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如何控制磁力攪拌器的轉(zhuǎn)速？
閱讀：2214 發(fā)布時間：2019-12-6
土壤養(yǎng)分分析對磁力攪拌器提出了較高的要求。比如,磁棒轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度高,且連續(xù)可調(diào);液體溫度穩(wěn)定度高,且連續(xù)可調(diào);定時準(zhǔn)確,且連續(xù)可調(diào)等。
為了穩(wěn)定磁棒轉(zhuǎn)速,采用霍爾接近開關(guān)直接檢測磁棒轉(zhuǎn)速,每轉(zhuǎn)一圈,接近開關(guān)產(chǎn)生一個脈沖信號,單片機(jī)將磁棒實際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較,通過軟件PID控制,終使磁棒轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在設(shè)定值。磁棒轉(zhuǎn)速控制的特點:
(1)由于慣性和液體阻力的原因,如電機(jī)啟動轉(zhuǎn)速太快,磁棒將跟不上電機(jī)旋轉(zhuǎn),出現(xiàn)啟動失敗。
(2)由于磁極間的引力,使磁棒與三角瓶之間的靜摩擦較大,克服靜摩擦而起轉(zhuǎn)后,轉(zhuǎn)速突然上升,可能產(chǎn)生超調(diào)。
(3)若磁棒受阻而減速(比如與瓶體碰撞),一旦滯后大于180度,就會丟失一個脈沖,造成檢測錯誤。
根據(jù)上述特點,采用積分分離PID算法,并加入數(shù)字濾波及轉(zhuǎn)速緩升控制,PID算式如下:
設(shè)給定轉(zhuǎn)速為Ng,則給定的旋轉(zhuǎn)周期為:Tg=60000/Ng(ms);設(shè)第K圈的周期為Tk,則第k次誤差為:Ek=Tg-Tk(ms)。Ek-1為第K-1次誤差,kp為比例系數(shù),ki為積分系數(shù),Vk為第K次電壓增量。
磁力攪拌器剛啟動時,誤差較大(Ek>Δ),為防止啟動轉(zhuǎn)速太快造成啟動失敗,此時取積分系數(shù)ki=0(積分分離),而采用轉(zhuǎn)速緩升控制,使磁棒轉(zhuǎn)速逐步升高。當(dāng)磁棒轉(zhuǎn)速接近給定值(Ek<Δ),加入積分作用,以保證穩(wěn)態(tài)精度。由于每轉(zhuǎn)一圈采一次樣,調(diào)整一次,因此調(diào)整過程很快,轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性和動態(tài)性能都很好。