PWM技术在恒温控制中的应用

　　下面以工作于6MHz 的8051 为例,说明导通率δ调节及计算方法。

　　根据8051 定时计算公式,当定时器/ 计数器工作于“定时、方式1”时, 我们不难推导出定时中断周期为:

　　其中, c T 为8051 定时器/ 计数器在编程时的定时常数,如果功率开关元件的开关频率f Hz vt = 4000 ,则定时中断周期T _timer = 250ms ,此时= *11 c T 。

　　t _ on 的确定,可以采用软件延时方法实现,假设控制功率开关元件通断的驱动电路采用负逻辑驱动,cyc _ times为延时程序控制循环次数的一个参数,则定时中断处理程序进行一次通断操作的流程如图4(a )所示,此时t _ n = 4 * cyc _ times 。

图4 程序流程图

　　据此,可以推导出在开关频率f Hz vt = 4000 条件下,导通率

,其中cyc _ times = 1 ~ 62整数。

　　下面进一步讨论如何根据温度比较情况调节导通率的问题。众所周知,在控制论中一种所谓的“PID”调节算法被人们广泛使用,这种方法是建立在输出量的高精度检测和精确比较基础上的差值控制理论,由于算法繁杂往往计算工作量大, 对于低速CPU 往往应用受限。本文介绍的温度调节不采用PID 算法,它采用的是一种所谓的“直接比较”控制方法(称之为“DC”法),它是以一定的周期比较两个变量的大小关系(而非实际差值),来决定输出量调整方向(增加或减小或保持),而且当比较结果不等于零时, 对输出量的调整不是一次到位,而是逐次增加或减小(如固定“加1”或“减1”),从而极大地简化了控制算法。采用“DC”算法的温控处理程序流程图(一个基于8051T0 中断处理程序)如图4(b)所示,在该流程图中, T 和g T 分别为实际温度和给定温度,我们只要将T 和g T 进行简单的比较,就能够实现直流电机PWM 调速导通率δ的调整,算法如下:

　　当Tg - T > 0 g 时,将变量“cyc _ times ”加1(在还没有达到最大值时);当Tg - T < 0 g 时,将变量“cyc _ times ”减(在还没有达到最小值时);当T g- T = 0 g 时,保持变量“cyc _ times ”值不变显然, 根据上述导通率公式

:,只要变量cyc _ times 发生了变化,导通率d 必定也随之发生改变, 从而达到调速目的。

　　显而易见,上述调整方法并不是根据Tg - T 的实际差值(偏差)来计算应有的cyc _ times 调整量,而是仅仅比较两者的大小关系来决定cyc _ times 调整方向,而且每个T _ timer周期cyc _ times 调整量仅为1。由此可见,只要T T g - 有偏差, 特别是, 当偏差较大时, 往往需要经过多个T _ timer 周期之后才能消除这种偏差。

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本文关键字：技术  温度控制电路，电器控制 - 温度控制电路