西京学院学士学位论文 致谢 当λ=1时，Vout=V,电机正转全速运行。
图1.14 主电路
1.4.3 输出电压波形
图1.15
1.5 测速发电机
测速发电机是输出电动势与转速成比例的微特电机，分为直流与交流两种。
西京学院学士学位论文 致谢 其绕组和磁路经过精确设计，输出电动势E和转速n成线性关系，即E=kn，其中k是常数。改变旋转方向时，输出电动势的极性即相应改变。
当被测机构与测速发电机同轴连接时，只要检测出输出电动势，即可以获得被测机构的转速，所以测速发电机又称速度传感器。测速发电机广泛应用于各种速度或者位置控制系统，在自动控制系统中作为检测速度的元件，以调节电动机转速或者通过反馈来提高系统稳定性和精度。
1.6 滤波电路
图1.16滤波电路
1.7 A/D转换
1.7.1 芯片ADC0809介绍
ADC0809是8位、逐次比较式A/D转换芯片，具有地址锁存控制的8路模拟开关，应用单一的+5V电源，其模拟量输入电压的范围为0V---+5V，其对应的数字量输出为00H---FFH，转换时间为100μs，无须调零或者调整满量程。 1.7.2 ADC0809的引脚及其功能
ADC0809有28个引脚，其中IN0---IN7接8路模拟量输入。ALE是地址锁存
??允许，VREF、VREF接基准电源，在精度要求不太高的情况下，供电电源就可以作
为基准电源。START是芯片的启动引脚，其上脉冲的下降沿起动一次新的A/D转换。EOC是转换结束信号，可以用于向单片机申请中断或者供单片机查询。OE是输出允许端。CLK是时钟端。DB0---DB7是数字量的输出。ADDA、ADDB、ADDC
西京学院学士学位论文 致谢 接地址线用以选定8路输入中的一路，详见下图。
图1.17 ADC0809的引脚
ADDC 0 0 0 0 1 1 1 1
ADDB 0 0 1 1 0 0 1 1 ADDA 0 1 0 1 0 1 0 1 表1.6 选通输入通道 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 西京学院学士学位论文 致谢 2.直流调速系统
2.1 直流调速系统概述
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。
调速通常通过给定环节，中间放大环节，校正环节，反馈环节和保护环节等来实现。电动机的转速不能自动校正与给定转速的偏差的调速系统称为开环控制系统。这种调速系统的电动机的转速要受到负载波动及电源电压波动等外界扰动的影响。电动机的转速能自动的校正与给定转速的偏差，不受负载及电网电压波动等外界扰动的影响，使电动机的转速始终与给定转速保持一致的调速系统称为闭环控制系统。这是由于闭环控制系统具有反馈环节。
电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置三部分组成。它能按照规定的指令，及时的控制电动机的启动、制动、运转方向、位置、速度和加速度等，以满足工作机械及生产过程的要求。
随着电机、传感器、控制器件、变流技术和控制理论的发展，电气传动控制系统也得到了很大的发展。目前，所用电机的单机容量从几百瓦发展到数万千瓦，变流设备从旋转式电机变流机组发展到大功率晶闸管静止变流装置，中小功率自关断器件静止变频装置；控制单元从模拟量触发器、调节器、给定积分器发展到以微处理器芯片为核
心的交、直流通用的数字量控制模块；系统的控制方式从手动操作的开关控制发展到闭环多参量控制；电气传动以从单纯的调速系统扩展为实现位置、速度、加速度控制的运动控制中的重要分支。
总之，现代电气传动控制系统业已发展成为全新的电气传动自动化系统。
2.2单闭环直流调速系统
在单闭环直流调速系统中，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IIr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。带电流截止负反馈的单闭环直流调速系统
西京学院学士学位论文 致谢 启动时的电流和转速波形如图1-1a所示。当电流从最大值降低下来以后，电极转矩也随之减小，因而加速过程必然拖长。
在电机最大电流（或转矩）受限的条件下，希望充分利用电机的允许过载能力，最好是在过度过程中始终保持电流（或转矩）为允许的最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度启动，到达稳态转速后，又让电流立即降低下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。这样的理想启动过程波形示于图1-1b）。这时，启动电流呈方形波，而转速是线性增长的。这是在最大电流（或转矩）受限制的条件下调速系统所能得到的最快的启动过程。
实际上，由于主电路电感的作用，电流不能突变，图1-1b)所示的理想波形只能得到近似的逼近，不能完全实现。为了实现在允许条件下最快启动，关键是要获得一段使电流保持为最大值Idm的恒流过程。按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么采用电流负反馈就应该能得到近似的恒流过程。问题是希望在启动过程中只有电流负反馈，而不能让它和转速负反馈同时加到一个调节器的输入端；到达稳态转速后，又希望只要转速负反馈，不再让电流负反馈发挥作用。怎样才能做到这种既存在转速和电流良种负反馈，又使它们只能分别在不同的阶段去作用呢？双闭环直流调速系统正是用来解决这个问题的。
a)
b) 理想
图2.1 直流调速系统启动过程的电流和转速波形
采用PI调节器的单闭环转速反馈系统，即保证了动态稳定性，有保证了静态无静差，很好的解决了动静态之间的矛盾。但电流得不到限制。电流负反馈虽然能限制启动电流，但在启动时，启动电流仅在某一瞬间达到最大的允许值，其余的时间都比较小启动过程慢。同时。他的机械特性较软，不适合调速，想要启动过程尽可能快。就应使整个启动过程中的电机始终保持最大的启动转矩。
由上述可知，实现理想过程过程的关键是控制电流波形，