微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件課件

第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制問題的提出微型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的主要特點(diǎn)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件數(shù)字PI調(diào)節(jié)器舉例分析第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制問題的提出1問題的提出

前兩章中論述了直流調(diào)速系統(tǒng)的基本規(guī)律和設(shè)計(jì)方法，所有的調(diào)節(jié)器均用運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)，屬模擬控制系統(tǒng)。模擬系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：具有物理概念清晰、控制信號(hào)流向直觀等優(yōu)點(diǎn)，便于學(xué)習(xí)入門。

缺點(diǎn)：但其控制規(guī)律體現(xiàn)在硬件電路和所用的器件上，因而線路復(fù)雜、通用性差，控制效果受到器件的性能、溫度等因素的影響。

第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制問題的提出前兩章中論述了直流調(diào)速系統(tǒng)的基本規(guī)2微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本組成框圖第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本組成框圖第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制3數(shù)字控制與模擬控制相比較，有以下特點(diǎn)： ①印刷電路板面積小，連線少；產(chǎn)品的生產(chǎn)周期短，調(diào)試時(shí)間短，生產(chǎn)效率高。 ②容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制思想，調(diào)速精度高于模擬調(diào)速系統(tǒng)。 ③可靠性（故障率低）及可維護(hù)性（排除故障時(shí)間短）高于模擬調(diào)速系統(tǒng)。第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制數(shù)字控制與模擬控制相比較，有以下特點(diǎn)：第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的4微型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的主要特點(diǎn)1）硬件電路的標(biāo)準(zhǔn)化程度高；2）可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制－－控制軟件能夠進(jìn)行邏輯判斷和復(fù)雜運(yùn)算，可以實(shí)現(xiàn)不同于一般線性調(diào)節(jié)的最優(yōu)化、自適應(yīng)、非線性、智能化等控制規(guī)律；3）具有很大的靈活性和適應(yīng)性；4）無零點(diǎn)漂移，控制精度高；5）可以進(jìn)行信息存儲(chǔ)，便于故障診斷和系統(tǒng)維護(hù)；6）可提供人機(jī)界面，多機(jī)聯(lián)網(wǎng)工作；第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制

由于計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)，因此，與模擬控制系統(tǒng)相比，微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是離散化和數(shù)字化。微型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的主要特點(diǎn)1）硬件電路的標(biāo)準(zhǔn)化程度高；第五5離散化為了把模擬的連續(xù)信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，必須首先在具有一定周期的采樣時(shí)刻對(duì)它們進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，形成一連串的脈沖信號(hào)，即離散的模擬信號(hào)，這就是離散化。Otf(t)原信號(hào)Onf(nT)1234…采樣第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制離散化Otf(t)原信號(hào)Onf(nT)1234…采樣第五章6數(shù)字化

采樣后得到的離散信號(hào)本質(zhì)上還是模擬信號(hào)，還須經(jīng)過數(shù)字量化，即用一組數(shù)碼（如二進(jìn)制碼）來逼近離散模擬信號(hào)的幅值，將它轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這就是數(shù)字化。

數(shù)字化OnN(nT)第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制數(shù)字化數(shù)字化OnN(nT)第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制7

離散化和數(shù)字化的結(jié)果導(dǎo)致了時(shí)間上和量值上的不連續(xù)性，從而引起下述的負(fù)面效應(yīng)：（1）A/D轉(zhuǎn)換的量化誤差

模擬信號(hào)可以有無窮多的數(shù)值，而數(shù)碼總是有限的，用數(shù)碼來逼近模擬信號(hào)是近似的，會(huì)產(chǎn)生量化誤差，影響控制精度和平滑性。 （2）D/A轉(zhuǎn)換的滯后效應(yīng)經(jīng)過計(jì)算機(jī)運(yùn)算和處理后輸出的數(shù)字信號(hào)必須由數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A和保持器將它轉(zhuǎn)換為連續(xù)的模擬量，再經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象。但是，保持器會(huì)提高控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)分母的階次，使系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量減小，甚至?xí)茐南到y(tǒng)的穩(wěn)定性。第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，微處理器的運(yùn)算速度不斷提高，其位數(shù)也不斷增加，上述兩個(gè)問題的影響已經(jīng)越來越小。但微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)及其負(fù)面效應(yīng)需要在系統(tǒng)分析中引起重視，并在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中予以解決。離散化和數(shù)字化的結(jié)果導(dǎo)致了時(shí)間上和量值上的不連續(xù)性8第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

數(shù)字控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成方式大致可分為三種：1.數(shù)?；旌峡刂葡到y(tǒng)2.數(shù)字電路控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速采用模擬調(diào)節(jié)器，也可采用數(shù)字調(diào)節(jié)器；電流調(diào)節(jié)器采用數(shù)字調(diào)節(jié)器；脈沖觸發(fā)裝置則采用模擬電路。除主電路和功放電路外，轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器，以及脈沖觸發(fā)裝置等全部由數(shù)字電路組成。第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件9數(shù)字直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

數(shù)字電路控制系統(tǒng)數(shù)字直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖數(shù)字電路控制系統(tǒng)10第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

