柴油机数字式电子调速器控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种柴油机数字式电子调速器控制系统，包括单片机最小系统、信号输入输出模块、通讯模块和驱动模块；通讯模块、驱动模块和信号输入输出模块均与单片机最小系统连接；单片机最小系统包括单片机ADC模块和单片机逻辑处理模块，单片机ADC模块与单片机逻辑处理模块连接；信号输入输出模块包括位置传感器信号采集单元和转速脉冲信号处理单元；位置传感器信号采集单元与单片机模块连接，转速脉冲信号处理单元与单片机逻辑处理模块连接，驱动模块与单片机逻辑处理模块连接，单片机逻辑处理模块向驱动模块发送控制指令。本实用新型专利技术的柴油机数字式电子调速器控制系统，集成度高，实现了系统的高速PID控制。

【技术实现步骤摘要】
柴油机数字式电子调速器控制系统
本专利技术涉及调速器控制
，尤其涉及一种柴油机数字式电子调速器控制系统。
技术介绍
柴油机电子调速器是一种能自动对柴油机循环供油量进行调节的控制装置，它可以随着柴油机负荷的大小，调节柴油机的循环供油量，从而保证柴油机转速恒定，防止柴油机因负荷减小而超速飞车以及负荷增大而熄火停车等意外情况发生。目前柴油机上应用较多的还是传统的机械液压式调速器，机械液压式调速器由于速度的测量和放大都是通过机械元件来实现的，因此，不可避免地存在惯性滞后和摩擦阻力等缺陷，且控制方式单一，无法实现较复杂的控制算法，其调节的精度不高，一般不能满足高品质发电机组的控制要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种集成度高，能实现系统的高速PID控制的柴油机数字式电子调速器控制系统。为实现上述目的，本专利技术提供了一种柴油机数字式电子调速器控制系统，包括单片机最小系统、信号输入输出模块、电源系统模块、通讯模块和用于驱动柴油机执行机构的驱动模块；所述单片机最小系统、所述通讯模块、所述驱动模块和所述信号输入输出模块均与所述电源系统模块连接；所述通讯模块、所述驱动模块和所述信号输入输出模块均与所述单片机最小系统连接；所述单片机最小系统包括单片机电源模块、单片机ADC模块和单片机逻辑处理模块,所述单片机逻辑处理模块和单片机ADC模块均与所述单片机电源模块连接；所述单片机电源模块与所述电源系统模块连接；所述单片机ADC模块与所述单片机逻辑处理模块连接；所述信号输入输出模块包括位置传感器信号采集单元和转速脉冲信号处理单元；所述位置传感器信号采集单元与单片机模块连接，所述转速脉冲信号处理单元与单片机逻辑处理模块连接，所述驱动模块与所述单片机逻辑处理模块连接，所述单片机逻辑处理模块向驱动模块发送控制指令。进一步，所述位置传感器信号采集单元包括第一电阻、第二电阻和型滤波电路；所述型滤波电路包括第三电阻、第一电容和第二电容，所述第一电容的输入端与第三电阻的输入端连接，所述第二电容的输入端与第三电阻的输出端连接，所述第一电容的输出端和第二电容的输出端均接地；所述第一电阻的输出端和第二电阻的输入端均与第三电阻的输入端连接，所述第二电阻的输出端接地，所述第一电阻的输入端为位置信号输入端，所述第三电阻的输出端与所述单片机模块连接。进一步，所述转速脉冲信号处理单元包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第三电容、第一电感、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容和转速处理芯片；所述转速处理芯片的跳闸电平引脚与第五电阻的输入端连接，第五电阻的输出端接地；所述第六电阻的输出端与转速处理芯片的第一输入引脚连接，所述第六电阻的输入端为第一转速脉冲信号输入端，所述第八电阻的输出端与转速处理芯片的第二输入引脚连接，所述第八电阻的输入端为第二