【摘要】本文设计利用MATLAB7.0软件中的Simulink仿真软件包及SimPowerSystems电力系统模型库,对可调开关电源进行了仿真研究,并对不同控制策略时的电源性能进行对比分析,并通过仿真波形分析调整控制器参数,选择控制功能优良的智能控制可调开关电源。
【关键词】开关电源;模糊控制;仿真
1仿真电路
1.1SG3525仿真电源模型SG3525是开关电源常用的控制芯片,其性能优良、功能齐全、通用性强,简单可靠、使用方便灵活,输出驱动为推拉输出形式,增加了驱动能力;内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器,有过流保护功能,频率可调,同时能限制最大占空比。个人认为SG3525的反馈输入是有误差放大器的,所以应该再加上误差放大器ke,根据其数据手册误差放大器的开环增益典型值为75dB,由知。脉冲发生器PG2以及相关逻辑电路是为了将前面产生的一路PWM波分成两路,来实现对桥路的双极性控制。所以脉冲发生器PG2的频率即是本设计电源工作频率50kHz,而脉冲发生器PG1的频率是PG2的两倍即100kHz。而后面使用的Mux是为了让两路PWM波合成,已满足UniversalBridge模型的输入要求,SG3525仿真电源模型如图1所示。摘要:详细介绍了砌块成型机上应用的一种新型振动系统的无极调速、自动变频变幅智能伺服控制系统。关键词:砌块机;振动系统;伺服智能控制系统;自动变频振动系统是砌块成型机的核心,传统第一代振动技术采用接触器直接控制普通电机的运转,电机转速固定不变。一般砌块成型机的生产周期为15s~20s,一个生产周期需要电机启停4次,这样的生产条件使制动装置摩擦损耗大,接触器易拉弧,电机使用寿命降低,设备维修成本增加,且还不能很好地适应多种原材料制品的成型生产。第二代振动技术采用变频器控制,虽能解决多级调速问题,但变频器高低速频繁转换及启停,频繁的加减速使变频器容易产生炸机,因而需要延长变频器加减速时间来降低产生故障的可能,导致设备生产周期变长,影响了生产效率和出现较多的能量消耗。以上两种振动形式在同样的转速下,要改变振动系统激振力的大小,只能通过手工增减偏心振动块的偏心质量来完成,费时费力极不方便。在目前砌块机市场新常态下,如何创新,如何提高国内砌块机的竞争力,一种振动系统的无极调速、自动变频变幅智能伺服控制系统由此而生。1伺服振动系统原理4台ABCD伺服电机各在其电机轴上通过机械装置转换联接ABCD偏心振动块,每两台为一组,组成振动台,如图1所示。为了叙述方便,ABCD可视为伺服控制器或电机或偏心振动块。四台ABCD伺服控制器通过编码器等线路相对应的联接四台ABCD伺服电机,给ABCD伺服4台控制器建立一个闭环通讯网络,图中C为速度主机,B为速度从机,D为角度主机,A为角度从机。速度主机C的速度数值(如4000r/min)由计算机或触摸屏输入,经上位机与PLC的通讯传输到PLC内部地址,PLC再与伺服控制器C建立通讯,C号电机轴上的编码器信号,通过该控制器的“编码器信号输出口”给定B号电机的控制器的“外部轴编码器信号的接收口”。B号控制器进入跟从同步模式,实时与C号保持完全一致。伺服控制器C将得到的速度数值(如4000r/min)告诉B和D,D再转告A;同理,角度主机D和A的相位角数值也建立起来了。控制器通讯响应快读取相应的数值,其输出频率和电机的反馈频率一致,误差在0.01Hz以内,保证了控制器对电机在速度模式控制下的精确性,简化接线及示意图见图2。
2找机械原点
由于偏心振动块与机械存在摩擦,偏心振动块在自由状态下不能保持都在同一个位置,为了使振动系统完成准确的角度变化,电机的编码器传给控制器的信号,控制器通过编码器Z轴脉冲来确定电机的原点位置,并储存记忆。每次断电再上电时,控制器会采集新的原点位置,并与记忆原点位置比较,如有误差,控制器通过内部程序(自主开发设计程序,通过伺服控制操作面板插口写入)校正至记忆位置,四台电机之间,每次停在原点后,偏心振动块相对位置完全一致,保证了偏心振动块在初始状态下的角度的一致性。原点位置确定后,AD电机带动AD偏心振动块沿O轴(图3)方向旋转,旋转(图4)位置停止,电机惯量锁紧偏心振动块。3巡航速度4台ABCD伺服电机带动相对应的偏心振动块,按(图4)方向旋转,我们定义此时A和B,C和D的相位角夹角为180°,就宛如波峰遇到波谷一样,电机虽然高速运转但振动力相互抵消,振幅、振动力为0,振动台无振动现象。4变速控制通过上位机对电机转速的控制,完成振动系统的启动、加速、减速、停止等工艺动作,使振动系统既能保持低速巡航,又能很快达到高速状态,满足了各种原材料制品的速度需求。也可直接恒速或高速运转,制砖周期省略电机加减速环节,提高生产效率。5变角控制当上位机给定D角度变化值,A也随之变化,ABCD沿O轴(图5)方向旋转,因为A和B,C和D存在相位角度差,振动台开始上下跳动。假如我们定义(图2)A和B,C和D位置为0°,那么A和B,C和D的角度值能在0°~180°区间变化,当两组偏心振动块的夹角为0°,振动力叠加,此刻振动力为最大状态,伺服控制器通过内部计算(程序自主开发设计)来调节偏心振动块对应的角度差,并且能在运动状态下通过偏心振动块之间的角度变化来控制振动台的振幅大小、振动强弱。6砌块机振动系统伺服智能控制操作过程a.在计算机或触摸屏设置【巡航速度】【喂料速度】【压制速度】【喂料振幅】【压制振幅】参数,在控制面板或触摸屏上触摸【电机启动】钮,电机进入启动等待状态,这时再触摸【找机械原点】钮:电机开始找原点。b.PLC程序控制伺服控制器I/O点,砌块机按控制工艺执行顺序控制,伺服控制器程序按【巡航速度】【喂料速度】【压制速度】【喂料振幅】【压制振幅】参数进行变化运行。7小结伺服智能控制砌块机振动系统的特点:人机界面友好,通讯应答能力强,只需触摸改变参数,便能做到智能调速调幅,电机与电机之间高速完全同步,无级变换。偏心振动块在0°~180°调整时间瞬间完成,激振力的大小随之变化。
作者:谢建兵 段军平 吴宝纲 单位:西安东方福星机械有限公司