return (result/p_gain); }
AD0809.c文件
#include\#include\sbit START=P3^4; //ATART，ALE接口。0->1->0:启动AD转换。 sbit EOC=P3^3; //转换完毕由0变1. unsigned int uiADTransform() { unsigned int uiResult; START=1; //启动AD转换。 START=0; while(EOC==0); //等待转换结束。 uiResult=OUTPORT; //出入转换结果。 //uiResult=uiResult; //需做处理，则处理结果。 return uiResult; }
主函数 main.c文件
#include\#include\
#include\#define DAC0832_on P2 #define uchar unsigned char
extern struct _pid Speed,Circuent,*pid;
extern int process_point, set_point,dead_band;
extern float p_gain, i_gain, d_gain, integral_val,new_integ; bit sample;
/******************************************************************************
* 函数名：定时器初始化
功能描述：采样时间的初始化设置 250us采样一次
******************************************************************************/
void Timer_Init(void) {
TCON = 0x50;
TMOD = 0x22;//定时器0、1均方式2自动重载 TL0 = 0x6;// TH0 = 0x6;// TL0 = 0x6;// TH0 = 0x6;//
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IE |= 0x82; }
void PID_Pramt(float p,i,d) { p_gain = p; i_gain = i; d_gain = 0; }
float Un_value=0; float Ue_value=0; void main(void) {
int count=0; pid = &Speed; Timer_Init();//定时器初始化 dead_band = 1; integral_val =(float)(0.01); while(count<=200||process_point==set_point)// { pid_init(&Speed, process_point,set_point); pid_tune(&Speed, p_gain,i_gain,d_gain,dead_band); pid_setinteg(&Speed,0.0); pid_bumpless(&Speed); if(sample) {sample=0; PID_Pramt(5.4,120); Un_value = pid_calc(&Speed); PID_Pramt(4.625,154.1); Ue_value = pid_calc(&Circuent); count++; process_point=Ue_value; } } }
void t0() interrupt 1 { uiADTransform(); sample=1; }
void t1() interrupt 3 { DAC0832_on=(Ue_value*256); }
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六、仿真分析
Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。因此，本文本文用Simulink对双闭环控制系统进行仿真。
双闭环调速系统的特征是系统的电流和转速分别由两个调节器控制，主电路采用三相桥式全控整流电路供电。速度调节器ASR、电流调节器ACR 均设有限幅电路，ASR 的输出U*i作为ACR的给定，利用ASR 的输出限幅起限制启动电流的作用；ACR的输出Uc作为触发器的移相控制电压。双闭环直流调速系统的电气原理结构图如图1 所示。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用,在系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流,二者之间实行串联连接. 把转速调节器ASR 的输出当作电流调节器ACR 的输入，再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置GT，TA为电流传感器,TG 为测速发电机。从闭环结构上看,电流调节环在里面,叫做内环,转速调节环在外边叫做外环，这样就形成了转速、电流双闭环调速系统。
6.1 电路建模
双闭环直流调速系统的主电路由三相对称交流电源、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。由于同步脉冲触发器与晶闸管整流桥是不可分割的两个环节，通常作为一个组合体来讨论，所以将触发器归到主电路进行建模。以三相对称交流电压源为例，说明主电路各部分的建模和参数设置方法。首先打开电力系统(SimPower Systems)工具箱。从电源模块组(Electrical Sources)中选取一个交流电压源模块，再用复制的方法得到三相电源的另两个电压源模块，并用模块标题名称修改方法将模块标签分别改为A 相、B 相、C 相；然后从连接器模块组(Connectors)中选取“Ground”元件和“BusBar”元件，将三相电源接成星形连接方式．为了得到三相对称交流电压源，其参数设置方法及参数设置如
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下：双击A 相交流电压源图标，打开电压源参数设置对话框，A 相交流电源参数设置：幅值取220V、初相位设置成0°、频率为50Hz、其它为默认值，如图所示。
图6-1 电源参数设置
B、C 相交流电源参数设置方法与A 相相同，除了将初相设置成互差120°外，其它参数与A 相相同。由此可得到三相对称交流电源。采用上述原则，可分别对晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等各部分进行建模和参数设置。
如前面所述，转速、电流双闭环系统的控制电路包括：给定环节、速度调节器ASR、电流调节器ACR、限幅器、偏置电路、反相器、电流反馈环节、速度反馈环节等．
同步脉冲触发器包括同步电源和脉冲触发器两部分。脉冲触发器可从附加元件库(Extra Library)的子模块组控制模块(Control Blocks)获得。脉冲触发器需用三相线电压同步，所以同步电源的任务是将三相交流电源的相电压转换成线电压。同步电源与脉冲触发器及封装后的子系统符号如图6-2(a)、(b)所示．
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图6-2 同步电源与脉冲触发器
给定环节的建模. 从输入源模块组中选取“Constant”模块，并将模块标签改为“给定环节”；然后双击该模块图标，打开参数设置对话框，将参数设置为某个值，此处设为130 rad/s。实际调速时，给定信号是在一定范围内变化的，读者可通过仿真实践，确定给定信号允许的变化范围。通过对Uc参数变化范围仿真实验的探索而知，当Uc在50~310 范围内变化时，同步脉冲触发器能够正常工作；当Uc为50 时，对应的整流桥输出电压最大，而Uc为310 时对应的输出电压反而最小，它们是单调下降的函数关系。为此，将限幅器的上、下限幅值设置为[130，-130]，用加法器加上偏置“-180”后调整为[-50，-310]，再经反相器转化为[50，310]。这样，在电流环系统内通过限幅器、偏置、反相器等模块的作用，就可将ACR 的输出限制在使同步脉冲触发器能够正常工作的范围之内． 同理，可设置ASR 的上、下限幅值为[40，-40]。速度调节器、电流调节器、限幅器、偏置、反相器等模块的建模与参数设置都比较简单，只要分别在Simulink 的Math、Nonlinear、Sources 模块库中找到相应的模块，并按要求设置参数即可。两个PI 调节器的参数设置分别是：ACR：Kpi=2，τi=100，上、下限幅为[130，-130]；ASR：Kpn=1.2，τn=10，上、下限幅为[40，-40]。电流反馈系数设为0.1，速度反馈系数设为1。
调速系统的基本数据如下:晶闸管三相桥式全控整流电路供电的双闭环直流
220V,13.6A,1480r/min,Ce?0.131V/(r/min)，调速系统, 系统参数：直流电动机：允许过载倍数??1.5；晶闸管装置：Ks?76；电枢回路总电阻：R?6.58?；时
Tl?0.018s，Tm?0.25s；??0.00337V/(r/min)，??0.4V/A；间常数：反馈系数：反馈滤波时间常数：Toi?0.005s，Ton?0.005s。
6.2 电流调节器的设计
经查表,三相桥式电路的平均失控时间Ts =0. 0017s ,电流环小时间常数TΣi = Ts + Toi = 0. 0067s ,电枢回路的电磁时间常数Tl = 0.018s。
根据性能指标要求σi ≤5 % , 保证稳态无误差。把电流环校正成典型I 型系统,其传递函数为:WACR ( s) =Ki (τis + 1)/τis式中Ki ,τi 分别为电流
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