數(shù)字控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成方式大致可分為三種：1.數(shù)?；旌峡刂葡到y(tǒng)2.數(shù)字電路控制系統(tǒng)3.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速采用模擬調(diào)節(jié)器，也可采用數(shù)字調(diào)節(jié)器；電流調(diào)節(jié)器采用數(shù)字調(diào)節(jié)器；脈沖觸發(fā)裝置則采用模擬電路。除主電路和功放電路外，轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器，以及脈沖觸發(fā)裝置等全部由數(shù)字電路組成。雙閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用微機(jī)控制。全數(shù)字電路，實(shí)現(xiàn)脈沖觸發(fā)、轉(zhuǎn)速給定和檢測(cè)。采用數(shù)字PI算法，由軟件實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)。第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件11

微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖所示，系統(tǒng)由以下部分組成主電路檢測(cè)電路控制電路給定電路顯示電路第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖所示，系12微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

主回路——微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主電路中的UPE有兩種方式：直流PWM功率變換器晶閘管可控整流器檢測(cè)回路——檢測(cè)回路包括電壓、電流、溫度和轉(zhuǎn)速檢測(cè)，其中：電壓、電流和溫度檢測(cè)由A/D轉(zhuǎn)換通道變?yōu)閿?shù)字量送入微機(jī)；轉(zhuǎn)速檢測(cè)用數(shù)字測(cè)速微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖主回路——微131.轉(zhuǎn)速檢測(cè)

轉(zhuǎn)速檢測(cè)有模擬和數(shù)字兩種檢測(cè)方法：第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

1）模擬測(cè)速一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī)，必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)淖儞Q，將雙極性的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為單極性電壓信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字量送入微機(jī)。2）對(duì)于要求精度高、調(diào)速范圍大的系統(tǒng)，往往需要采用旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速，即數(shù)字測(cè)速。1.轉(zhuǎn)速檢測(cè)轉(zhuǎn)速檢測(cè)有模擬和數(shù)字兩種檢測(cè)方法：第二節(jié)14第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

測(cè)速基本方式第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件測(cè)速152.電流和電壓檢測(cè)

電流和電壓檢測(cè)除了用來構(gòu)成相應(yīng)的反饋控制外，還是各種保護(hù)和故障診斷信息的來源。第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

2.電流和電壓檢測(cè)電流和電壓檢測(cè)除了用來構(gòu)成16微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

故障綜合——利用微機(jī)擁有強(qiáng)大的邏輯判斷功能，對(duì)電壓、電流、溫度等信號(hào)進(jìn)行分析比較，若發(fā)生故障立即進(jìn)行故障診斷，以便及時(shí)處理，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。這也是采用微機(jī)控制的優(yōu)勢(shì)所在。數(shù)字控制器——數(shù)字控制器是系統(tǒng)的核心，可選用單片微機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖故障綜合——17a)模擬給定

b)數(shù)字給定

第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

（1）模擬給定模擬給定是以模擬量表示的給定值，例如給定電位器的輸出電壓。模擬給定須經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再參與運(yùn)算；（2）數(shù)字給定數(shù)字給定是用數(shù)字量表示的給定值，可以是撥盤設(shè)定、鍵盤設(shè)定或采用通信方式由上位機(jī)直接發(fā)送。輸出變量——微機(jī)數(shù)字控制器的控制對(duì)象是功率變換器，可以用開關(guān)量直接控制功率器件的通斷，也可以用經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到的模擬量去控制功率變換器。a)模擬給定b)數(shù)字給定第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉18微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的控制規(guī)律是靠軟件來實(shí)現(xiàn)的，所有的硬件也必須由軟件實(shí)施管理。微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的軟件有：主程序初始化子程序中斷服務(wù)子程序等第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的控制規(guī)律是靠軟件來實(shí)現(xiàn)的，所有的192.初始化子程序——完成硬件器件工作方式的設(shè)定、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和變量的初始化等。第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件20主程序框圖

初始化子程序框圖

1.主程序——完成實(shí)時(shí)性要求不高的功能，完成系統(tǒng)初始化后，實(shí)現(xiàn)鍵盤處理、刷新顯示、與上位計(jì)算機(jī)和其他外設(shè)通信等功能。2.初始化子程序——完成硬件器件工作方式的設(shè)定、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和變量的初始化等。主程序框圖初始化子程序框圖1.主程序——完成實(shí)時(shí)性要求213．中斷服務(wù)子程序

中斷服務(wù)子程序完成實(shí)時(shí)性強(qiáng)的功能，如故障保護(hù)、狀態(tài)檢測(cè)和數(shù)字PI調(diào)節(jié)等,中斷服務(wù)子程序由相應(yīng)的中斷源提出申請(qǐng)，CPU實(shí)時(shí)響應(yīng)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序電流調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序故障保護(hù)中斷服務(wù)子程序轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和電流調(diào)節(jié)均采用定時(shí)中斷當(dāng)故障保護(hù)引腳的電平發(fā)生跳變時(shí)申請(qǐng)故障保護(hù)中斷三種中斷服務(wù)中，故障保護(hù)中斷優(yōu)先級(jí)別最高，電流調(diào)節(jié)中斷次之，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中斷級(jí)別最低。

