CN105185494B - 一种组合式微机变阻器的电阻调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种组合式微机变阻器的电阻调节方法,所述方法包括以下步骤：确定大变阻器控制器、中变阻器控制器、精变阻器控制器的控制目标值；S2、将所述步骤S1得到的目标电阻值，分别下发给大变阻器控制器、中变阻器控制器、精变阻器控制器，作为这三个控制器的控制目标值；调节大变阻器、中变阻器、精变阻器的阻值。本发明的方法所依赖的变阻器由三个量程衔接的变阻器组合构成大量程变阻器，该变阻器量程大，分辨率却可以很高；在设定滑动变阻器的阻值时，本变阻器可以通过在微机上设定该变阻器的阻值，并将得到的目标阻值传送给各个变阻器，进行自动调节控制，有效提高了变阻器的调节效率、降低了变阻器调节的危险性。
Description
技术领域
本发明涉及变阻器调节技术领域，更具体涉及一种组合式微机变阻器的电阻调节方法。
背景技术
滑动变阻器是电学中常用器件之一，它的工作原理是通过改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻的，从而逐渐改变电路中的电流大小。滑动变阻器的电阻丝一般是熔点高，电阻大的镍铬合金，金属杆一般是电阻小的金属，所以电阻丝越长，电阻越大，电阻丝越短，电阻越小。滑动变阻器给各种实验室、调试现场的工作带来了极大地便利。
目前使用的滑动变阻器一般是单筒的或者双筒的。一般而言，大量程的变阻器由于其磁桶上的单圈阻值决定了变阻器的分辨率。即如果一个变阻器由500圈单圈为1欧姆的电阻丝做成，那么该变阻器的分辨率一般就是1欧姆，总量程是500欧姆。如果需要0.5、1.5、1.8等非分辨率整数倍的阻值时，该变阻器则显得无能为力。常见的变阻器的最大量程越大，分辨能力就越小。同时，由于在实验室或者电气调试现场的走线等均为临时装置，常见的滑动式变阻器需要反复用手来调节，外露部分也比较多存在操作风险，这些问题都这给变阻器的使用带来不便。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何实现大量程、高分辨率的变阻器的自动控制和调节变阻器的阻值。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种组合式微机变阻器的电阻调节方法，所述方法包括以下步骤：
S1.确定大变阻器控制器、中变阻器控制器、精变阻器控制器的控制目标值，分4种情况，分别为：
(1)Rm＜Rj的情况，大变阻器控制器9、中变阻器控制器、精变阻器控制器的控制目标值，分配结果为：粗滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmc为零、中滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmz为零、精滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmj为Rm的值，其中，Rm为设定的变阻器阻值，Rj为精滑动变阻丝绕组最大阻值；
(2)Rj≤Rm＜Rz+Rj/2的情况，大变阻器控制器、中变阻器控制器、精变阻器控制器的控制目标值，分配结果为：粗滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmc为零，中滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmz的计算按照式、精滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmjj按照式(2)进行计算：
Rmz＝Rm-Rj/2 (1)
Rmj＝Rj/2 (2)
其中，Rz为中滑动变阻丝绕组最大阻值；
(3)Rz+Rj/2≤Rm＜Rc/2+Rz/2+Rj/2的情况，大变阻器控制器、中变阻器控制器、精变阻器控制器的控制目标值，计算过程分别按照式(3)、式(4)、式(5)进行，
Rmc＝Rm-Rz/2-Rj/2 (3)
Rmz＝Rz/2 (4)
Rmj＝Rj/2 (5)
其中，Rc为粗滑动变阻丝绕组最大阻值；
(4)Rc/2+Rz/2+Rj/2≤Rm＜Rc+Rz+Rj的情况，大变阻器控制器、中变阻器控制器、精变阻器控制器的控制目标值，计算过程按照如下迭代过程进行计算，
第一轮对大变阻器控制器的目标值进行迭代求解：
第一次判断下式是否成立，
其中，a＝0，b＝0，c＝0；
如果式(6)成立，则停止迭代，将a＝0；
如果式(6)不成立，则将a＝1，b＝0，c＝0代入到式(6)中，第二次判断式(6)是否成立，
如果式(6)成立，则停止迭代，将a＝1；
如果式(6)不成立，则将a＝2，b＝0，c＝0代入到式(6)中，第三次判断式(6)是否成立，
如果式(6)成立，则停止迭代，将a＝2；
如果式(6)不成立，则a≥3时，将a＝3，b＝0，c＝0代入到式(6)中，一直如此迭代，直到a＝x时满足式(6)所要求的条件，确定a的数值为x，停止迭代；确定粗滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmc如式(7)
