表2-1 ××××××
××× 24
××× 洛阳理工学院毕业设计（论文）
2.2 ××××××
2.2.1 ××××××
××××??
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第3章 闭环调速的实现
3.1系统的动态结构图
图3-1 系统动态结构图
注释：系统的动态结构图所示的就示系统的闭环控制部分，这部分通过转速检测电路把实际的转速反馈回计算机，然后通过进行PID调节，再通过执行机构的执行，使得输出速度与用户输入速度相一致，完成速度闭环控制的目的。通过这部分可以使电动机的转速得到更精确的控制，在这部分当中具体涉及到的转速检测部分见第1章的介绍，转速反馈见后面介绍。
3.2 工作原理的介绍
闭环控制就是反馈控制，它是自动控制系统最基本的控制方式，也是应用最广泛的一种控制方式，它是按偏差进行控制的，其特点是不论什么原因使被控量离期望值出现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差，使被控量与期望值趋于一致，在本文中这个反馈量就是速度，闭环控制中的差值就是e(k)=e(用户)-e(实际)，即进行反馈调节的就是这个偏差，使它尽量减小到0，即用户输入速度与实际速度相一致，在本文中实现这一部分功能的就是PID调节。
3.2.1 PID应用的介绍
PID控制算法介绍：在数字计算机中，PID控制规律的实现，也必须用数值逼近的方法。当采样周期相当短时，用求和代替积分，用差商代替微
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商，使PID算法离散化，将描述连续-时间PID算法的微分方程，变为描述离散-时间PID算法的差分方程。
(1)PID算法分为：位置式PID控制算法；增量式PID控制算法；速度式PID控制算法三种，这三种算法的选择，一方面要考虑执行器件的形式，另一方面要分析应用时的方便性。位置算法的输出除非用数字式控制阀可直接连接外，一般须经过D/A转换为模拟量，并通过保持电路，把输出信号保持到下一个采样周期的输出信号到来时为止；增量算法的输出可通过步进电机等累积机构化为模拟量，而速度算法的输出须采用积分式执行机构。
(2)本系统采用了增量式PID控制算法，当执行机构需要的不是控制量的绝对值，而是控制量的增量（例如去驱动步进电动机）时，需要用PID的“增量算法”。简化示意图和控制算法如下：
图3-2 增量式PID控制算法的简化示意图
由位置算法求出：
（3-1） 再求出：
（3-2）
两式相减，得出控制量的增量算法：
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（3-3）
式(3-3)称为增量式PID算法。对增量式PID算法（3-1）归并后，得：
（3-4）
其中：
从(3-4)已看不出是PID的表达式了，也看不出P、I、D作用的直接关系，只表示了各次误差量对控制作用的影响。从式(3-4)看出，数字增量式PID算法，只要贮存最近的三个误差采样值e(k)、e(k-1)、e(k-2)就足够了。
所以: u(k)→u(k-1); e(k-1)→e(k-2); e(k)→e(k-1)
最后输出u(k)由计算机来加载PWM,进行调速。（具体的见3.2.2 调速闭环控制介绍。）
3.2.2调速闭环控制介绍
本文中关于PID控制调速部分实际上就是上面介绍的用u(k)来加载PWM的过程，它的动态结构图如图3-3所示：
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图3-3 调速闭环控制动态结构图
在本系统中闭环控制起到了使系统调速达到更快速，更精确的目的，具体的调速原理如下：
当用户由键盘输入想要达到的速度后，经计算机处理送到主芯片C8051，然后控制8253给HEF4752送控制字，达到调速目的，其中在不断的转速检测闭环反馈的过程中进行着不断的PID比较调节和加载PWM，在经过PID调节后会输出一个u(k)，它的范围为(-5V，+5V)，这个u(k)就对应一个实际的频率，即用户可以进行识别调制的频率，我们可以考虑到精确度把它对应着实际频率等份的越多越精确，在这里考虑到计算问题，我们把它们对应着分成了100等份，但是这个频率却不是计算机所直接控制的频率，计算机主要控制PWM的专用芯片HEF4752的FCT，VCT，RCT，OCT，来驱动IPM中的IGBT导通时间的长短，这样就可达到改变加在电机定子上的实际电压的多少，达到调速的目的，所以再K斜率选中后我们剩下的就是来调频率了，即主要由计算机来查表调用fFCT和fVCT就可以了，所以根据原理我们把u(k)分成了100等份，对应100份频率，列表，这样输出的u(k)是多少对应着查表就可以知道现在的实际频率了，或输入实际的频率就可以知道输出的u(k)的大小了，再列表对应加在电机上的实际电压U实，送入HEF4752