基于DSP的伺服电机的调速系统的控制设计

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电动机自动控制系统广泛用于机械、钢铁、矿山、冶金、化工、石油、纺织、军工等行业,这些行业中绝大部分生产机械采用电动机作原动机,而直流伺服电机因为其优越的调速性能,被广泛采用。对国民经济具有十分重要的现实意义。随着电力电子技术、微处理器技术发展以及永磁材料技术进步,直流电动机调速及其伺服系统正在向一体化电动机以及控制数字化的方向发展。而脉宽调制(PWM)技术以及相应的功率开关电路技术则是控制数字化的基础。对伺服电动机和DSP(Digital Signal Processing数字信号处理器)国内外发展的现状和前景,本论文就此作了以下几个方面的工作:首先,详细分析了直流伺服电动机与DSP的发展现状和前景,并认为进行DSP对直流伺服电动机的调速研究具有很好的现实意义。接着本文比较深入地介绍了直流电动机的主要特点和工作原理,而且介绍了本系统中要用到的直流伺服电机和电源;随后介绍了TMSLFDSP2407的调试环境、TMSLFDSP2407的中断、事件管理器模块、数字输入/输出模块。其次,依据TMS320LF2407A DSP芯片特点,分析了控制系统的原理,其中,位置闭环控制系统采用比较中断来实现。在所搭建的实验平台上,用软件对直流伺服电动机的全数字双闭环的调速控制进行了编程,并进行了硬件的调速系统设计(其中的软件设计主要包括:主程序设计、定时中断子程序和位置采样子程序、读编码器脉冲/计算转角增量和转速以及速度PI调节等;硬件设计则主要包括:整个直流伺服电动机调速系统的方案设计、电源及驱动电路设计和测量反馈单元设计);再其次,根据前面所介绍的理论铺垫、硬件设计和软件设计进行实验,检验并实现了最初目的,同时,结合理论与实验结果进行了一些分析,通过临界震荡法和过渡函数法得出PI参数,并在此基础上通过实验进一步调试PI参数,从而分析其中的优劣。在本文最后,总结了通过本次控制设计所学到的知识,并展望了未来的工作。
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