转速脉冲信号输入端，所述第六电容的输入端与第八电阻的输出端连接，所述第六电容的输出端接地；所述第七电容的输入端与第六电阻的输出端连接，第七电容的输出端接地；所述第七电阻的输入端与转速处理芯片的第一输出引脚连接，所述第七电阻的输出端与单片机逻辑处理模块连接，所述第四电阻的输入端与第七电阻的输出端连接，第四电阻的输出端接地，所述第四电容的输入端与第七电阻的输出端连接，所述第四电容的输出端接地；所述第九电阻的输入端与转速处理芯片的第二输出引脚连接，所述第九电阻的输出端与单片机逻辑处理模块连接，所述第十电阻的输入端与第九电阻的输出端连接，第十电阻的输出端接地；所述第五电容的输入端与第九电阻的输出端连接，第五电容的输出端接地；第一电感的输出端与转速处理芯片的电源正极输入端连接，第一电感的输入端与电源系统模块连接，所述第三电容的输入端与第一电感的输出端连接，所述第三电容的输出端接地，转速处理芯片的诊断开关引脚与第十一电阻的输入端连接，第十一电阻的输出端接地。进一步，所述驱动模块包括电机驱动单元，所述电机驱动单元与单片机逻辑处理模块连接；所述电机驱动单元包括第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第一电机半桥驱动芯片和第二电机半桥驱动芯片；所述第十六电阻的一端与第一电机半桥驱动芯片的转换速率引脚连接，另一端接地；所述第十七电阻的一端与第一电机半桥驱动芯片的电流取样诊断引脚连接，另一端接地；所述第一电机半桥驱动芯片的两个功率输出引脚和第三续流二极管的输出端均连接至第一续流二极管的输入端，所述第一续流二极管的输出端和第二续流二极管的输出端均与电源系统模块连接；所述第二电机半桥驱动芯片的两个功率输出引脚和第四续流二极管的输出端均与第二续流二极管的输入端连接，所述第四续流二极管的输入端与所述第三续流二极管的输入端连接，第一电机半桥驱动芯片的接地端与第二电机半桥驱动芯片接地端连接，所述第四续流二极管的输入端与所述第三续流二极管的输入端之间的连接节点与第一电机半桥驱动芯片的接地端与第二电机半桥驱动芯片接地端之间的连接节点连接；所述第十九电阻的一端与第二电机半桥驱动芯片的转换速率引脚连接，另一端接地；所述第十八电阻的一端与第二电机半桥驱动芯片的电流取样诊断引脚连接，另一端接地。进一步，所述驱动模块还包括电平隔离转换单元,所述电机驱动单元通过电平隔离转换单元与单片机逻辑处理模块连接；所述电平隔离转换单元包括电平隔离转换芯片、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第十五电阻；所述第十二电阻的一端与所述电平隔离转换芯片的第一输入端连接，另一端接地；所述第十三电阻的一端与所述电平隔离转换芯片的第二输入端连接，另一端接地；所述第十四电阻的一端与所述电平隔离转换芯片的第三输入端连接，另一端接地；所述第十五电阻的一端与所述电平隔离转换芯片的第四输入端连接，另一端接地；所述电平隔离转换芯片的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端均与单片机逻辑处理模块连接；所述电平隔离转换芯片的第一输出端Y与第二电机半桥驱动芯片的输入引脚连接，所述电平隔离转换芯片的第二输出端Y与第二电机半桥驱动芯片的抑制引脚连接；所述电平隔离转换芯片的第三输出端Y与第一电机半桥驱动芯片的输入引脚连接，所述电平隔离转换芯片的第四输出端Y与第一电机半桥驱动芯片的抑制引脚连接。