如果一直迭代至a大于Rc/Rjc，式(6)仍然不能成立则取Rmc＝Rc其中Rjc为粗滑动变阻丝绕组的阻值分辨率；
第二轮对中变阻器控制器的目标值进行迭代求解：
第一次判断下式是否成立，
其中，b＝0，c＝0，
如果式(8)成立，则停止迭代，将b＝0；
如果式(8)不成立，则将b＝1，c＝0代入到式(8)中，第二次判断式(8)是否成立，
如果式(8)成立，则停止迭代，将b＝1；
如果式(8)不成立，则将b＝2，c＝0代入到式(8)中，第三次判断式(8)是否成立，
如果式(8)成立，则停止迭代，将b＝2；
如果式(8)不成立，则b≥3时，将b＝3，c＝0代入到式(8)中，一直如此迭代，直到b＝y时满足式(8)所要求的条件，确定b的数值为y，确定中滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmz为式(9)，
如果一直迭代至b大于Rz/Rjz，式(8)仍然不能成立则取Rmz＝Rz，其中，Rjz为中滑动变阻丝绕组的阻值分辨率；
第三轮对精变阻器控制器的目标值用式(10)进行直接求解，
Rmj＝|Rm-Rmz-Rmc| (10)
确定精滑动变阻丝绕组(60)的目标电阻数值Rmj；
S2、将所述步骤S1得到的粗滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmc、中滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmz、精滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmj，分别下发给大变阻器控制器、中变阻器控制器、精变阻器控制器，作为这三个控制器的控制目标值；
S3、调节大变阻器阻值；
大变阻器控制器通过驱动大步进电机经大联轴器带动大传动丝杠旋转，使得大传动螺母、大传动杆、大滑动座沿着大滑杆滑动；同时，大变阻器控制器向大正极电流检测线、大负极电流检测线施加一定的电压Vcs，检测流过大负极电流检测线的电流Ics，计算出粗滑动变阻丝绕组的实际阻值Rcs，计算式为式(11)
Rcs＝Vcs/Ics (11)
其中，Vcs为大变阻器控制器输出的电压，Ics为大变阻器控制器检测到的粗滑动变阻丝绕组中的电流；
调整大滑动座的位置，直到Rcs的数值与Rmc的差值小于或等于Rjc；
S4、调节中变阻器阻值；
中变阻器控制器通过驱动中步进电机经中联轴器带动中传动丝杠旋转，使得中传动螺母、中传动杆、中滑动座沿着中滑杆滑动；同时，中变阻器控制器向中正极电流检测线、中负极电流检测线施加一定的电压Vzs，检测流过中负极电流检测线的电流Izs，计算出中滑动变阻丝绕组的阻值Rzs，计算式为式(12)
Rzs＝Vzs/Izs (12)
其中，Vzs为中变阻器控制器输出的电压；Izs为中变阻器控制器检测到的中滑动变阻丝绕组中的电流；Rzs为中变阻丝绕组的实际阻值；
调整中滑动座(38)的位置，直到满足式(13)以及式(14)，
Rjj＜|Rzs+Rcs-Rmz-Rmc| (13)
Rjz≤|Rmc-Rcs| (14)
其中，Rzs为中变阻丝绕组的实际阻值；Rcs粗滑动变阻丝绕组的实际阻值；Rmz为中滑动变阻丝绕组的目标电阻数值；Rmc为粗滑动变阻丝绕组的目标电阻数值；Rjj为精滑动变阻丝绕组的阻值分辨率；
S5、调节精变阻器阻值；
精变阻器控制器通过驱动精步进电机经精联轴器带动精传动丝杠旋转，使得精传动螺母、精传动杆、精滑动座沿着精滑杆滑动；同时，精变阻器控制器向精正极电流检测线、精负极电流检测线施加一定的电压Vjs，检测流过精负极电流检测线的电流Ijs，计算出精滑动变阻丝绕组的阻值Rjs，计算式为式(15)，
Rjs＝Vjs/Ijs (15)
其中，Vjs精变阻器控制器输出的电压；Ijs精变阻器控制器检测到的精滑动变阻丝绕组中的电流；Rjs为精滑动变阻丝绕组的实际阻值；
调整精滑动座的位置，直到Rjs+Rcs+Rzs的数值与Rm的差等于0。
优选地，所述精滑动变阻丝绕组的阻值分辨率、中滑动变阻丝绕组的阻值分辨率均由变阻器生产厂家提供，或者测量变阻丝绕组的单圈阻值。
优选地，所述大变阻器控制器、中变阻器控制器、精变阻器控制器的控制目标值均由上位微机计算得到。
(三)有益效果
本发明提供了一种组合式微机变阻器的电阻调节方法，本发明的方法所依赖的变阻器由三个量程衔接的变阻器组合构成大量程变阻器，该变阻器量程大，分辨率却可以很高；在设定滑动变阻器的阻值时，本变阻器可以通过在微机上设定该变阻器的阻值，并将得到的目标阻值传送给各个变阻器，进行自动调节控制，有效提高了变阻器的调节效率、降低了变阻器调节的危险性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种组合式微机变阻器的电阻调节方法所依赖的组合式微机变阻器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
