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微机控制电路

微机控制电路以微机(以下简称微机)处理的信号作为工作信号的数字控制电路。微机是一种以大型和超大型集成电路组件为主要部件的数字电子计算机。

中文名

微机控制电路

工作信号

微型计算机处理的信号规则模

大规模、大规模的集成电路

类别

数字电子计算机

微机控制电路控制电路的优点

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微机控制电路的优点 微机只由少数几片集成电路构成,因此它通常比模拟控制电路体积小,重量轻,而且价格便宜。微机的组件较少,因此也减少了产生故障和出现错误的机会,增加了系统的可靠性。微机的控制方案由软件来实现,因此它除能实现模拟控制系统的比例积分调节器(PID)除了调整规则外,还可以引入非线性控制、前馈复合控制、最佳控制和自适应控制等各种先进的控制规则。在一点硬件变化,甚至完全不变硬件的情况下,只需修改一些程序段或程序数据就可以改变各种控制方案来适应不同的控制对象,因此控制设备具有较强的通用性,容易实现硬件设备的标准化。微机控制电路属于数字控制电路,具有增加位数、不易受温度和电源电压变化影响的静态精度,即稳定性高的优点。在微机的电力传动系统中,可以通过程序实现故障检测和保护,从而实现故障的自诊断,提高系统的可靠性。

微机控制电路微机基础

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微处理器组成的计算机称为微机(图1)。微处理器执行各种计算,并具有各种控制功能。它通过执行一系列指令(称为软件程序)来完成操作。这些指令存储在与微处理器连接的存储器中。算术逻辑单元(ALU)它是一种处理单元,执行所有算术操作和逻辑操作,如加法、减法和位置处理。数据寄存器用于数据的中间处理和存储,以减少从存储器转移到存储器和数据的数量,它也接受和传输CPU进出数据。地址寄存器用于存储存储器的地址,输入/输出接口存储器的数据与数据寄存器一起调出。控制单元正确执行控制和监督指令。时钟或 CPU时基发生器包含在控制单元内。时钟频率决定微处理器的基本运算速度。存储器含有大量的存储单元,是储存指令和数据的部件,只读存储器(ROM)中指令被永久存储,只能读而不能消除。随机存储器(RAM)不仅可以读取信息,还可以写入(即存储)信息。数据或可变信息存储在 RAM里,在程序控制下CPU可以根据需要阅读或更改一个RAM存储单元的存储信息。输入/输出(I/O)接口使得CPU这些接口电路可以与外界通信CPU与外围设备传输数据。接口电路还可以将外部数据转换为方便微机使用的形式。微机是一种面向总线的控制装置,通过数据总线和控制总线传输系统中各部件之间的信息。

微机控制电路可逆传动控制

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当调速精度要求不高时,电机的速度可以通过普通测速发电机转换为模拟信号A/D(模拟/数字)变换器Ufn转换为数字信号Dfn(图2)。当调速精度要求较高时,可以使用速度编码器将速度值转换为电脉冲,电脉冲的频率与速度成正比,然后使用f/D(频率/数字)变换器将频率转换为数字量。速度给定值Dn速度反馈值Dfn在计算机中进行数字比较,得到数字误差信号En,然后通过数字比例积分(PI)数字进行速度调节器PI计算时,输出为电流数字的给定值。电流反馈信号的方法是将负载电流转换为模拟信号Ufi,再用A/D变换器将Ufi变成数字量Dfi,然后在计算机中给定电流值Di和电流反馈值Dfi进行数字比较,经比较所得的电流数字误差信号Ei经数字PI电流调节器进行数字化PI其输出是数字移相信号Dk。数字移相信号通过数字触发器Dk转换为适当的控制角α晶闸管触发脉冲,类似于常规触发器。为保证触发相位与主电路电流的同步关系,同步电路必须设置。同步电路由同步变压器和同步信号发生器组成。单板输出的信号通过功率放大器电路具有足够的强度。根据模拟逻辑选择触摸无环流系统的结构,通过脉冲切换电子开关触发脉冲K1、K2送到晶闸管的控制板。指挥脉冲切换开关的逻辑功能换开关的逻辑功能(相当于模拟系统中无环流逻辑装置的功能)。

应当指出,A/D变换器没有极性,即其输入模拟量只能为正,输出的数字量只能代表大小(代表正)。但在可逆调速系统中,由于速度测量发电机(SF)速度反馈信号Ufn可能是正的,也可能是负的,以适应A/D变换器换器的要求,该信号应通过整流转换为永久正信号。这个只表示速度的模拟信号通过A/D转换后,转换为只表示速度大小的数字量。Ufn取一个信号,作用于单板机Dfn带极性符号。Dfi、DK极性转换是由计算机软件实现的。从上面可以看出,速度设置、速度比较、速度PI调节、电流比较、电流PI调节、触发相位α软件通过单板机实现了控制、触发脉冲分配和无环流逻辑功能。

微机控制电路数字调节器

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在典型的双环晶闸管直流调速系统中,速度和电流采用比例积分(PI)调节器。由于连续系统在工程中有成熟的经验,设计离散系统最简单的方法是根据频率法、根轨迹法或其他简化的工程设计方法,找出速度调节器和电流调节器的参数,得到调节器的传输函数。然后,根据传输函数编写调节器动态性能的时域表示法。然后将连续时域表达式离散,找出相应的差异方程作为数字调节器程序设计的基础。

参考书目

主编张明达:冶金工业出版社、北京、1983年,电力拖动自动控制系统。

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标签: 功放集成电路怎么接

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