3．中斷服務(wù)子程序中斷服務(wù)子程序完成實(shí)時(shí)性強(qiáng)22第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器模擬PI調(diào)節(jié)器的數(shù)字化改進(jìn)的數(shù)字PI算法智能型PI調(diào)節(jié)器

第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器模擬PI調(diào)節(jié)器的數(shù)字化231)模擬PI調(diào)節(jié)器的數(shù)字化

PI調(diào)節(jié)器是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中最常用的一種控制器，在微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)中，當(dāng)采樣頻率足夠高時(shí)，可以先按模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器，然后再離散化，就可以得到數(shù)字控制器的算法，這就是模擬調(diào)節(jié)器的數(shù)字化。

第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器1)模擬PI調(diào)節(jié)器的數(shù)字化PI調(diào)節(jié)器是電力拖動(dòng)24PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)PI調(diào)節(jié)器時(shí)域表達(dá)式第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器其中KP=Kpi

為比例系數(shù)

KI

=1/

為積分系數(shù)

PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器25PI調(diào)節(jié)器的差分方程將上式離散化成差分方程，其第k拍輸出為其中，Tsam為采樣周期第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器PI調(diào)節(jié)器的差分方程將上式離散化成差分方程，其第k拍輸262)改進(jìn)的數(shù)字PI算法

PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)直接影響著系統(tǒng)的性能指標(biāo)。在高性能的調(diào)速系統(tǒng)中，有時(shí)僅僅靠調(diào)整PI參數(shù)難以同時(shí)滿足各項(xiàng)靜、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。采用模擬PI調(diào)節(jié)器時(shí)，由于受到物理?xiàng)l件的限制，只好在不同指標(biāo)中求其折衷。

第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器2)改進(jìn)的數(shù)字PI算法PI調(diào)節(jié)器的27而微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的邏輯判斷和數(shù)值運(yùn)算能力，充分應(yīng)用這些能力，可以衍生出多種改進(jìn)的PI算法，提高系統(tǒng)的控制性能。積分分離算法離散增量式算法第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器而微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的邏輯判斷和數(shù)值運(yùn)算28積分分離算法基本思想在微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)中，把P和I分開。當(dāng)偏差大時(shí)，只讓比例部分起作用，以快速減少偏差；當(dāng)偏差降低到一定程度后，再將積分作用投入，既可最終消除穩(wěn)態(tài)偏差，又能避免較大的退飽和超調(diào)。δ為一常值。

積分分離法能有效抑制振蕩，或減小超調(diào)，常用于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。

積分分離算法基本思想δ為一常值。積分分離法能有效抑制振蕩，29離散增量式算法PID控制的控制規(guī)律為 在數(shù)字控制中，根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差量計(jì)算控制量，需要對(duì)上式進(jìn)行離散化處理，因此可得離散的增量式PID控制算法為：離散增量式算法PID控制的控制規(guī)律為 在數(shù)字控制中，根據(jù)采303)智能型PI調(diào)節(jié)器由上述對(duì)數(shù)字PI算法的改進(jìn)可以使我們得到啟發(fā)，利用計(jì)算機(jī)豐富的邏輯判斷和數(shù)值運(yùn)算功能，數(shù)字控制器不僅能夠?qū)崿F(xiàn)模擬控制器的數(shù)字化，而且可以突破模擬控制器只能完成線性控制規(guī)律的局限，完成各類非線性控制、自適應(yīng)控制乃至智能控制等等，大大拓寬了控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)范疇。第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器3)智能型PI調(diào)節(jié)器由上述對(duì)數(shù)字PI算法的改31主要的智能控制方法專家系統(tǒng)模糊控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制智能控制特點(diǎn)

控制算法不依賴或不完全依賴于對(duì)象模型，因而系統(tǒng)具有較強(qiáng)的魯棒性和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。

主要的智能控制方法32基于ATmega48單片機(jī)的電動(dòng)自行車控制器的設(shè)計(jì)（以畢業(yè)論文為例）文摘第1章緒論第2章電動(dòng)自行車控制器的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第3章電動(dòng)自行車控制器的控制策略第4章電動(dòng)自行車控制器硬件設(shè)計(jì)第5章電動(dòng)自行車控制器軟件設(shè)計(jì)第6章實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

參考文獻(xiàn)

附錄A攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄

致謝

基于ATmega48單片機(jī)的電動(dòng)自行車控制器的設(shè)計(jì)（以畢業(yè)論33C1緒論

1.1課題的研究意義

1.2電動(dòng)自行車的現(xiàn)狀1.2.1電動(dòng)自行車的構(gòu)成

1.2.2無刷直流電動(dòng)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.2.3當(dāng)前國(guó)內(nèi)外無刷直流電動(dòng)機(jī)的研究動(dòng)態(tài)。1.3電動(dòng)自行車控制器的研究現(xiàn)狀及難點(diǎn)

