基于89C51單片機的噴油校泵臺調速系統設計
式中:n1為同步轉速,r/min;f1為電源頻率,Hz;p為極對數s為轉差率。
在一定的負載范圍內調節勵磁線圈中的勵磁電流,可以調節轉差率s,達到調節轉速的目的。勵磁電流越大,轉速越高;反之則轉速越低。
4 系統軟件設計
系統軟件采用模塊化結構設計,主要由PC機、89C51單片機和通信3個模塊組成嘲。其中PC機模塊主要完成主軸轉速預置及顯示;通信模塊實現PC機與單片機之間數據傳輸;89C51單片機模塊完成定時采樣和自動控制主軸轉速。其系統軟件的主程序如圖3所示。主程序主要完成系統初始化、與上位機握手、接收預置參數、調用主軸轉速程序、調用噴油計數程序以及調用數據采集發送程序。
由于控制對象是具有純滯后的一階慣性環節,所以按要求設計為快速隨動系統。為了提高跟蹤的快速性,調速范圍過大時,在第一拍先使控制器輸出逼近給定要求,后啟動PI控制算法。第一拍控制模型為:
式中:U(T)為當前控制器輸出值;U(T-1)為上一次控制器輸出值;N(T)為當前控制器給定值;N(T-1)為上一次控制器給定值。
PI控制算法的數學模型為:
式中:Kp為比例系數;T為采樣周期;Ti為積分時間常數。
第二拍控制模型為:
式中:K0,K1,K2,K3,P1,P2,P3為系數。
由于加入了積分環節,影響系統的動態性能,可以消除余差,提高控制精度。
5 結論
該設計系統已成功應用在某內燃機車柴油機噴油泵的測試平臺。研究表明,該噴油校泵臺調速系統可自動控制噴油計數、主軸轉速,實現量油時主軸轉速的數字顯示與屏幕顯示,使用維修方便,從而提高檢測精度和自動化程度。
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