基于89C51單片機(jī)的噴油校泵臺調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計

式中：n1為同步轉(zhuǎn)速，r／min；f1為電源頻率，Hz；p為極對數(shù)s為轉(zhuǎn)差率。
在一定的負(fù)載范圍內(nèi)調(diào)節(jié)勵磁線圈中的勵磁電流，可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率s，達(dá)到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的。勵磁電流越大，轉(zhuǎn)速越高；反之則轉(zhuǎn)速越低。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要由PC機(jī)、89C51單片機(jī)和通信3個模塊組成嘲。其中PC機(jī)模塊主要完成主軸轉(zhuǎn)速預(yù)置及顯示；通信模塊實現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)之間數(shù)據(jù)傳輸；89C51單片機(jī)模塊完成定時采樣和自動控制主軸轉(zhuǎn)速。其系統(tǒng)軟件的主程序如圖3所示。主程序主要完成系統(tǒng)初始化、與上位機(jī)握手、接收預(yù)置參數(shù)、調(diào)用主軸轉(zhuǎn)速程序、調(diào)用噴油計數(shù)程序以及調(diào)用數(shù)據(jù)采集發(fā)送程序。

由于控制對象是具有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，所以按要求設(shè)計為快速隨動系統(tǒng)。為了提高跟蹤的快速性，調(diào)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(dāng)前控制器輸出值；U(T-1)為上一次控制器輸出值；N(T)為當(dāng)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(shù)學(xué)模型為：

式中：Kp為比例系數(shù)；T為采樣周期；Ti為積分時間常數(shù)。
第二拍控制模型為：

式中：K0，K1，K2，K3，P1，P2，P3為系數(shù)。
由于加入了積分環(huán)節(jié)，影響系統(tǒng)的動態(tài)性能，可以消除余差，提高控制精度。

5 結(jié)論
該設(shè)計系統(tǒng)已成功應(yīng)用在某內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)噴油泵的測試平臺。研究表明，該噴油校泵臺調(diào)速系統(tǒng)可自動控制噴油計數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)量油時主軸轉(zhuǎn)速的數(shù)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。