通過c8051f310單片機對三相異步電機進行控制,主要介紹了三相電機控制器和鍵盤輸入顯示電路的設計,實現了電機的閉環控制。在電機控制器的設計中,采用PID控制算法,闡述了對電機速度的控制。該系統具有成本低、控制方便的特點

　　三相異步電機由于價格便宜,使用方便,作為執行機構,在現實應用中是比較普遍。所以越來越多的設備使用三相電機來作為控制輸出。在過程控制中,不可避免會遇到各種干擾,如果采用開環控制,輸出會受到影響,不能很好的跟隨輸入。采用閉環控制,一旦有干擾產生,系統具有一定的抗擾動能力。本文介紹了一種三相電機的閉環控制方法,采用了c8051f310單片機。單片機由于其結構簡單,價格低廉,目前得到了廣泛的應用。該控制系統中,具有鍵盤輸入、信號采集、控制輸出、顯示等各個功能。本文對控制器的設計作了詳細的介紹。

　　1整個控制系統設計

　　電機閉環控制系統是由鍵盤輸入、速度信號反饋、電機控制器、驅動輸出、LED狀態顯示等幾部分組成,本文著重介紹電機控制器,LED顯示狀態部分。

　　2電機速度控制器

　　2.1控制器的硬件

　　本文研究的速度控制系統由以單片機為核心的速度控制器、三相異步交流電動機、測速發電機反饋等構成。速度控制系統的控制框圖如圖1所示。速度控制系統是一個閉環系統。閉環控制采用了PID控制算法。

　　2.2 PID控制器的軟件實現

　　單神經元控制器是通過對加權系數的調整來實現自適應、自組織功能,權系數的調整可按有監督Hebb學習規則實現的。控制算法及學習算法為:

　,分別為積分,比例,微分的學習速率,為神經元的比例系數,0,表示單神經元的權值。對積分I、比例P、微分D分別采用了不同的學習速率,,,以便對不同的權系數分別進行調整。值的選擇非常重要。越大,則快速性越好,但超調量大,甚至可能使系統不穩定。當被控對象時延增大時,值必須減少,以保證系統穩定。值選擇過小,會使系統的快速性變差。在大量的實際應用中,通過實踐表明,PID參數的在線學習修正主要與和有關。基于此可將單神經元自適應PID控制算法中的加權系數學習修正部分進行修改,即將其中的改為+,改進后的算法如下:

　　式中,。采用上述改進算法后,權系數的在線修正就不完全是根據神經網絡學習原理,而是參考實際經驗制定的。

　　利用測速發電機對速度信號進行反饋給單片機,測速發電機輸出電壓是0-5V,而c8051f310單片機的電壓范圍是2.7-3.6V。因此,通過分壓,使電壓達到單片機的信號輸入要求,再在單片機中通過算法實現。

　　2.3算法在C8051F310上的實現

　　整個數據的處理在定時器T2觸發的中斷中執行,其過程為:讀AD寄存器數據,軟件濾波,轉化成對應的電壓值,運行PID算法得出輸出控制電壓,將控制電壓送至D/A寄存器,將PID參數和運行速度送到液晶顯示,運行單神經元PID算法得出下個周期的PID參數。

　　3系統的輸入和輸出顯示

　　鍵盤和顯示是一個系統重要的組成部分,通過鍵盤可以方便設置某些功能,如加速減速,啟動停止等。顯示,可以實時看到某些功能的運行情況。

　　本系統采用HD7279鍵盤顯示模塊。HD7279是一片具有串行接口的,可同時驅動8位共陰式數碼管的獨立智能顯示驅動芯。該芯片同時還可連接多達64鍵的鍵盤矩陣。單片即可完成顯示鍵盤接口的全部功能。HD7279內部含有譯碼器可直接接受BCD碼或16進制碼,并同時具有種譯碼方式。此外還具有多種控制指令,如消隱閃爍、左移、右移、段尋址等。HD7279具有片選信號,可方便地實現多于8位的顯示或多于64鍵的鍵盤接口.

　　4光耦隔離電路

　　利用光耦組成的光電隔離電路將控制器與外部的驅動電路隔離開來,使得外部電路的變化不至于影響或者損壞控制系統,從而提高系統的可靠性,增強抗干擾能力。輸入信號提供一定的電流時,光耦才會輸出放大的數字電平。光耦連接時注意信號正負邏輯。光隔離器的輸入、輸出端地線必須互相隔開,并且輸入、輸出端兩個電源必須單獨供電,如果使用同一電源,外部干擾信號可能通過電源串到系統中來。

　　5結語

　　本設計以控制電機為目的,采用自整定PID算法,設計了以C8051F310單片機為核心的速度控制器。實驗證明,該控制器能實時、有效地控制電機的運轉,使用PID算法能快速的校正系統的參數,達到了較好的控制效果。
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