图1为本发明的一种组合式微机变阻器的电阻调节方法所依赖的组合式微机变阻器的结构示意图，首先对组合式微机变阻器进行介绍。所述组合式微机变阻器包括装有便携式显示器2、触摸式鼠标3、设定键盘4和电源按钮5的上位微机1，连接粗控供电数据电缆6一端；粗控供电数据电缆6的另一端连接大变阻器控制器9上的粗控数据电源接头10；上位微机1连接中控供电数据电缆7的一端；中控供电数据电缆7的一端连接中变阻器控制器11上的中控数据电源接头12；上位微机1连接精控供电数据电缆8的一端；精控供电数据电缆8的另一端连接精变阻器控制器13上的精控数据电源接头14。大驱动电缆15的一端连接大变阻器控制器9，另一端连接大步进电机16。大步进电机16通过大联轴器17连接大传动丝杠18；在大传动丝杠18套着焊有大传动杆20大传动螺母19。大传动杆20另一端焊接有大滑动座21。大滑动座21装在大滑杆22上，并可以沿着大滑杆22上滑动。大滑杆22的一端固定在大左支撑座24上，另外一端固定在大右支撑座26上，大滑杆22的左端焊接有大左接线柱29，右端焊接有大右接线柱25。大滑动座21将其上的粗弹片23压紧在粗滑动变阻丝绕组27上。粗滑动变阻丝绕组27的一端连接在大接线柱28上，另一端则悬空不接线。大正极电流检测线30的一端连接大变阻器控制器9的正极输出端，另一端连接到大右接线柱28上。大负极电流检测线31的一端连接连接大变阻器控制器9的负极输出端，另一端连接到大接线柱25上。
中驱动电缆32的一端连接中变阻器控制器11，另一端连接中步进电机33。中步进电机33通过中联轴器34连接中传动丝杠35；在中传动丝杠35套着焊有中传动杆36的中传动螺母37。中传动杆36另一端焊接有中滑动座38。中滑动座38装在中滑杆39上，并可以沿着中滑杆39上滑动。中滑杆39的一端固定在中左支撑座40上，另外一端固定在中右支撑座41上。左串接连接线42的一端连接在大接线柱28上，另外一端焊接在中滑杆39的左端。中滑动座38将其上的中弹片43压紧在中滑动变阻丝绕组44上。中滑动变阻丝绕组44的一端连接在中接线柱45上，另一端则悬空不接线。中正极电流检测线46的一端连接中变阻器控制器11的正极输出端，另一端连接在中接线柱45上。中负极电流检测线47的一端连接连接中变阻器控制器11的负极输出端，另一端焊接到中滑杆39的右端。
精驱动电缆48的一端连接精变阻器控制器13，另一端连接精步进电机49。精步进电机49通过精联轴器50连接精传动丝杠51；在精传动丝杠51套着焊有精传动杆52的精传动螺母53。精传动杆52另一端焊接有精滑动座54。精滑动座54装在精滑杆55上，并可以沿着精滑杆55上滑动。精滑杆55的一端固定在精左支撑座56上，另外一端固定在精右支撑座57上。右串接连接线58的一端连接在中接线柱45上，另外一端焊接在精滑杆55的左端。精滑动座54将其上的精弹片59压紧在精滑动变阻丝绕组60上。精滑动变阻丝绕组60的一端连接在精接线柱61上，另一端则悬空不接线。精正极电流检测线62的一端连接精变阻器控制器13的正极输出端，另一端连接到精接线柱61上。精负极电流检测线64的一端连接精变阻器控制器13的负极输出端，另一端焊接到精滑杆55的右端。
外接电源插座64装在上位微机1的面板上，左外接接线柱65通过左外接电线67连接大左接线柱29，右外接接线柱66通过右外接电线68连接精接线柱61。
本组合式微机变阻器的最大阻值时粗滑动变阻丝绕组27最大阻值Rc、中滑动变阻丝绕组44最大阻值Rz与精滑动变阻丝绕组60最大阻值Rj之和，其分辨率是精滑动变阻丝绕组60的单圈阻值。
本组合式大微机变阻器组合变阻器的原则是，粗滑动变阻丝绕组27单圈阻值应大于等于中滑动变阻丝绕组44最大阻值，中滑动变阻丝绕组44单圈阻值应大于等于精滑动变阻丝绕组60的单圈阻值。由于变阻器的最大阻值是单圈阻值的100倍甚至几百倍，这种组合原则可以组合出量程和分辨率都极大的组合式微机控制变阻器。
自检时，启动本变阻器的自检功能，完成各传动部件、接触部件的连接情况。这时，左外接接线柱65，右外接接线柱66均不接外部设备和线路。给上位微机1加电，操作人员通过触摸式鼠标3、设定键盘4为上位微机1启动自检命令后，上位微机1经粗控供电数据电缆6向大变阻器控制器9下发自检命令，经中控供电数据电缆7的向中变阻器控制器11下发自检命令，经精控供电数据电缆8向精变阻器控制器13下发自检命令。大变阻器控制器9驱动大步进电机16经大联轴器17带动大传动丝杠18旋转进而使得大传动螺母19、大传动杆20、大滑动座21沿着大滑杆22滑动到最左侧；同时，通过大正极电流检测线30、大负极电流检测线31检测流过大右接线柱25、粗滑动变阻丝绕组27、大滑动座21、大滑杆22、粗弹片23的电流；大变阻器控制器9就可以测得大粗滑动变阻丝绕组27的最大阻值。然后大变阻器控制器9驱动大步进电机16经大联轴器17带动大传动丝杠18旋转进而使得大传动螺母19、大传动杆20、大滑动座21沿着大滑杆22滑动到最右侧；同时，通过大正极电流检测线30、大负极电流检测线31检测流过大右接线柱25、粗滑动变阻丝绕组27、大滑动座21、大滑杆22、粗弹片23的电流；大变阻器控制器9就可以测得大粗滑动变阻丝绕组27的最小阻值。通过测得的电阻值与上位微机1中存储的最大阻值、最小阻值进行比较，就完成了粗滑动变阻丝绕组27及其附属机构的自检。同理，可以完成中滑动变阻丝绕组44及其附属机构和精滑动变阻丝绕组60及其附属机构的自检。
