單片機控制的共振式輸送機
共振式輸送機是采用慣性式激振器控制的機械振動系統(tǒng)，分為非振動式和振動式，前者：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，工作狀態(tài)穩(wěn)定，但功率消耗大。而后能耗少，但工作狀態(tài)難調(diào)整，微小的頻率漂移將引起很大的幅值波動。于是，在工程中常采用非共振式的。針對共振運行不穩(wěn)定的問題，我們采用振動速度倒相信號的閉環(huán)反饋，即利用單片機進(jìn)行采集和處理反饋信號，實現(xiàn)頻率的自動跟蹤[1]，使系統(tǒng)處于平衡的共振狀態(tài)。利用其共振的高效節(jié)能性，用小功率電機完成大功率電機所能完成的任務(wù)，對于大中型共振式機械節(jié)能優(yōu)越性更為明顯。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下：
共振式慣性輸送機屬于單自由度振動系統(tǒng)，由慣性激振器和機械振動系統(tǒng)組成，其力學(xué)簡圖如下：
該振動系統(tǒng)的強迫振動方程為：
系統(tǒng)的工作過程及主要程序
（一）工作過程
1、搜索同步頻率：由上節(jié)計算可知共振時變頻器的頻率大約在40Hz，因此讓變頻器的頻率從35Hz～45Hz 以0.2Hz步進(jìn)，記錄振動體的振幅的幅值.由于機械裝置的慣性，所以每增加到一個新的頻率時應(yīng)延時３個周期．
2、共振運行的控制： 在搜索到同頻率以后，接著進(jìn)行判斷振動體運動到Ｔ／４的程序，即由ADC0802輸入的電壓由此及彼到最大的過程，在這過程中，單片機記時，則得到振動體的周期Ｔ。
同理測偏心塊的角速度，由于８個接收二極管每隔450安裝在偏心塊的運動軌跡外側(cè)，相鄰二個接收二極管依次導(dǎo)通時間間隔是Ｔ／８，則單片機可記錄此時間同上可得到Ω我們再來推倒Ω和控制電壓u的關(guān)系：
3、輸出電壓的控制：
對偏心塊的位置在一個周期Ｔ1進(jìn)行四次檢測，通過編碼器分別在T1/4，T1/2，3T1/4和T四個時刻檢測，其值與理論值ｚ比較，若兩者一致，則不作調(diào)整，不一致則按PID公式調(diào)整[2]。輸入數(shù)字調(diào)節(jié)器的信號是經(jīng)過“離散量化”后的信號，數(shù)字調(diào)節(jié)器的輸出的信號必須給予“恢復(fù)”中的零階保持器，擔(dān)負(fù)著將離散信號恢復(fù)為連續(xù)信號的任務(wù)，才能對被控對象實施有效控制。下圖為數(shù)字控制原理框圖：
而 PID控制正是數(shù)字控制系統(tǒng)之一， 它是比例積分微分控制，它具有原理簡單，使用方便，適應(yīng)性強特點[3]。經(jīng)PID運算后得到的數(shù)值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器輸出到變頻器,控制電機轉(zhuǎn)速達(dá)到和振動體同速度同相位而使系統(tǒng)處于共振狀態(tài)[4]。
（二）主要程序
幅值鑒別程序：
MOV CX ，10
MOV SI ，00H
CMPAPE：
MOV DX ，F(xiàn)F7CH
IN BL ，DX
CALL DELY1
IN AL ，DX
CMP AL ，BL
JNB CMPARE
MOV [SI+1000H，AL]
INC SI
MOV 100AH ，AL
CND
此段程序執(zhí)行后，輸出電壓對應(yīng)的數(shù)字量放在100AH內(nèi)存單元中。
輸出程序：
MOV OPTR # 7FFFH；指向DAC0832
MOV A ， 100AH；數(shù)字量先裝入累加器
MOVX @ OPTR ，A ；數(shù)字量從P0口送到P27所指向的地址，WR/有效時完成一次D/A轉(zhuǎn)換。
8255初始化程序：要求工作在方式0且A、B為輸入口，C為輸出口：
A口地址：F7CH
B口地址：FF7DH
C口地址：FFFEH
控制口地址：FF7FH
則：MOV A ， #92H；
MOV DPTR ，#0FF7FH；控制寄存器地址DPTR方式控制字控制寄存器
參考書目錄
[1] 潘新民《微型計算控制技術(shù) 》[M] 清華大學(xué)出版社、1999年8月
[2] Hollot C,Analysis and design of controllers for AQMroters supporting TCP flows .IEEE Transactions on Automatic Control,2002,47(6)
[3] 張友德《單片機微型機原理及應(yīng)用》[M] 復(fù)旦大學(xué)出版社、1991年12月
[4] 江瑞啟《電機原理及控制》[M] 機械工業(yè)出版社、1999年5月
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