單片機(jī)控制的負(fù)阻自激振動(dòng)系統(tǒng)

單片機(jī)控制的共振式輸送機(jī)

共振式輸送機(jī)是采用慣性式激振器控制的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)，分為非振動(dòng)式和振動(dòng)式，前者：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)。于是，在工程中常采用非共振式的。針對(duì)共振運(yùn)行不穩(wěn)定的問(wèn)題，我們采用振動(dòng)速度倒相信號(hào)的閉環(huán)反饋，即利用單片機(jī)進(jìn)行采集和處理反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)頻率的自動(dòng)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(jī)完成大功率電機(jī)所能完成的任務(wù)，對(duì)于大中型共振式機(jī)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(jī)屬于單自由度振動(dòng)系統(tǒng)，由慣性激振器和機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)組成，其力學(xué)簡(jiǎn)圖如下：

該振動(dòng)系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)方程為：

系統(tǒng)的工作過(guò)程及主要程序

（一）工作過(guò)程

1、搜索同步頻率：由上節(jié)計(jì)算可知共振時(shí)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(dòng)體的振幅的幅值.由于機(jī)械裝置的慣性，所以每增加到一個(gè)新的頻率時(shí)應(yīng)延時(shí)３個(gè)周期．

2、共振運(yùn)行的控制： 在搜索到同頻率以后，接著進(jìn)行判斷振動(dòng)體運(yùn)動(dòng)到Ｔ／４的程序，即由ADC0802輸入的電壓由此及彼到最大的過(guò)程，在這過(guò)程中，單片機(jī)記時(shí)，則得到振動(dòng)體的周期Ｔ。

同理測(cè)偏心塊的角速度，由于８?jìng)€(gè)接收二極管每隔450安裝在偏心塊的運(yùn)動(dòng)軌跡外側(cè)，相鄰二個(gè)接收二極管依次導(dǎo)通時(shí)間間隔是Ｔ／８，則單片機(jī)可記錄此時(shí)間同上可得到Ω我們?cè)賮?lái)推倒Ω和控制電壓u的關(guān)系：

3、輸出電壓的控制：

對(duì)偏心塊的位置在一個(gè)周期Ｔ1進(jìn)行四次檢測(cè)，通過(guò)編碼器分別在T1/4，T1/2，3T1/4和T四個(gè)時(shí)刻檢測(cè)，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(hào)是經(jīng)過(guò)“離散量化”后的信號(hào)，數(shù)字調(diào)節(jié)器的輸出的信號(hào)必須給予“恢復(fù)”中的零階保持器，擔(dān)負(fù)著將離散信號(hào)恢復(fù)為連續(xù)信號(hào)的任務(wù)，才能對(duì)被控對(duì)象實(shí)施有效控制。下圖為數(shù)字控制原理框圖：