当操作人员需要在该组合式微机变阻器形成一个小于等于本组合式大量程高分辨率的微机变阻器最大电阻值的电阻，且其要求的分辨率符合本微机变阻器能力时，可以通过本发明中的上位微机1上的触摸式鼠标3、设定键盘4将该数值Rm输入到上位微机1中，本发明设计的微机变阻器上位微机1则自动根据其所需要的阻值进行计算。计算方法如下：
S1确定大变阻器控制器9、中变阻器控制器11、精变阻器控制器13的控制目标值，分4种情况，分别为：
(1)Rm＜Rj的情况，大变阻器控制器9、中变阻器控制器11、精变阻器控制器13的控制目标值，分配结果为：粗滑动变阻丝绕组27的目标电阻数值Rmc为零、中滑动变阻丝绕组44的目标电阻数值Rmz为零、精滑动变阻丝绕组60的目标电阻数值Rmj为Rm的值，其中，Rm为设定的变阻器阻值，Rj为精滑动变阻丝绕组60最大阻值；
(2)Rj≤Rm＜Rz+Rj/2的情况，大变阻器控制器9、中变阻器控制器11、精变阻器控制器13的控制目标值，分配结果为：粗滑动变阻丝绕组27的目标电阻数值Rmc为零，中滑动变阻丝绕组44的目标电阻数值Rmz的计算按照式(1)、精滑动变阻丝绕组60的目标电阻数值Rmj按照式(2)进行计算：
Rmz＝Rm-Rj/2 (1)
Rmj＝Rj/2 (2)
其中，Rz为中滑动变阻丝绕组44最大阻值；
(3)Rz+Rj/2≤Rm＜Rc/2+Rz/2+Rj/2的情况，大变阻器控制器9、中变阻器控制器11、精变阻器控制器13的控制目标值，计算过程分别按照式(3)、式(4)、式(5)进行，
Rmc＝Rm-Rz/2-Rj/2 (3)
Rmz＝Rz/2 (4)
Rmj＝Rj/2 (5)
其中，Rc为粗滑动变阻丝绕组27最大阻值；
(4)Rc/2+Rz/2+Rj/2≤Rm＜Rc+Rz+Rj的情况，大变阻器控制器9、中变阻器控制器11、精变阻器控制器13的控制目标值，计算过程按照如下迭代过程进行计算，
第一轮对大变阻器控制器的目标值进行迭代求解：
第一次判断下式是否成立，
其中，a＝0，b＝0，c＝0；
如果式(6)成立，则停止迭代，将a＝0；
如果式(6)不成立，则将a＝1，b＝0，c＝0代入到式(6)中，第二次判断式(6)是否成立，
如果式(6)成立，则停止迭代，将a＝1；
如果式(6)不成立，则将a＝2，b＝0，c＝0代入到式(6)中，第三次判断式(6)是否成立，
如果式(6)成立，则停止迭代，将a＝2；
如果式(6)不成立，则a≥3时，将a＝3，b＝0，c＝0代入到式(6)中，一直如此迭代，直到a＝x时满足式(6)所要求的条件，确定a的数值为x，停止迭代；确定粗滑动变阻丝绕组27的目标电阻数值Rmc如式(7)
如果一直迭代至a大于Rc/Rjc，式(6)仍然不能成立则取Rmc＝Rc其中Rjc为粗滑动变阻丝绕组(27)的阻值分辨率；
第二轮对中变阻器控制器的目标值进行迭代求解：
第一次判断下式是否成立，
其中，b＝0，c＝0，
如果式(8)成立，则停止迭代，将b＝0；
如果式(8)不成立，则将b＝1，c＝0代入到式(8)中，第二次判断式(8)是否成立，
如果式(8)成立，则停止迭代，将b＝1；
如果式(8)不成立，则将b＝2，c＝0代入到式(8)中，第三次判断式(8)是否成立，
如果式(8)成立，则停止迭代，将b＝2；
如果式(8)不成立，则b≥3时，将b＝3，c＝0代入到式(8)中，一直如此迭代，直到b＝y时满足式(8)所要求的条件，确定b的数值为y，确定中滑动变阻丝绕组44的目标电阻数值Rmz为式(9)，
如果一直迭代至b大于Rz/Rjz，式(8)仍然不能成立则取Rmz＝Rz，其中，Rjz为中滑动变阻丝绕组44的阻值分辨率；
第三轮对精变阻器控制器的目标值用式(10)进行直接求解，
Rmj＝|Rm-Rmz-Rmc| (10)
确定精滑动变阻丝绕组(60)的目标电阻数值Rmj；
S2、将所述步骤S1得到的粗滑动变阻丝绕组27的目标电阻数值Rmc、中滑动变阻丝绕组44的目标电阻数值Rmz、精滑动变阻丝绕组60的目标电阻数值Rmjj，分别下发给大变阻器控制器9、中变阻器控制器11、精变阻器控制器13，作为这三个控制器的控制目标值；
S3、调节大变阻器阻值；
大变阻器控制器9通过驱动大步进电机16经大联轴器17带动大传动丝杠18旋转，使得大传动螺母19、大传动杆20、大滑动座21沿着大滑杆22滑动；同时，大变阻器控制器9向大正极电流检测线30、大负极电流检测线31施加一定的电压Vcs，检测流过大负极电流检测线31的电流Ics，计算出粗滑动变阻丝绕组27的实际阻值Rcs，计算式为式(11)
Rcs＝Vcs/Ics (11)
其中，Vcs为大变阻器控制器9输出的电压，Ics为大变阻器控制器9检测到的粗滑动变阻丝绕组27中的电流；
调整大滑动座21的位置，直到Rcs的数值与Rmc的差值小于或等于Rjc；
S4、调节中变阻器阻值；