1.4論文的主要內(nèi)容

開始于上個(gè)世紀(jì)60年代，蓬勃發(fā)展于上個(gè)世紀(jì)90年代目前我國(guó)市場(chǎng)上國(guó)產(chǎn)電動(dòng)自行車的品種規(guī)格較多，驅(qū)動(dòng)多數(shù)用有刷或無刷的輪式直流電機(jī)，工作電壓為24V、36V和48V，功率在150W～400W之間；蓄電池一般用的是免維護(hù)鉛酸電池，容量為12AH，充電時(shí)間在3～8小時(shí)之間，充電一次行駛里程約50km，車速低于20km／h，爬坡能力在4度以下；車型有簡(jiǎn)易型和豪華型，車重約35kg，載重量約70kg，百公里耗電量1KW左右。C1緒論1.1課題的研究意義

1.2電動(dòng)自行車的現(xiàn)狀開34中國(guó)十大電動(dòng)自行車品牌1捷安特電動(dòng)自行車2邦德.富士達(dá)

3綠源電動(dòng)自行車

4英克萊電動(dòng)自行車

5飛鴿電動(dòng)自行車6永久電動(dòng)自行車

7新日電動(dòng)自行車8鳳凰電動(dòng)自行車

9大陸鴿電動(dòng)自行車

10阿米尼電動(dòng)自行車中國(guó)十大電動(dòng)自行車品牌1捷安特電動(dòng)自行車35C2電動(dòng)自行車控制器的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)本章簡(jiǎn)述了無刷直流電機(jī)的基本構(gòu)成和工作原理，建立其數(shù)學(xué)模型。重點(diǎn)論述了無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的產(chǎn)生原因及換相與轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的關(guān)系，介紹了一種抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的方法一重疊換相法。同時(shí)闡述了能量回饋制動(dòng)的原理及其控制規(guī)律，最后介紹了控制器的功能組成。本文設(shè)計(jì)的控制器蓄電池電壓為48V，手把輸出電壓為OV～4V，正常運(yùn)行時(shí)的最大電流值為15A；當(dāng)出現(xiàn)異常情況，導(dǎo)致電流急劇上升，電流值超過25A時(shí)，進(jìn)入過流保護(hù)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)。功能包括調(diào)速、巡航、柔性電子剎車(EABS)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、限流、過流保護(hù)、欠壓保護(hù)、防飛車、軟啟動(dòng)等。C2電動(dòng)自行車控制器的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)本章簡(jiǎn)述了無刷直流電機(jī)36C3電動(dòng)自行車控制器的控制策略

雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖PI調(diào)節(jié)控制算法為：分別為第k個(gè)采樣時(shí)刻的占空比、電流誤差模糊-PI復(fù)合控制為了提高系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能，尤其在啟動(dòng)或者負(fù)載發(fā)生突然變化時(shí)，偏差在大范圍內(nèi)時(shí)采用模糊控制，響應(yīng)快和調(diào)節(jié)平穩(wěn)的特性，使速度跟蹤加快；當(dāng)電機(jī)進(jìn)入平穩(wěn)狀態(tài)，偏差在小范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換到PI控制，PI控制積分環(huán)節(jié)能提高系統(tǒng)的靜態(tài)精確度，以克服模糊控制容易產(chǎn)生靜態(tài)誤差的缺陷。C3電動(dòng)自行車控制器的控制策略

雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖PI37C4電動(dòng)自行車控制器硬件設(shè)計(jì)控制器系統(tǒng)框圖C4電動(dòng)自行車控制器硬件設(shè)計(jì)控制器系統(tǒng)框圖38一、AVR系列ATmega48單片機(jī)簡(jiǎn)介ATMEL公司于2002年推出了一款新型AVR高檔單片機(jī)，在AVR家族中，ATmega48是一個(gè)非常特殊的單片機(jī)，它的芯片內(nèi)部集成了較大容量的存儲(chǔ)器和豐富強(qiáng)大的硬件接口電路，具有AVR高檔單片機(jī)MEGA系列的全部性能和特點(diǎn)，但由于采用了小引腳封裝(為DIP28和TQEP／MLF32)，所以其價(jià)格僅與低檔單片機(jī)相當(dāng)，成為具有極高性價(jià)比、深受廣大用戶喜愛的單片機(jī)，被廣泛應(yīng)用于電器、儀表、電源等行業(yè)。一、AVR系列ATmega48單片機(jī)簡(jiǎn)介ATMEL公司于2039ATmega48的引腳分配一、AVR系列ATmega48單片機(jī)簡(jiǎn)介ATmega48的引腳分配一、AVR系列ATmega48單40一、電源電路48V電壓經(jīng)串聯(lián)電阻后輸入到LM317中，輸出端電壓即+l5V。LM317為可調(diào)節(jié)3一端正電壓穩(wěn)壓器，輸出電壓范圍為1.2V到37V，在輸出范圍內(nèi)能提供超過1.5A的電流，外部只需要兩個(gè)電阻設(shè)置輸出電壓，內(nèi)部有限流、熱關(guān)斷和安全工作區(qū)補(bǔ)償功能。RA1、RA4的作用為限流、降壓，使LM317的輸入輸出之間的電壓差不致太高，減小器件本身的功耗。CA1為濾波電容，濾除電源輸入的尖峰電壓。一、電源電路48V電壓經(jīng)串聯(lián)電阻后輸入到LM317中，輸出41一、電源電路+5V電壓直接從+15V經(jīng)78L05得到，此處因后端的功率不是很大，78L05可以滿足要求，不必使用LM317。CA2、CA3、CA4、CA5均為濾波電容，濾除輸入電壓中的高頻成分，使輸出電壓平滑，紋波小。一、電源電路+5V電壓直接從+15V經(jīng)78L05得到，此處42二、三相全橋逆變電路及其功率驅(qū)動(dòng)電路三相全橋逆變電路采用單極性PWM控制技術(shù)，以“兩相導(dǎo)通三相六拍’’方式控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行功率驅(qū)動(dòng)電路功率驅(qū)動(dòng)電路采用分立元件和三輸入與門CD4073構(gòu)成，具有功率放大、自舉升壓、硬件互鎖、過流快速切斷的功能二、三相全橋逆變電路及其功率驅(qū)動(dòng)電路三相全橋逆變電路采用單極43三、電流檢測(cè)電路三、電流檢測(cè)電路44系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，在AVR專用集成開發(fā)環(huán)境AVRstudio4.1和編譯器winAvR里由C語言編寫完成.C5電動(dòng)自行車控制器軟件設(shè)計(jì)主程序設(shè)計(jì)中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)功能模塊程序設(shè)計(jì)主程序主要完成全局變量的定義、各模塊的初始化、電機(jī)初始位置的檢測(cè)、上電自檢、防飛車保護(hù)以及速度、電流雙閉環(huán)的計(jì)算。ATmega48總共有26個(gè)中斷向量，編號(hào)從1～26，編號(hào)越小，優(yōu)先級(jí)越高，不支持中斷嵌套驅(qū)動(dòng)換相模塊柔性電子剎車模塊巡航模塊各保護(hù)模塊系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，在AVR專用集成開發(fā)環(huán)境AVRst45本章小結(jié)

采用計(jì)算機(jī)控制電力傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)越性在于：（1）可顯著提高系統(tǒng)性能采用數(shù)字給定、數(shù)字控制和數(shù)字檢測(cè)，系統(tǒng)精度大大提高；可根據(jù)控制對(duì)象的變化，方便地改變控制器參數(shù)，以提高系統(tǒng)抗干擾能力。（2）可采用各種控制策略可變參數(shù)PID和PI控制、自適應(yīng)控制、模糊控制、滑?？刂?、復(fù)合控制本章小結(jié)采用計(jì)算機(jī)控制電力傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)越性在于：46第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制問題的提出微型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的主要特點(diǎn)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件數(shù)字PI調(diào)節(jié)器舉例分析第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制問題的提出47問題的提出

前兩章中論述了直流調(diào)速系統(tǒng)的基本規(guī)律和設(shè)計(jì)方法，所有的調(diào)節(jié)器均用運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)，屬模擬控制系統(tǒng)。模擬系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：具有物理概念清晰、控制信號(hào)流向直觀等優(yōu)點(diǎn)，便于學(xué)習(xí)入門。

缺點(diǎn)：但其控制規(guī)律體現(xiàn)在硬件電路和所用的器件上，因而線路復(fù)雜、通用性差，控制效果受到器件的性能、溫度等因素的影響。

第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制問題的提出前兩章中論述了直流調(diào)速系統(tǒng)的基本規(guī)48微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本組成框圖第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本組成框圖第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制49數(shù)字控制與模擬控制相比較，有以下特點(diǎn)： ①印刷電路板面積小，連線少；產(chǎn)品的生產(chǎn)周期短，調(diào)試時(shí)間短，生產(chǎn)效率高。 ②容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制思想，調(diào)速精度高于模擬調(diào)速系統(tǒng)。 ③可靠性（故障率低）及可維護(hù)性（排除故障時(shí)間短）高于模擬調(diào)速系統(tǒng)。第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制數(shù)字控制與模擬控制相比較，有以下特點(diǎn)：第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的50微型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的主要特點(diǎn)1）硬件電路的標(biāo)準(zhǔn)化程度高；2）可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制－－控制軟件能夠進(jìn)行邏輯判斷和復(fù)雜運(yùn)算，可以實(shí)現(xiàn)不同于一般線性調(diào)節(jié)的最優(yōu)化、自適應(yīng)、非線性、智能化等控制規(guī)律；3）具有很大的靈活性和適應(yīng)性；4）無零點(diǎn)漂移，控制精度高；5）可以進(jìn)行信息存儲(chǔ)，便于故障診斷和系統(tǒng)維護(hù)；6）可提供人機(jī)界面，多機(jī)聯(lián)網(wǎng)工作；第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制

由于計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)，因此，與模擬控制系統(tǒng)相比，微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是離散化和數(shù)字化。微型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的主要特點(diǎn)1）硬件電路的標(biāo)準(zhǔn)化程度高；第五51離散化為了把模擬的連續(xù)信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，必須首先在具有一定周期的采樣時(shí)刻對(duì)它們進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，形成一連串的脈沖信號(hào)，即離散的模擬信號(hào)，這就是離散化。Otf(t)原信號(hào)Onf(nT)1234…采樣第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制離散化Otf(t)原信號(hào)Onf(nT)1234…采樣第五章52數(shù)字化

