计算机控制技术_5ppt培训课件

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1、一、总体控制方案设计1确定系统的控制任务设计一个直流传动系统，首先应熟悉其应用的工艺要求，根据生产机械对传动系统所提出的功率、静态和动态性能指标等进行综合考虑，提出几种方案进行比较，最后择优选定一个合理的系统方案为某生产机械设计一个调速范围宽、起制动性能好、定位准确且定位过程无超调的直流伺服系统，且拟定该伺服系统由大功率晶体管脉宽调制放大器给电动机供电，控制方式为三环全数字式。（电流环控制器运算、速度环控制器运算、位置环控制器运算）一、总体控制方案设计1确定系统的控制任务电流的传感器：采用霍尔元件霍尔元件的电流容量为50A，转换比例为1000：1。最后把电枢电流变成0～5V的直流电压信号一、

2、总体控制方案设计1确定系统的控制任务速度和位置传感器：采用光电脉冲发生器若选用每转刻度为2500的光电脉冲发生器，其输出的A、B两相脉冲经四倍频后，可获得每转10000个脉冲的角位移分辨率。若以6ms为时间间距对四倍频后的脉冲信号计数，则计数值正好对应电动机转速的每分钟转数。直接PWM控制系统：计数器生成PWM信号在模拟PWM控制系统中，电流调节器输出的模拟电压控制信号通过和三角波比较，转换为相应占空比的PWM控制信号，控制晶体管PWM功率放大器的输出电压。一、总体控制方案设计1确定系统的控制任务直接PWM控制系统：计数器生成PWM信号电流调节器输出的是数字式控制信号，将这个数字式控制信号通

3、过计数器，直接生成PWM控制信号。晶体管PWM功率放大器的工作频率为2kHz，直接生成PWM信号的计数器的时钟频率为4MHz，分辨率为1／2000计数值为2000时，对应的PWM信号占空比为1，输出电压为200V；计数值为1000时，对应PWM信号的占空比为0.5，输出电压为0V；计数值为0时，对应PWM信号占空比为0，输出电压为-200V。一、总体控制方案设计1确定系统的控制任务系统组成的粗框图一、总体控制方案设计2输入输出通道及其接口设计电流反馈通道由霍尔元件、两级运算放大器和A／D转换器组成选用10位单极性A／D转换器将电流模拟反馈信号转换为数字量，然后输入微型计算机一、总体控制方案设

4、计2输入输出通道及其接口设计转速反馈通道由光电脉冲发生器，光电隔离器PC900、可编程门阵列GALl6V8和计数器、定时器等组成光电脉冲发生器和电动机转子同轴，它输出的A、B两相脉冲信号GALl6V8的任务是对A、召两相脉冲进行分频和鉴相，产生A、月两相脉冲的4倍频、2倍频、4分频、2分频信号(4A、2A、A／4、A／2)和电动机的转向信号。这些信号将输入计数器、定时器、微处理机进行转速测量。一、总体控制方案设计2输入输出通道及其接口设计位置反馈通道光电脉冲发生器、光电隔离器PC900、可编程门阵列ALl6V8(它们和速度反馈通道共用)以及两个计数器一般情况下，位置反馈数字量用可逆计数方式获

5、得。计数器T2对所有的4倍频脉冲信号计数，计数器T1受控于电动机的转向信号面，电动机正转时，封锁计数器T1；电动机反转时，计数器T1计数电动机在一个位置环采样周期内位置偏移量为一、总体控制方案设计2输入输出通道及其接口设计位置反馈通道系统的绝对位置反馈量一、总体控制方案设计2输入输出通道及其接口设计控制输出通道控制输出通道由8254计数器的两个计数通道#0计数器和#1计数器构成。#0计数器作定时器用，它产生2kHz的脉冲信号，这个脉冲信号触发控制#l计数器。一、总体控制方案设计2输入输出通道及其接口设计伺服系统给定输入通道伺服系统给定输入方式比较简单的有拨码开关、模拟旋钮、和脉冲发生器等。由

6、上位微型计算机通过串行或并行通信方式给定输入例如，将采用串行通信作为伺服系统的给定输入通道。给定输入通道由上位微型计算机、电平转换电路MCl488、MCl489和串行通信接口电路组成。二、微型计算机选择对给定的任务，选择何种机型合适，方案不是唯一的。本系统中电流环控制要求微型计算机有很快的响应速度，其采样频率比较高。为了保证足够的控制精度和运算速度，对微型计算机字长和指令功能也有更高的要求。应选十六位微处理机或单片机，比如intel8086和intelMCS—96系列单片机。采用intel8086微处理器：构成全数字式三环直流伺服系统的控制方案，其原理框图如图所示该系统主要由8086CPU、

7、并行I／O接口8255A、两片可编程定时器／计数器8254、可编程中断控制器8259、A／D转换器，以及时钟电路、光电隔离器件、可编程门阵列GALl6V8倍频辨向电路等组成。二、微型计算机选择二、微型计算机选择8086CPU及其RAM、ROM小系统，再加上一些接口电路和器件，能够完成三环全数字式伺服系统的控制任务。其不足之处是硬件电路比较复杂。系统硬件电路增多，不仅系统的成本上升，而且可靠性下降。选用8097