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T1CLK（P1.3）： 定时器1的输入方向。该引脚还具有另外
两个功能：ACH11和P1.3.
Vpp： 片内EPROM编程电压引脚，他也用作从停
Vcc： Vss： WG1-WG3: 3(P6.0-P6.5)
WR/WRL（P5.2）XTAL1： XTAL2： VREF : A/D
机方式返回时的时钟信号。Vpp和Vss之间要连一个一微法电容，和Vcc之间要接一个一兆欧的电阻。如果不使用停机反方式，将此引脚连到Vcc上。
电源电压（+5V）
数字地，共三个引脚，都必须接地。 相输出信号，其补码用于对电机的控
制。这些引脚可成标准输出引脚。
对外存的写/低位写信号。每次外存写
操作时，WR变为低电平。WRL仅在对外存偶数地址写入时为低电平。不用此功能时，可设置成标准的I/O 口引脚。
晶体振荡电路的反向输入，输入到内部
时钟发生器。用外部时钟源时采用此引脚。
晶体振荡电路的反向输出。
转换器模拟部分的基准参考电压，
标准值为+5V。
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第三章励磁调节器控制算法分析
3.1励磁控制系统的传递函数
3.1.1各环节的传递函数
对励磁控制系统进行分析，首先要求写出控制系统各个单元的传递函数。
(1)同步发电机
假定发电机在运行区域内，不考虑发电机电压的饱和特性时，可以认为发电机端电压稳定幅值与励磁电压成正比，发电机的传递函数可用一阶惯性环节来表示，即
GG?UG/UeG(s)?KF/1?Td0s
式中KF为发电机端电压与励磁电压之比；
Td0为发电机正常运行时，励磁回路时间常数，一般取
4s；
s为微分因子。 （2）电压测量单元
一般认为经过整流滤波后，输出电压U1的幅值与发电机端电压UG成正比。滤波作用可用时间常数来表示，其传递函数为：
G1(s)?U1(s)/UG(s)?Kof/1?Tds式中Kof为测量单元输出电压与输入电压之比；
Td
为滤波回路时间常数，一般为0～0.06s。
（3）功率放大单元
该单元可认为是一阶惯性环节，其传递函数为
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GA(s)?UA(s)/U2(s)?KA/1?TAs
式中KA为放大环节输出电压与输入电压之比：
TA为放大环节时间常数，一般很小，TA?0。
（4）可控硅整流环节
可控硅整流环节也可认为是一阶惯性环节，其传递函数为：
GB(s)?U3(s)/UB(s)?Ka/1?Tss
式中Ka为可控硅整流环节输出电压与输入电压之比；
Ts为可控硅整流环节的时间常数，
Tc?1/mf
m为整流电路受控制的可控硅个数，m=6。
（5）采用PID控制方式，所以控制器传递函数可表示为：
GK(s)?KP(1?1/Tis?Tds)
3.1.2励磁控制系统传递函数框图
前向传递函数为输出量与作用误差信号之比：
G(s)?KP(1?1Tis?Tds)?KA?Ka?KF1?TAs1?Tss1?Td0s
后向传递函数为反馈信号与输出信号之比：
H(s)?Kof1?Tds
开环传递函数为反馈信号与作用信号之比：
G0(s)?G(s)H(s)
?GPID(s)?GA(s)?GB(s)?GG(s)?G1(s)
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1TisKAKaKFKof?KP(1??Tds)????1?TAs1?Tss1?Td0s1?Tds
KP(1??1Tis?Tds)?KA?Ka?KF?Kof(1?TAs)(1?Tss)(1?Td0s)(1?Tds)
闭环传递函数为闭环系统输出量与输入量之比：
GB(s)?G(s)1?H(s)G(s)
KP(1??1?KP(1?11Tis?Tds)KAKaKF(1?TAs)(1?Tss)(1?Td0s)KAKaKFKof
Tis?Tds)(1?TAs)(1?Tss)(1?Td0s)(1?Tds)
图3-1数字式励磁调节器的自动控制环动态结构框图
数字式励磁调节器的自动控制环动态结构框图如图3-1，在单机运行时，调节结果是Ue?U0?Uf1?0，即Uo=Ufl;并列运行时，若给定无功IQ0，
?而KTC?0，则Ue?U0?Uf1?Uf2，即UUe?U0?Uf1?(I?I)Q0Q1f1?U0?IQ1KT；C若IQ0?0,KTC?0，则
KTc可使静特
KTC?0，改变IQ0可使静特性平移，改变
性斜率改变。
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3.2介绍数字PID控制的基本算法
数字式电压调节器在硬件配置基本相同的情况下，采用不同的算法可以灵活地实现不同的调节规律。按偏差的比例，积分和微分进行调节的，称为PID调节器，是连续系统中技术成熟，应用最广的一种调节器。特别在工业控制中，由于控制对象的精确数字模型难以建立，系统参数又经常变化，人们往往采用PID调节。在PID三种作用中，微分作用主要用来减少超调，克服震荡，使系统趋向稳定，加快系统的动作速度，减少超调时间，用来改善系统的动态特性。积分作用主要是用来消除静差，提高精度，改善系统的静态特性。比例作用可对偏差做出及时响应。把这三种作用的强度做适当的配合可以使调节器快速、平稳、准确的运行，从而获得满意的效果。本实验在线整定PID系数进行调节计算，取得了比较满意的效果。
现在的PID控制算法己能用单片机，计算机来实现。由于软件的灵活性PID算法可以得到修正而更加完善。其算法的原理框图如图3-2所示，在应用中按控制要求又可取其中一部分形成所需的控制算法，例如比例调节器、比例积分调节器、比例微分调节器。
图3-2PID调节算法原理框图
本设计中数字励磁调节器采用PID调节算法可用下列微分方程表示:
Y(t)?KP?[e(t)?1Tit?e(t)dt?Td0de(t)dt]
式中Y(t)为控制输出
e（t）为电压偏差信号，e(t)?UREF?UG；
其中KP、Ti、Td分别为比例系数，积分微分时间常数；
UREF为发电机电压设定值（基准值）；
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