中变阻器控制器11通过驱动中步进电机33经中联轴器34带动中传动丝杠35旋转，使得中传动螺母37、中传动杆36、中滑动座38沿着中滑杆39滑动；同时，中变阻器控制器11向中正极电流检测线46、中负极电流检测线47施加一定的电压Vzs，检测流过中负极电流检测线47的电流Izs，计算出中滑动变阻丝绕组44的阻值Rzs，计算式为式(12)
Rzs＝Vzs/Izs (12)
其中，Vzs为中变阻器控制器11输出的电压；Izs为中变阻器控制器11检测到的中滑动变阻丝绕组44中的电流；Rzs为中变阻丝绕组44的实际阻值；
调整中滑动座38的位置，直到满足式(13)以及式(14)，
Rjj＜|Rzs+Rcs-Rmz-Rmc| (13)
Rjz≤|Rmc-Rcs| (14)
其中，Rzs为中变阻丝绕组44的实际阻值；Rcs粗滑动变阻丝绕组27的实际阻值；Rmz为中滑动变阻丝绕组44的目标电阻数值；Rmc为粗滑动变阻丝绕组27的目标电阻数值；Rjj为精滑动变阻丝绕组60的阻值分辨率；
S5、调节精变阻器阻值；
精变阻器控制器13通过驱动精步进电机49经精联轴器50带动精传动丝杠51旋转，使得精传动螺母53、精传动杆52、精滑动座54沿着精滑杆55滑动；同时，精变阻器控制器13向精正极电流检测线63、精负极电流检测线64施加一定的电压Vjs，检测流过精负极电流检测线64的电流Ijs，计算出精滑动变阻丝绕组60的阻值Rjs，计算式为式(15)，
Rjs＝Vjs/Ijs (15)
其中，Vjs精变阻器控制器13输出的电压；Ijs精变阻器控制器13检测到的精滑动变阻丝绕组60中的电流；Rjs为精滑动变阻丝绕组60的实际阻值；
调整精滑动座54的位置，直到Rjs+Rcs+Rzs的数值与Rm的差等于0。
所述精滑动变阻丝绕组60的阻值分辨率、中滑动变阻丝绕组44的阻值分辨率均由变阻器生产厂家提供，或者测量变阻丝绕组的单圈阻值。所述大变阻器控制器9、中变阻器控制器11、精变阻器控制器13的控制目标值均由上位微机计算得到。
本发明的方法所依赖的变阻器由三个量程衔接的变阻器组合构成大量程变阻器，该变阻器量程大，分辨率却可以很高；在设定滑动变阻器的阻值时，本变阻器可以通过在微机上设定该变阻器的阻值，并将得到的目标阻值传送给各个变阻器，进行自动调节控制，有效提高了变阻器的调节效率、降低了变阻器调节的危险性。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种组合式微机变阻器的电阻调节方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1.确定大变阻器控制器(9)、中变阻器控制器(11)、精变阻器控制器(13)的控制目标值，分4种情况，分别为：
(1)Rm＜Rj的情况，大变阻器控制器(9)、中变阻器控制器(11)、精变阻器控制器(13)的控制目标值，分配结果为：粗滑动变阻丝绕组(27)的目标电阻数值Rmc为零、中滑动变阻丝绕组(44)的目标电阻数值Rmz为零、精滑动变阻丝绕组(60)的目标电阻数值Rmj为Rm的值，其中，Rm为设定的变阻器阻值，Rj为精滑动变阻丝绕组(60)最大阻值；
(2)Rj≤Rm＜Rz+Rj/2的情况，大变阻器控制器(9)、中变阻器控制器(11)、精变阻器控制器(13)的控制目标值，分配结果为：粗滑动变阻丝绕组(27)的目标电阻数值Rmc为零，中滑动变阻丝绕组(44)的目标电阻数值Rmz的计算按照式(1)、精滑动变阻丝绕组(60)的目标电阻数值Rmj按照式(2)进行计算：
Rmz＝Rm-Rj/2 (1)
Rmj＝Rj/2 (2)
其中，Rz为中滑动变阻丝绕组(44)最大阻值；
(3)Rz+Rj/2≤Rm＜Rc/2+Rz/2+Rj/2的情况，大变阻器控制器(9)、中变阻器控制器(11)、精变阻器控制器(13)的控制目标值，计算过程分别按照式(3)、式(4)、式(5)进行，
Rmc＝Rm-Rz/2-Rj/2 (3)
Rmz＝Rz/2 (4)
Rmj＝Rj/2 (5)
其中，Rc为粗滑动变阻丝绕组(27)最大阻值；
(4)Rc/2+Rz/2+Rj/2≤Rm＜Rc+Rz+Rj的情况，大变阻器控制器(9)、中变阻器控制器(11)、精变阻器控制器(13)的控制目标值，计算过程按照如下迭代过程进行计算，
第一轮对大变阻器控制器的目标值进行迭代求解：
第一次判断下式是否成立，
<mrow>
<mfrac>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>a</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>a</mi>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mfrac>
<mo>+</mo>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>b</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
