本文介绍了一种新型的交流电机电磁调速系统，由STM32微控制器和集成的RT-Thread操作系统，以及相应的软件组成。
度控制系统的工作原理，设备中的供电系统，传感器系统，主控制系统，通信系统和PID算法程序中的软件和控制系统。入了RT-Thread操作。STM32;交流电机;电磁调速; RT-Thread简介电磁调速电机是一种变速往复交流交流电机。已经存在了40年。于其结构简单，运行可靠，价格低，速度范围宽，启动转矩大，速度设定平稳，已广泛应用于生产实践中。年来，随着电子技术的发展，新的控制系统已被用于改变速度控制的性能，为电磁调速技术赋予了新的活力。本文中，基于STM32微控制器的电磁电机速度控制系统被设计用于电磁速度控制。STM32微控制器STM32微控制器采用ARM Cortex-M3内核，结合了高性能，低功耗和低成本，同时提供从微控制器到微控制器的卓越实时响应。辑处理能力和卓越的控制性能要求。于哈佛架构，32位RISC使用Thumb2指令集提供16位和32位指令。纯32位代码相比，该指令集可以显着提高代码密度，同时保留原始ARM7指令集的大部分优势（以及优化的乘法和累加运算）。材料分割说明）[1]。确保低功耗，STM32的中心电压为1.8V，外设电压为3.3V，可选择休眠模式和休眠模式。STM32微控制器的外围控制非常丰富：FLASH高达256 KB，RAM高达20 KB，80个快速I / O端口，16位16位A / D转换器，7个定时器（包括PSTN） ），3个智能卡接口（与UART复用），2个SPI接口，2个I2C接口，USB 2.0接口，UART支持IAP，智能卡读卡器[2]。STMicroelectronics为STM32用户提供免费版本2.0引擎控制软件库。户可以在Keil和IAR工具制造商的STM32设计环境中执行C语言编程。系统的工作原理基于STM32微控制器的交流电机电磁调速系统的原理图。1控制系统图电磁调速异步电动机由三部分组成：普通鼠笼式异步电动机，电磁滑动离合器和电气控制装置。步电动机用作主电动机，并且当其旋转时，离合器电枢一起旋转，并且电控制器是提供滑动线圈励磁线圈的激励电流的装置。磁滑动离合器包括三个部分：电枢，磁极和励磁线圈。架是连接到异步鼠笼式电动机的旋转轴的铸钢圆柱形结构，并且被称为有源部件。极形成为爪形结构并安装在称为从动部分的负载轴上。源部分和被驱动部分没有机械连接。励磁线圈通过电流时，产生磁场，并且爪形结构形成多对磁极。这一点上，如果与鼠笼异步电机拉动并旋转框架，它减少的磁场来生成感应电动势E = BLR（ω1-ω2）（1），其中，B是磁感应强度和L，电枢的有效长度，R对于电枢的有效半径，1是主电机的速度，ω2是电极的速度。动势导致在电枢涡流假设每个磁极的等效阻抗是ZP，涡电流是I = E / BLR ZP =（1-ω2）/ ZP（2）电流福柯和旋转磁极的磁通量相互作用产生电能。P是电枢极的对数：在本电动力，在帧FR = M = BILR B2L2R2P =（P1-ω2）的切线的方向上产生的电磁力矩/ ZP（3）。极转向与电枢相同的方向。极的转速是电磁调速电动机的输出转速，其幅度取决于磁极的电磁转矩值，即励磁电流[3] ]。为电气控制器的CPU，STM32微控制器通过轴角编码器获得滑动离合器磁极的转速。ID运行后，控制电流通过在N / A输出，然后控制电路控制滑动离合器的驱动线圈的DC电流。流在一定负载下，激励电流的强度决定了输出速度的大小。磁电流越高，速度越高，励磁电流越小，转速越低。过改变励磁线圈的电流，可以改变输出速度[4]。统软硬件设计硬件设计硬件由四部分组成：电源系统，传感器系统，主控系统和通信系统，如图2所示。2图功能控制系统。STM32的中心电压是3.3V。们减少的24 V通过恒定电源WRFD24S05-3W由5V的外部开关电源供给的电机驱动力，然后去3， 3 V通过线性稳压器AS1117-3.3。制系统的力量。
力系统的原理如图3所示。3电力系统示意图。源的工作电压为 5 VDC。相脉冲线A和B用于评估电机的运动状态，Z相用于零脉冲，用于计算电机速度。控制系统。控制系统包括控制回路和开关的输入和输出。关输入是交流电机的启动信号，信号是常开触点。信号闭合时，CPU发出启动开关信号以启动电动机。
一个开关是电动机温度开关信号。于常闭触点，当电机温度超过155°C时，开关打开。防止输出干扰输入信号，必须在开关的输入端子上安装光电耦合器。（参见图4中的框图）。样，光输出也必须通过光耦合器和控制电路驱动继电器输出。讯系统。大的通信能力是该系统的优势之一。通信系统部分，我们设计了专用通信印刷电路板，CPU使用STM32系列STM32F103VCT6。讯卡包括5个串口和1个以太网接口，5个串口，其中一个是用于串口调试电路的RS232，一个MODBUS主站用于控制屏，一个MODBUS从站用于遥控器，单通道CAN总线和一个到另一个。RS485免费端口。件设计软件部分在Keil uVision4环境中用C语言编写，以完成相应的硬件功能。
制系统软件的框图如图5所示。序分为两部分：应用程序和操作系统，恒温阀芯包括信号采集任务程序，PID算法程序，通信程序和外部中断服务程序，操作驱动程序和RT-Thread操作系统。下是几个主要程序的简要说明：PID算法程序。PID算法的程序是系统的关键点，也是一个难点：系统应该能够快速地遵循答案，而且具有小的超调和良好的稳定性。序计算速度的实际值，速度参考值和电机励磁电流，计算出的数据通过D / A转换器发送到励磁线圈，然后由控制电路控制。变电机的速度。控制算法使用速度反馈和闭环PID反馈。PID算法程序的流程图如图6所示。行可选配置[5]。STM32上的RT-Thread操作系统端口基于RealView MDK开发环境。认设置包括：线程优先级支持（优先级32），内核对象支持指定（ 4个字符），操作系统的时间单位（10）。
秒），支持连接功能，支持信号量，互斥锁，事件支持，邮箱，消息队列，内存池支持和分配器支持RT-Thread提供的动态内存。我们将RT-Thread微控制器插入STM32时，我们主要在相关的源文件上修改它，例如上下文切换，中断处理和堆栈初始化。论基于STM32微控制器的交流电机电磁调速系统可以完美满足交流电机控制要求。还具有强大的数据通信和计算能力，适用于集成无人工作台系统。
PID控制是在速度反馈和电流反馈的基础上进行的，使系统控制流畅，高效。系统完全可以满足交流电机的控制需求。作简单，可靠，速度控制性能好，成本低，使其在交流电机调速系统中得到更广泛的应用。
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