基于89C51單片機的噴油校泵臺調速系統設計
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燃油噴射系統的性能直接影響柴油機的工作過(guò)程和性能指標，是柴油機改善排放、降低油耗和提高性能的關(guān)鍵部分。傳統的內燃機車(chē)柴油噴油校泵臺主要用于噴油泵的磨合及性能試驗，其驅動(dòng)部分采用晶閘管電磁轉差離合器無(wú)級調速系統，控制和顯示噴油泵的主軸轉速。由于采用分離元件，測試靈敏度低，設定調整不方便且故障率高。目前，國外噴油校泵臺采用微機控制及數顯系統。為此，按國際標準采用89C51單片機設計了一種新型的校泵臺調速系統，能夠實(shí)時(shí)控制主軸轉速測試和調節，并將相關(guān)測量數據傳輸給上位PC機進(jìn)行顯示，從而提高測試靈敏度。
2 系統結構設計
該系統設計采用轉速單閉環(huán)凋速系統，如圖1所示。驅動(dòng)電路由晶閘管和電機構成，而控制電路則由轉速給定、轉速反饋、比例一積分一微分(PID)調節器以及晶閘管脈沖觸發(fā)電路構成。
圖1中實(shí)線(xiàn)框為硬件設計部分，主要完成調速功能。虛線(xiàn)框為軟件設計部分，主要完成轉速給定、轉速反饋、偏差信號的形成和PID運算。
3 系統硬件電路設計
系統硬件設計是以89C51單片機為核心，并配以必要的外圍設備，如數據采集、電氣接口、執行機構、通信接口等電路，如圖2所示。選用3CT20/500型晶閘管，由于晶閘管工作于交流電路，不宜與微機直接相接，采用光電耦合器4N25隔離單片機與輸出部分(晶閘管一電動(dòng)機電路)。輸出部分的地線(xiàn)接地，而單片機系統的電源地線(xiàn)懸空，不能與交流電源的地線(xiàn)相接，以避免輸出部分電源變化對單片機電源的影響。
使用反相驅動(dòng)器7406作為4N25輸入端的驅動(dòng)。電磁轉差離合器中的勵磁線(xiàn)圈采用帶續流二極管的晶閘管半波整流電路供電。勵磁線(xiàn)圈是電感性負載，線(xiàn)圈兩端并聯(lián)一只續流二極管VD6使電流平滑。調節觸發(fā)裝置采用單結管VBG7。為了實(shí)現操作機構的速度閉環(huán)控制，需要檢測主軸轉速。測速傳感器采用磁電式轉速傳感器。測速輪有120個(gè)齒，每轉過(guò)1個(gè)齒就在測速傳感器上感應一個(gè)脈沖信號。這樣，主軸每轉一周，產(chǎn)生120個(gè)脈沖，其表達式為：
式中：P為測速傳感器每轉輸出的脈沖數；T為規定時(shí)間；m1為轉速脈沖數。
取8155的定時(shí)器／計數器工作于定時(shí)方式，定時(shí)時(shí)間為lO ms，其輸入端接1 MHz時(shí)鐘信號為計數頻率，輸出端接89C51的中斷INT0申請端。89C51的定時(shí)器／計數器T1工作于計數方式，測速傳感器經(jīng)整形后的脈沖輸入T1，當輸入信號發(fā)生負跳變，計數器加1。每當10 ms到，通過(guò)INT0申請中斷，在中斷處理程序中得到Tl計數值。計數值再乘以50，測出電機當前轉速。
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