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<mi>R</mi>
<mi>z</mi>
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</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>b</mi>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
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<mo>+</mo>
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<mrow>
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<mi>c</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
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<mi>R</mi>
<mi>j</mi>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>c</mi>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
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<mi>R</mi>
<mi>m</mi>
<mo>&le;</mo>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>a</mi>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
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<mi>R</mi>
<mi>c</mi>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>a</mi>
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<mn>3</mn>
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<mo>+</mo>
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<mi>z</mi>
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<mi>b</mi>
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<mn>3</mn>
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<mn>2</mn>
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<mi>j</mi>
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<mi>c</mi>
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<mn>3</mn>
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</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>6</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，a＝0，b＝0，c＝0；
如果式(6)成立，则停止迭代，将a＝0；
如果式(6)不成立，则将a＝1，b＝0，c＝0代入到式(6)中，第二次判断式(6)是否成立，
如果式(6)成立，则停止迭代，将a＝1；
如果式(6)不成立，则将a＝2，b＝0，c＝0代入到式(6)中，第三次判断式(6)是否成立，
如果式(6)成立，则停止迭代，将a＝2；
如果式(6)不成立，则a≥3时，将a＝3，b＝0，c＝0代入到式(6)中，一直如此迭代，直到a＝x时满足式(6)所要求的条件，确定a的数值为x，停止迭代；确定粗滑动变阻丝绕组(27)的目标电阻数值Rmc如式(7)
<mrow>
<mi>R</mi>
<mi>m</mi>
<mi>c</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>x</mi>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mo>)</mo>