采樣后得到的離散信號(hào)本質(zhì)上還是模擬信號(hào)，還須經(jīng)過數(shù)字量化，即用一組數(shù)碼（如二進(jìn)制碼）來逼近離散模擬信號(hào)的幅值，將它轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這就是數(shù)字化。

數(shù)字化OnN(nT)第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制數(shù)字化數(shù)字化OnN(nT)第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制53

離散化和數(shù)字化的結(jié)果導(dǎo)致了時(shí)間上和量值上的不連續(xù)性，從而引起下述的負(fù)面效應(yīng)：（1）A/D轉(zhuǎn)換的量化誤差

模擬信號(hào)可以有無窮多的數(shù)值，而數(shù)碼總是有限的，用數(shù)碼來逼近模擬信號(hào)是近似的，會(huì)產(chǎn)生量化誤差，影響控制精度和平滑性。 （2）D/A轉(zhuǎn)換的滯后效應(yīng)經(jīng)過計(jì)算機(jī)運(yùn)算和處理后輸出的數(shù)字信號(hào)必須由數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A和保持器將它轉(zhuǎn)換為連續(xù)的模擬量，再經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象。但是，保持器會(huì)提高控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)分母的階次，使系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量減小，甚至?xí)茐南到y(tǒng)的穩(wěn)定性。第五章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，微處理器的運(yùn)算速度不斷提高，其位數(shù)也不斷增加，上述兩個(gè)問題的影響已經(jīng)越來越小。但微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)及其負(fù)面效應(yīng)需要在系統(tǒng)分析中引起重視，并在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中予以解決。離散化和數(shù)字化的結(jié)果導(dǎo)致了時(shí)間上和量值上的不連續(xù)性54第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

數(shù)字控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成方式大致可分為三種：1.數(shù)?；旌峡刂葡到y(tǒng)2.數(shù)字電路控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速采用模擬調(diào)節(jié)器，也可采用數(shù)字調(diào)節(jié)器；電流調(diào)節(jié)器采用數(shù)字調(diào)節(jié)器；脈沖觸發(fā)裝置則采用模擬電路。除主電路和功放電路外，轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器，以及脈沖觸發(fā)裝置等全部由數(shù)字電路組成。第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件55數(shù)字直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

數(shù)字電路控制系統(tǒng)數(shù)字直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖數(shù)字電路控制系統(tǒng)56第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

數(shù)字控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成方式大致可分為三種：1.數(shù)?；旌峡刂葡到y(tǒng)2.數(shù)字電路控制系統(tǒng)3.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速采用模擬調(diào)節(jié)器，也可采用數(shù)字調(diào)節(jié)器；電流調(diào)節(jié)器采用數(shù)字調(diào)節(jié)器；脈沖觸發(fā)裝置則采用模擬電路。除主電路和功放電路外，轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器，以及脈沖觸發(fā)裝置等全部由數(shù)字電路組成。雙閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用微機(jī)控制。全數(shù)字電路，實(shí)現(xiàn)脈沖觸發(fā)、轉(zhuǎn)速給定和檢測(cè)。采用數(shù)字PI算法，由軟件實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)。第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件57

微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖所示，系統(tǒng)由以下部分組成主電路檢測(cè)電路控制電路給定電路顯示電路第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖所示，系58微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

主回路——微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主電路中的UPE有兩種方式：直流PWM功率變換器晶閘管可控整流器檢測(cè)回路——檢測(cè)回路包括電壓、電流、溫度和轉(zhuǎn)速檢測(cè)，其中：電壓、電流和溫度檢測(cè)由A/D轉(zhuǎn)換通道變?yōu)閿?shù)字量送入微機(jī)；轉(zhuǎn)速檢測(cè)用數(shù)字測(cè)速微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖主回路——微591.轉(zhuǎn)速檢測(cè)

轉(zhuǎn)速檢測(cè)有模擬和數(shù)字兩種檢測(cè)方法：第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

1）模擬測(cè)速一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī)，必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)淖儞Q，將雙極性的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為單極性電壓信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字量送入微機(jī)。2）對(duì)于要求精度高、調(diào)速范圍大的系統(tǒng)，往往需要采用旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速，即數(shù)字測(cè)速。1.轉(zhuǎn)速檢測(cè)轉(zhuǎn)速檢測(cè)有模擬和數(shù)字兩種檢測(cè)方法：第二節(jié)60第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

測(cè)速基本方式第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件測(cè)速612.電流和電壓檢測(cè)

電流和電壓檢測(cè)除了用來構(gòu)成相應(yīng)的反饋控制外，還是各種保護(hù)和故障診斷信息的來源。第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

2.電流和電壓檢測(cè)電流和電壓檢測(cè)除了用來構(gòu)成62微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