进一步，所述驱动模块还包括电机驱动电流采集单元，所述电机驱动电流采集单元包括采样放大芯片、采样电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第八电容和第九电容；所述采样放大芯片的功率输出引脚通过第二十电阻与单片机模块连接；所述采样放大芯片的同向端通过第二十一电阻与第一电机半桥驱动芯片的接地端和第二电机半桥驱动芯片接地端之间的连接节点连接；所述采样放大芯片的反向端依次通过第二十二电阻和采样电阻与第一电机半桥驱动芯片的接地端和第二电机半桥驱动芯片接地端之间的连接节点连接；所述第二十二电阻和采样电阻之间的连接节点接地，所述第八电容的两端分别与所述采样放大芯片的同向端和反同端连接，所述采样放大芯片的电源输入端与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柴油机数字式电子调速器控制系统，其特征是：包括单片机最小系统(1)、信号输入输出模块(4)、电源系统模块(2)、通讯模块和用于驱动柴油机执行机构的驱动模块(3)；所述单片机最小系统(1)、所述通讯模块、所述驱动模块(3)和所述信号输入输出模块(4)均与所述电源系统模块(2)连接；所述通讯模块、所述驱动模块(3)和所述信号输入输出模块(4)均与所述单片机最小系统(1)连接；其特征是：/n所述单片机最小系统(1)包括单片机电源模块(12)、单片机ADC模块(16)和单片机逻辑处理模块(15)；所述单片机逻辑处理模块(15)和单片机ADC模块(16)均与所述单片机电源模块(12)连接；所述单片机电源模块(12)与所述电源系统模块(2)连接；所述单片机ADC模块(16)与所述单片机逻辑处理模块(15)连接；/n所述信号输入输出模块(4)包括位置传感器信号采集单元(42)和转速脉冲信号处理单元(43)；所述位置传感器信号采集单元(42)与单片机ADC模块(16)连接，所述转速脉冲信号处理单元(43)与单片机逻辑处理模块(15)连接，所述驱动模块(3)与所述单片机逻辑处理模块(15)连接，所述单片机逻辑处理模块(15)向驱动模块(3)发送控制指令。/n...

【技术特征摘要】
1.一种柴油机数字式电子调速器控制系统，其特征是：包括单片机最小系统(1)、信号输入输出模块(4)、电源系统模块(2)、通讯模块和用于驱动柴油机执行机构的驱动模块(3)；所述单片机最小系统(1)、所述通讯模块、所述驱动模块(3)和所述信号输入输出模块(4)均与所述电源系统模块(2)连接；所述通讯模块、所述驱动模块(3)和所述信号输入输出模块(4)均与所述单片机最小系统(1)连接；其特征是：
所述单片机最小系统(1)包括单片机电源模块(12)、单片机ADC模块(16)和单片机逻辑处理模块(15)；所述单片机逻辑处理模块(15)和单片机ADC模块(16)均与所述单片机电源模块(12)连接；所述单片机电源模块(12)与所述电源系统模块(2)连接；所述单片机ADC模块(16)与所述单片机逻辑处理模块(15)连接；
所述信号输入输出模块(4)包括位置传感器信号采集单元(42)和转速脉冲信号处理单元(43)；所述位置传感器信号采集单元(42)与单片机ADC模块(16)连接，所述转速脉冲信号处理单元(43)与单片机逻辑处理模块(15)连接，所述驱动模块(3)与所述单片机逻辑处理模块(15)连接，所述单片机逻辑处理模块(15)向驱动模块(3)发送控制指令。


2.根据权利要求1所述的柴油机数字式电子调速器控制系统，其特征是：所述位置传感器信号采集单元(42)包括第一电阻(R429)、第二电阻(R434)和π型滤波电路(421)；所述π型滤波电路(421)包括第三电阻(R432)、第一电容(C415)和第二电容(C416)，所述第一电容(C415)的输入端与第三电阻(R432)的输入端连接，所述第二电容(C416)的输入端与第三电阻(R432)的输出端连接，所述第一电容(C415)的输出端和第二电容(C416)的输出端均接地；所述第一电阻(R429)的输出端和第二电阻(R434)的输入端均与第三电阻(R432)的输入端连接，所述第二电阻(R434)的输出端接地，所述第一电阻(R429)的输入端为位置信号输入端，所述第三电阻(R432)的输出端与所述单片机ADC模块(16)连接。