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<mi>R</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>x</mi>
<mo>+</mo>
<mn>3</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>7</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
如果一直迭代至a大于Rc/Rjc，式(6)仍然不能成立则取Rmc＝Rc其中Rjc为粗滑动变阻丝绕组(27)的阻值分辨率；
第二轮对中变阻器控制器的目标值进行迭代求解：
第一次判断下式是否成立，
<mrow>
<mfrac>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>b</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mi>z</mi>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>b</mi>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
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<mo>+</mo>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>c</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
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<mi>R</mi>
<mi>j</mi>
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<mo>(</mo>
<mi>c</mi>
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<mn>2</mn>
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<mi>R</mi>
<mi>m</mi>
<mo>-</mo>
<mi>R</mi>
<mi>m</mi>
<mi>c</mi>
<mo>&le;</mo>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>b</mi>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
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<mi>R</mi>
<mi>z</mi>
</msub>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>b</mi>
<mo>+</mo>
<mn>3</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
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<mo>+</mo>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>c</mi>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mo>)</mo>
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<mi>R</mi>
<mi>j</mi>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>c</mi>
<mo>+</mo>
<mn>3</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>8</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，b＝0，c＝0，
如果式(8)成立，则停止迭代，将b＝0；
如果式(8)不成立，则将b＝1，c＝0代入到式(8)中，第二次判断式(8)是否成立，
如果式(8)成立，则停止迭代，将b＝1；
如果式(8)不成立，则将b＝2，c＝0代入到式(8)中，第三次判断式(8)是否成立，
如果式(8)成立，则停止迭代，将b＝2；
如果式(8)不成立，则b≥3时，将b＝3，c＝0代入到式(8)中，一直如此迭代，直到b＝y时满足式(8)所要求的条件，确定b的数值为y，确定中滑动变阻丝绕组(44)的目标电阻数值Rmz为式(9)，
<mrow>
<mi>R</mi>
<mi>m</mi>
