应用于交流调速系统更是成为人们的一大突破，目前，数字化将在未来的调速设备中得到大量应用。 数字化是调速系统自动化的基础，特别是当前网络技术在工业领域的普及与发展，就更加确定了数字控制的主导地位。然而，随着技术的发展，调节方法越来越多样化。本论文就如何解决如何应用计算机技术及数字式的调节器来调节交流系统这一问题对交流调速详细的理论分析和研究，通过对PI控制原理的阐述着手设计，进一探讨数字式基于PI调节转差形交流调速系统的可能性，然后对系统方案进行选择和结构设计，对电流环和转速环进行设计，并根据经验公式算出电流环转速环等；设计了稳压电路、逆变器及控制系统。控制器，采用仿真实现转速环的 仿真与设计。系统存在快速性和平稳性的问题等不完善的方面，有待提高。

致谢

光阴似箭，岁月如梭，四年的大学本科学习阶段画上了句号。在本次毕业设计中，我面临的是一个全新的领域，无论是在理论方面还是在技术方面都存在众多的困难，是我的指导老师张清华及王涛等老师给了我大量热忱的无私的帮助，让我能够克服诸多困难，顺利地完成本次的设计任务。

衷心感谢我的导师张清华老师，整个毕业设计和撰写论文阶段，学习和研究工作中始终得到张老师和大量的指导和帮助。她在百忙之中抽出时间指导和帮助我，并且始终关心我在整个设计和论文过程中的质量和进度，并给予了我许多启发性的建议和意见，对我的设计工作和论文的完成都一丝不苟地给予指导，她渊博的学识、敏锐的洞察力、严谨的治学态度和诲人不倦的工作作风将使我受益终生。

同时，我要深深感谢电气一、二班的各位同学。如欧文，黄晓生等同学四年的同窗时间，你们在生活上、学习上和工作上一直给我许多关照和帮助，留给我大学时光的美好记忆。在毕业设计和撰写论文阶段，你们为我解答了许多问题和困惑，在最后的论文定稿时提出了宝贵的修改意见，感谢你们。

感谢学校的各位老师给我的帮助和支持，感谢图书馆和网络资源为我提供了良好的学习和检索资料的环境。谢谢！

参考文献

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2胡辉.单片机原理及应用设计.中国水利水电出版社，2005

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正确数字式PI控制的转差型交流调速系统设计