故障綜合——利用微機(jī)擁有強(qiáng)大的邏輯判斷功能，對(duì)電壓、電流、溫度等信號(hào)進(jìn)行分析比較，若發(fā)生故障立即進(jìn)行故障診斷，以便及時(shí)處理，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。這也是采用微機(jī)控制的優(yōu)勢(shì)所在。數(shù)字控制器——數(shù)字控制器是系統(tǒng)的核心，可選用單片微機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖故障綜合——63a)模擬給定

b)數(shù)字給定

第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

（1）模擬給定模擬給定是以模擬量表示的給定值，例如給定電位器的輸出電壓。模擬給定須經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再參與運(yùn)算；（2）數(shù)字給定數(shù)字給定是用數(shù)字量表示的給定值，可以是撥盤設(shè)定、鍵盤設(shè)定或采用通信方式由上位機(jī)直接發(fā)送。輸出變量——微機(jī)數(shù)字控制器的控制對(duì)象是功率變換器，可以用開關(guān)量直接控制功率器件的通斷，也可以用經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到的模擬量去控制功率變換器。a)模擬給定b)數(shù)字給定第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉64微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的控制規(guī)律是靠軟件來實(shí)現(xiàn)的，所有的硬件也必須由軟件實(shí)施管理。微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的軟件有：主程序初始化子程序中斷服務(wù)子程序等第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的控制規(guī)律是靠軟件來實(shí)現(xiàn)的，所有的652.初始化子程序——完成硬件器件工作方式的設(shè)定、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和變量的初始化等。第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

第二節(jié)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件66主程序框圖

初始化子程序框圖

1.主程序——完成實(shí)時(shí)性要求不高的功能，完成系統(tǒng)初始化后，實(shí)現(xiàn)鍵盤處理、刷新顯示、與上位計(jì)算機(jī)和其他外設(shè)通信等功能。2.初始化子程序——完成硬件器件工作方式的設(shè)定、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和變量的初始化等。主程序框圖初始化子程序框圖1.主程序——完成實(shí)時(shí)性要求673．中斷服務(wù)子程序

中斷服務(wù)子程序完成實(shí)時(shí)性強(qiáng)的功能，如故障保護(hù)、狀態(tài)檢測(cè)和數(shù)字PI調(diào)節(jié)等,中斷服務(wù)子程序由相應(yīng)的中斷源提出申請(qǐng)，CPU實(shí)時(shí)響應(yīng)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序電流調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序故障保護(hù)中斷服務(wù)子程序轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和電流調(diào)節(jié)均采用定時(shí)中斷當(dāng)故障保護(hù)引腳的電平發(fā)生跳變時(shí)申請(qǐng)故障保護(hù)中斷三種中斷服務(wù)中，故障保護(hù)中斷優(yōu)先級(jí)別最高，電流調(diào)節(jié)中斷次之，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中斷級(jí)別最低。

3．中斷服務(wù)子程序中斷服務(wù)子程序完成實(shí)時(shí)性強(qiáng)68第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器模擬PI調(diào)節(jié)器的數(shù)字化改進(jìn)的數(shù)字PI算法智能型PI調(diào)節(jié)器

第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器模擬PI調(diào)節(jié)器的數(shù)字化691)模擬PI調(diào)節(jié)器的數(shù)字化

PI調(diào)節(jié)器是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中最常用的一種控制器，在微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)中，當(dāng)采樣頻率足夠高時(shí)，可以先按模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器，然后再離散化，就可以得到數(shù)字控制器的算法，這就是模擬調(diào)節(jié)器的數(shù)字化。

第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器1)模擬PI調(diào)節(jié)器的數(shù)字化PI調(diào)節(jié)器是電力拖動(dòng)70PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)PI調(diào)節(jié)器時(shí)域表達(dá)式第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器其中KP=Kpi

為比例系數(shù)

KI

=1/

為積分系數(shù)

PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器71PI調(diào)節(jié)器的差分方程將上式離散化成差分方程，其第k拍輸出為其中，Tsam為采樣周期第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器PI調(diào)節(jié)器的差分方程將上式離散化成差分方程，其第k拍輸722)改進(jìn)的數(shù)字PI算法

PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)直接影響著系統(tǒng)的性能指標(biāo)。在高性能的調(diào)速系統(tǒng)中，有時(shí)僅僅靠調(diào)整PI參數(shù)難以同時(shí)滿足各項(xiàng)靜、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。采用模擬PI調(diào)節(jié)器時(shí)，由于受到物理?xiàng)l件的限制，只好在不同指標(biāo)中求其折衷。

第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器2)改進(jìn)的數(shù)字PI算法PI調(diào)節(jié)器的73而微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的邏輯判斷和數(shù)值運(yùn)算能力，充分應(yīng)用這些能力，可以衍生出多種改進(jìn)的PI算法，提高系統(tǒng)的控制性能。積分分離算法離散增量式算法第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器而微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的邏輯判斷和數(shù)值運(yùn)算74積分分離算法基本思想在微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)中，把P和I分開。當(dāng)偏差大時(shí)，只讓比例部分起作用，以快速減少偏差；當(dāng)偏差降低到一定程度后，再將積分作用投入，既可最終消除穩(wěn)態(tài)偏差，又能避免較大的退飽和超調(diào)。δ為一常值。