3.根据权利要求1所述的柴油机数字式电子调速器控制系统，其特征是：所述转速脉冲信号处理单元(43)包括第四电阻(R475)、第五电阻(R476)、第六电阻(R477)、第七电阻(R478)、第八电阻(R479)、第九电阻(R480)、第十电阻(R481)、第十一电阻(R483)、第三电容(C424)、第一电感(L406)、第四电容(C425)、第五电容(C426)、第六电容(C427)、第七电容(C428)和转速处理芯片(U415)；
所述转速处理芯片(U415)的跳闸电平引脚(INadj)与第五电阻(R476)的输入端连接，第五电阻(R476)的输出端接地；所述第六电阻(R477)的输出端与转速处理芯片(U415)的第一输入引脚(IN1)连接，所述第六电阻(R477)的输入端为第一转速脉冲信号输入端(VR1)，所述第八电阻(R479)的输出端与转速处理芯片(U415)的第二输入引脚(IN2)连接，所述第八电阻(R479)的输入端为第二转速脉冲信号输入端(VR2)，所述第六电容(C427)的输入端与第八电阻(R479)的输出端连接，所述第六电容(C427)的输出端接地；所述第七电容(C428)的输入端与第六电阻(R477)的输出端连接，第七电容(C428)的输出端接地；
所述第七电阻(R478)的输入端与转速处理芯片(U415)的第一输出引脚(OUT1)连接，所述第七电阻(R478)的输出端与单片机逻辑处理模块(15)连接，所述第四电阻(R475)的输入端与第七电阻(R478)的输出端连接，第四电阻(R475)的输出端接地，所述第四电容(C425)的输入端与第七电阻(R478)的输出端连接，所述第四电容(C425)的输出端接地；所述第九电阻(R480)的输入端与转速处理芯片(U415)的第二输出引脚(OUT2)连接，所述第九电阻(R480)的输出端与单片机逻辑处理模块(15)连接，所述第十电阻(R481)的输入端与第九电阻(R480)的输出端连接，第十电阻(R481)的输出端接地；所述第五电容(C426)的输入端与第九电阻(R480)的输出端连接，第五电容(C426)的输出端接地；
第一电感(L406)的输出端与转速处理芯片(U415)的电源正极输入端(VCC)连接，第一电感(L406)的输入端与电源系统模块(2)连接，所述第三电容(C424)的输入端与第一电感(L406)的输出端连接，所述第三电容(C424)的输出端接地，转速处理芯片(U415)的诊断开关引脚(diag)与第十一电阻(R483)的输入端连接，第十一电阻(R483)的输出端接地。


4.根据权利要求1所述的柴油机数字式电子调速器控制系统，其特征是：所述驱动模块(3)包括电机驱动单元(32)，所述电机驱动单元(32)与单片机逻辑处理模块(15)连接；所述电机驱动单元(32)包括第十六电阻(R523)、第十七电阻(R524)、第十八电阻(R525)、第十九电阻(R526)、第一续流二极管(DS501)、第二续流二极管(DS502)、第三续流二极管(DS503)、第四续流二极管(DS504)、第一电机半桥驱动芯片(Q501)和第二电机半桥驱动芯片(Q502)；
所述第十六电阻(R523)的一端与第一电机半桥驱动芯片(Q501)的转换速率引脚连接，另一端接地；所述第十七电阻(R524)的一端与第一电机半桥驱动芯片(Q501)的电流取样诊断引脚连接，另一端接地；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹钰，桑印，惠小亮，周琴，杨雪莲，雷友军，冯旭，
申请(专利权)人：重庆红江机械有限责任公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50