<mi>z</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>y</mi>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mo>)</mo>
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<mi>R</mi>
<mi>z</mi>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>y</mi>
<mo>+</mo>
<mn>3</mn>
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</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>9</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
如果一直迭代至b大于Rz/Rjz，式(8)仍然不能成立则取Rmz＝Rz，其中，Rjz为中滑动变阻丝绕组(44)的阻值分辨率；
第三轮对精变阻器控制器的目标值用式(10)进行直接求解，
Rmj＝|Rm-Rmz-Rmc| (10)
确定精滑动变阻丝绕组(60)的目标电阻数值Rmj；
S2、将所述步骤S1得到的粗滑动变阻丝绕组(27)的目标电阻数值Rmc、中滑动变阻丝绕组(44)的目标电阻数值Rmz、精滑动变阻丝绕组(60)的目标电阻数值Rmj，分别下发给大变阻器控制器(9)、中变阻器控制器(11)、精变阻器控制器(13)，作为这三个控制器的控制目标值；
S3、调节大变阻器阻值；
大变阻器控制器(9)通过驱动大步进电机(16)经大联轴器(17)带动大传动丝杠(18)旋转，使得大传动螺母(19)、大传动杆(20)、大滑动座(21)沿着大滑杆(22)滑动；同时，大变阻器控制器(9)向大正极电流检测线(30)、大负极电流检测线(31)施加一定的电压Vcs，检测流过大负极电流检测线(31)的电流Ics，计算出粗滑动变阻丝绕组(27)的实际阻值Rcs，计算式为式(11)
Rcs＝Vcs/Ics (11)
其中，Vcs为大变阻器控制器(9)输出的电压，Ics为大变阻器控制器(9)检测到的粗滑动变阻丝绕组(27)中的电流；
调整大滑动座(21)的位置，直到Rcs的数值与Rmc的差值小于或等于Rjc；
S4、调节中变阻器阻值；
中变阻器控制器(11)通过驱动中步进电机(33)经中联轴器(34)带动中传动丝杠(35)旋转，使得中传动螺母(37)、中传动杆(36)、中滑动座(38)沿着中滑杆(39)滑动；同时，中变阻器控制器(11)向中正极电流检测线(46)、中负极电流检测线(47)施加一定的电压Vzs，检测流过中负极电流检测线(47)的电流Izs，计算出中滑动变阻丝绕组(44)的阻值Rzs，计算式为式(12)
Rzs＝Vzs/Izs (12)
其中，Vzs为中变阻器控制器(11)输出的电压；Izs为中变阻器控制器(11)检测到的中滑动变阻丝绕组(44)中的电流；Rzs为中变阻丝绕组(44)的实际阻值；
调整中滑动座(38)的位置，直到满足式(13)以及式(14)，
Rjj＜|Rzs+Rcs-Rmz-Rmc| (13)
Rjz≤|Rmc-Rcs| (14)
其中，Rzs为中变阻丝绕组(44)的实际阻值；Rcs粗滑动变阻丝绕组(27)的实际阻值；Rmz为中滑动变阻丝绕组(44)的目标电阻数值；Rmc为粗滑动变阻丝绕组(27)的目标电阻数值；Rjj为精滑动变阻丝绕组(60)的阻值分辨率；
S5、调节精变阻器阻值；
精变阻器控制器(13)通过驱动精步进电机(49)经精联轴器(50)带动精传动丝杠(51)旋转，使得精传动螺母(53)、精传动杆(52)、精滑动座(54)沿着精滑杆(55)滑动；同时，精变阻器控制器(13)向精正极电流检测线(63)、精负极电流检测线(64)施加一定的电压Vjs，检测流过精负极电流检测线(64)的电流Ijs，计算出精滑动变阻丝绕组(60)的阻值Rjs，计算式为式(15)，
Rjs＝Vjs/Ijs (15)
其中，Vjs精变阻器控制器(13)输出的电压；Ijs精变阻器控制器(13)检测到的精滑动变阻丝绕组(60)中的电流；Rjs为精滑动变阻丝绕组(60)的实际阻值；
调整精滑动座(54)的位置，直到Rjs+Rcs+Rzs的数值与Rm的差等于0。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述精滑动变阻丝绕组(60)的阻值分辨率、中滑动变阻丝绕组(44)的阻值分辨率均由变阻器生产厂家提供，或者测量变阻丝绕组的单圈阻值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述大变阻器控制器(9)、中变阻器控制器(11)、精变阻器控制器(13)的控制目标值均由上位微机计算得到。
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