基于Ｃ８０５１Ｆ的磁流變控制器設(shè)計(jì)

摘要：本文提出了一種基于C8051F310 MCU的磁流變阻尼器控制器設(shè)計(jì)方法。并給出了控制器的總體結(jié)構(gòu)、接口電路與軟件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出樣機(jī)在實(shí)際使用過(guò)程中效果較好。

關(guān)鍵詞：PWM控制；磁流變阻尼器

前言

磁流變阻尼器(MRFD)的阻尼力調(diào)節(jié)主要依靠調(diào)節(jié)其內(nèi)部勵(lì)磁線圈電流的方式實(shí)現(xiàn)，一般通過(guò)控制器將外界控制端發(fā)出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ǖ妮敵鲭妷?由線圈電阻大小決定)、電流(由線圈線徑?jīng)Q定)輸入勵(lì)磁線圈。在工程控制過(guò)程中，磁流變阻尼器控制器的實(shí)時(shí)精確調(diào)節(jié)對(duì)阻尼器性能的影響很大。從設(shè)計(jì)原理來(lái)講，MRFD控制器主要分成電壓源控制器和電流源控制器兩種。根據(jù)⁽¹⁾對(duì)勵(lì)磁線圈的等效電路圖分析可知電流源響應(yīng)速度快于電壓源。因此MRFD控制器的設(shè)計(jì)幾乎都采用電流源控制方式。

MRFD控制器的性能指標(biāo)有：磁流變阻尼器的控制電流與阻尼力的線性關(guān)系，要求控制電流連續(xù)可調(diào)并具有較高的線性度和較小的相對(duì)誤差；振動(dòng)控制的實(shí)時(shí)性要求控制器響應(yīng)速度要快；用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控時(shí)需要友好的人機(jī)界面、和外部測(cè)控系統(tǒng)的無(wú)縫連接；用于獨(dú)立控制時(shí)能夠提供各種內(nèi)置的控制算法等。

本文給出了一種基于C8051F310 MCU的磁流變阻尼器控制器的設(shè)計(jì)方法。

控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

磁流變控制系統(tǒng)硬件總體框圖如圖1所示。磁流變控制系統(tǒng)主要由8051F310處理器、執(zhí)行模塊、手動(dòng)輸入輸出模塊、外部控制系統(tǒng)接口模塊等部分組成。各部分功能如下：

8051F310處理器：利用A/D采樣各項(xiàng)參數(shù)，接受內(nèi)外部發(fā)出的控制命令，并通過(guò)PWM轉(zhuǎn)換輸出到執(zhí)行系統(tǒng)。……