單片機控制的負阻自激振動(dòng)系統

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(dòng)系統，分為非振動(dòng)式和振動(dòng)式，前者：結構簡(jiǎn)單，制造方便，工作狀態(tài)穩定，但功率消耗大。而后能耗少，但工作狀態(tài)難調整，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。針對共振運行不穩定的問(wèn)題，我們采用振動(dòng)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(shí)現頻率的自動(dòng)跟蹤[1]，使系統處于平衡的共振狀態(tài)。利用其共振的高效節能性，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能優(yōu)越性更為明顯。該系統的結構框圖如下：

共振式慣性輸送機屬于單自由度振動(dòng)系統，由慣性激振器和機械振動(dòng)系統組成，其力學(xué)簡(jiǎn)圖如下：

該振動(dòng)系統的強迫振動(dòng)方程為：

系統的工作過(guò)程及主要程序

（一）工作過(guò)程

1、搜索同步頻率：由上節計算可知共振時(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.由于機械裝置的慣性，所以每增加到一個(gè)新的頻率時(shí)應延時(shí)３個(gè)周期．

2、共振運行的控制： 在搜索到同頻率以后，接著(zhù)進(jìn)行判斷振動(dòng)體運動(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，單片機記時(shí)，則得到振動(dòng)體的周期Ｔ。

同理測偏心塊的角速度，由于８個(gè)接收二極管每隔450安裝在偏心塊的運動(dòng)軌跡外側，相鄰二個(gè)接收二極管依次導通時(shí)間間隔是Ｔ／８，則單片機可記錄此時(shí)間同上可得到Ω我們再來(lái)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(gè)周期Ｔ1進(jìn)行四次檢測，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，其值與理論值ｚ比較，若兩者一致，則不作調整，不一致則按PID公式調整[2]。輸入數字調節器的信號是經(jīng)過(guò)“離散量化”后的信號，數字調節器的輸出的信號必須給予“恢復”中的零階保持器，擔負著(zhù)將離散信號恢復為連續信號的任務(wù)，才能對被控對象實(shí)施有效控制。下圖為數字控制原理框圖：