基于PIC16C63單片微機和模糊控制器實現新型電機調速系統


原標題:基于PIC16C63單片微機和模糊控制器實現新型電機調速系統
基于PIC16C63單片微機和模糊控制器實現的新型電機調速系統,結合了單片機的高性能與模糊控制技術的智能性,為電機調速提供了一種高效、穩定的解決方案。以下是對該系統的詳細闡述:
一、系統概述
該系統采用PIC16C63單片微機作為核心控制器,結合模糊控制器實現對電機轉速的精確控制。PIC16C63是MICROCHIP公司的8位CMOS單片微處理器,具有高性能、高集成度以及提供PWM信號等特點。模糊控制器的引入,則充分利用了其非線性結構自尋優等功能,顯著提高了系統的魯棒性和控制精度。
二、系統硬件結構
系統主要由以下部分組成:
PIC16C63單片微機:作為系統的核心控制器,負責數據處理和PWM信號生成。
顯示器:用于顯示電機的實時轉速和給定轉速。
整流電路:將交流電轉換為直流電,為電機提供電源。
直流變換:通過DC-DC變換器獲得5V電源,供給單片機使用。
斬波電路:用于調整電機的輸入電壓,實現調速功能。
轉速檢測電路:通常采用霍爾位置傳感器檢測電機的實際轉速。
直流無刷電動機:系統的被控對象,具有額定電壓和額定轉速等參數。
三、工作原理
轉速檢測:通過霍爾位置傳感器檢測電機的實際轉速,并將其與給定轉速進行比較。
模糊化處理:將轉速偏差(e)和轉速偏差變化率(Δe)作為模糊控制器的輸入變量,進行模糊化處理。模糊化處理是將精確值轉換為模糊量的過程,通常通過隸屬度函數實現。
模糊推理:模糊控制器根據模糊化的輸入變量,按照預設的模糊控制規則進行推理,產生相應的控制量(即PWM信號的占空比增量Δδ)。
PWM信號生成:PIC16C63單片微機根據模糊控制器的輸出,生成相應的PWM信號,并通過特定引腳輸出給電機驅動電路。
電機調速:電機驅動電路根據PWM信號的占空比調整電機的輸入電壓,從而實現電機的調速功能。
四、系統優勢
高精度:模糊控制技術的應用使得系統能夠更精確地控制電機的轉速,滿足高性能和高精度的要求。
強魯棒性:模糊控制器能夠有效地克服傳動對象和負載參數的大范圍變化以及非線性因素對系統造成的影響,提高系統的魯棒性。
設計簡便:由于不需要建立被控對象的精確數學模型,系統的設計變得較為簡便。
成本低廉:采用高性能、高集成度的PIC16C63單片微機作為核心控制器,降低了系統的整體成本。
五、應用前景
該系統在中小功率的直流無刷電機調速領域具有廣泛的應用前景。通過稍加改進和工藝化,可以應用于許多現代化家用電器中。如果將電機換成交流驅動的通用電機,并配以雙向可控硅控制電路,則該方案的應用前景將更為廣闊。
綜上所述,基于PIC16C63單片微機和模糊控制器實現的新型電機調速系統具有高精度、強魯棒性、設計簡便和成本低廉等優點,在電機調速領域具有廣泛的應用前景。
責任編輯:David
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