直流调速系统的数字控制内容提要3.0问题的提出3.1微型计算机数字控制的主要特点离散化和数字化的负面效应3.2微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件和软件1.数模混合控制系统2.数字电路控制系统3.计算机控制系统在数字装置中，由计算机软硬件实现其功能，即为计算机控制系统。系统的特点：双闭环系统结构，采用微机控制；全数字电路，实现脉冲触发、转速给定和检测；采用数字PI算法，由软件实现转速、电流调节。3.2.1微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件结构1.转速检测测速基本方式2.电流和电压检测电流检测方法信号隔离与转换键盘与显示电路3.2.2微机数字控制双闭环直流调速系统的软件框图图3-5主程序框图3．中断服务子程序3.3数字测速与滤波3.3.1数字测速指标（2）测速精度3.3.2数字测速方法光电转换增量式旋转编码器——带Z1轨道的园刻度旋转编码器的检测原理旋转编码器检测信号的处理2.测速原理3.M法测速4.T法测速计算公式T法测速的分辨率M法测速在高速段分辨率强；T法测速在低速段分辨率强；因此，可以将两种测速方法相结合，取长补短。既检测Tc时间内旋转编码器输出的脉冲个数M1，又检测同一时间间隔的高频时钟脉冲个数M2，用来计算转速，称作M/T法测速。5.M/T法测速M/T法数字测速软件小结3.4数字PI调节器3.4.1模拟PI调节器的数字化PI调节器的传递函数PI调节器的差分方程数字PI调节器算法限幅值设置算法流程3.4.2改进的数字PI算法1.积分分离算法2.积分分离算法3.4.3智能型PI调节器3.5按离散控制系统设计数字控制器3.5.1系统数学模型系统模型中：转速、电流调节器均采用数字式PI调节器；采样环节可表示为带放大的零阶保持器式中Tsam为系统采样时间。系统简化3.5.2数字控制系统分析和设计方法Shannon采样定理系统采样频率的确定采样定理用法Z变换方法W变换方法扩展W变换方法3.5.3控制对象传递函数的离散化z变换过程控制对象性能分析3.5.4数字调节器设计数字频域法设计步骤离散系统z域数学模型w变换过程系统w域模型——虚拟频率传递函数数字频域设计方法本章小结第三章习题3-2旋转编码器光栅数为1024，倍频系数为4，高频时钟脉冲频率，旋转编码器输出的脉冲个数和高频时钟脉冲个数均采用16位计数器，M法和T法测速时间均为0.01s，求转速n=1500r/min和n=150r/min时的测速分辨率和误差率最大值。T法测速：3-4根据习题2-15电流调节器的设计结果（电流调节器按典型Ⅰ型系统设计，KT=0.5），按离散系统设计方法设计转速调节器，要求转速无静差。已知电动机额定功率PN=555kW，额定电压UN=750V，额定电枢电流IN=760A，额定转速nN=375r/min,电动势系数Ce=1.82V·min/r，电枢回路总电阻R=0.14Ω,允许过载倍数，机电时间常数Tm=0.112s，转速反馈滤波时间常数Ton=0.02s，电流反馈存储系数，转速反馈存储系数，转速调节器采样时间，电流环小惯性时间常数