積分分離法能有效抑制振蕩，或減小超調(diào)，常用于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。

積分分離算法基本思想δ為一常值。積分分離法能有效抑制振蕩，75離散增量式算法PID控制的控制規(guī)律為 在數(shù)字控制中，根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差量計(jì)算控制量，需要對(duì)上式進(jìn)行離散化處理，因此可得離散的增量式PID控制算法為：離散增量式算法PID控制的控制規(guī)律為 在數(shù)字控制中，根據(jù)采763)智能型PI調(diào)節(jié)器由上述對(duì)數(shù)字PI算法的改進(jìn)可以使我們得到啟發(fā)，利用計(jì)算機(jī)豐富的邏輯判斷和數(shù)值運(yùn)算功能，數(shù)字控制器不僅能夠?qū)崿F(xiàn)模擬控制器的數(shù)字化，而且可以突破模擬控制器只能完成線性控制規(guī)律的局限，完成各類非線性控制、自適應(yīng)控制乃至智能控制等等，大大拓寬了控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)范疇。第三節(jié)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器3)智能型PI調(diào)節(jié)器由上述對(duì)數(shù)字PI算法的改77主要的智能控制方法專家系統(tǒng)模糊控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制智能控制特點(diǎn)

控制算法不依賴或不完全依賴于對(duì)象模型，因而系統(tǒng)具有較強(qiáng)的魯棒性和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。

主要的智能控制方法78基于ATmega48單片機(jī)的電動(dòng)自行車控制器的設(shè)計(jì)（以畢業(yè)論文為例）文摘第1章緒論第2章電動(dòng)自行車控制器的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第3章電動(dòng)自行車控制器的控制策略第4章電動(dòng)自行車控制器硬件設(shè)計(jì)第5章電動(dòng)自行車控制器軟件設(shè)計(jì)第6章實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

參考文獻(xiàn)

附錄A攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄

致謝

基于ATmega48單片機(jī)的電動(dòng)自行車控制器的設(shè)計(jì)（以畢業(yè)論79C1緒論

1.1課題的研究意義

1.2電動(dòng)自行車的現(xiàn)狀1.2.1電動(dòng)自行車的構(gòu)成

1.2.2無刷直流電動(dòng)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.2.3當(dāng)前國(guó)內(nèi)外無刷直流電動(dòng)機(jī)的研究動(dòng)態(tài)。1.3電動(dòng)自行車控制器的研究現(xiàn)狀及難點(diǎn)

1.4論文的主要內(nèi)容

開始于上個(gè)世紀(jì)60年代，蓬勃發(fā)展于上個(gè)世紀(jì)90年代目前我國(guó)市場(chǎng)上國(guó)產(chǎn)電動(dòng)自行車的品種規(guī)格較多，驅(qū)動(dòng)多數(shù)用有刷或無刷的輪式直流電機(jī)，工作電壓為24V、36V和48V，功率在150W～400W之間；蓄電池一般用的是免維護(hù)鉛酸電池，容量為12AH，充電時(shí)間在3～8小時(shí)之間，充電一次行駛里程約50km，車速低于20km／h，爬坡能力在4度以下；車型有簡(jiǎn)易型和豪華型，車重約35kg，載重量約70kg，百公里耗電量1KW左右。C1緒論1.1課題的研究意義

1.2電動(dòng)自行車的現(xiàn)狀開80中國(guó)十大電動(dòng)自行車品牌1捷安特電動(dòng)自行車2邦德.富士達(dá)

3綠源電動(dòng)自行車

4英克萊電動(dòng)自行車

5飛鴿電動(dòng)自行車6永久電動(dòng)自行車

7新日電動(dòng)自行車8鳳凰電動(dòng)自行車

9大陸鴿電動(dòng)自行車

10阿米尼電動(dòng)自行車中國(guó)十大電動(dòng)自行車品牌1捷安特電動(dòng)自行車81C2電動(dòng)自行車控制器的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)本章簡(jiǎn)述了無刷直流電機(jī)的基本構(gòu)成和工作原理，建立其數(shù)學(xué)模型。重點(diǎn)論述了無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的產(chǎn)生原因及換相與轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的關(guān)系，介紹了一種抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的方法一重疊換相法。同時(shí)闡述了能量回饋制動(dòng)的原理及其控制規(guī)律，最后介紹了控制器的功能組成。本文設(shè)計(jì)的控制器蓄電池電壓為48V，手把輸出電壓為OV～4V，正常運(yùn)行時(shí)的最大電流值為15A；當(dāng)出現(xiàn)異常情況，導(dǎo)致電流急劇上升，電流值超過25A時(shí)，進(jìn)入過流保護(hù)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)。功能包括調(diào)速、巡航、柔性電子剎車(EABS)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、限流、過流保護(hù)、欠壓保護(hù)、防飛車、軟啟動(dòng)等。C2電動(dòng)自行車控制器的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)本章簡(jiǎn)述了無刷直流電機(jī)82C3電動(dòng)自行車控制器的控制策略

雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理