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基于DSP的工业现场级运动控制系统研究

作者：符晓玲 Publish: 2007-11-13 Hits:-

【中文题名】

基于DSP的工业现场级运动控制系统研究

【英文题名】

Study on Industry Scene Level Motion Control System Based on the DSP

【学科专业】

控制理论与控制工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-11-13

【中关键词】

DSP,直流伺服电动机,PI,控制系统,,

【英关键词】

DSP,DC servo motor,PI,Control system,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统>计算机控制、计算机控制系统

【论文摘要】

本文设计开发了一套基于DSP的直流伺服控制系统,它是工业现场级运动控制系统的一部分。根据伺服系统快速性、高精度以及高的速度稳定性等方面的性能要求,采用TI公司的TMS320LF2407A DSP控制器予以实现。首先,研究了事件管理器中通用定时器的比较操作与PWM波形输出原理以及捕捉单元工作原理。然后,通过对直流伺服电动机的结构和工作原理的分析,详细论述了直流伺服电机的启动、调速和制动,以及直流伺服电机的PWM控制。系统采用PI算法实现了闭环控制。在软件控制中,实现了对直流伺服电动机的启动、停止、加减速等功能。在硬件实现中,设计了DSP的基本电路、功率驱动电路及过压保护措施等。最后分析了试验运行结果,得出采用TMS320LF2407A控制的直流伺服电机运行平稳,定位准确,启动快,速度控制灵活等运行效果。本文设计的控制系统是一套较为理想的直流伺服电动机控制系统。

【论文题纲】

摘要	2-3
Abstract	3-7
第一章绪论	7-13
1.1 研究背景	7-9
1.2 直流伺服系统的发展与展望	9-12
1.2.1 伺服系统的发展	9
1.2.2 数字化控制的优点	9-10
1.2.3 高性能直流伺服系统的发展现状和展望	10-12
1.3 论文主要研究内容及意义	12-13
第二章 DSP 应用研究	13-25
2.1 DSP 的基本结构和特点	13
2.2 DSP 系统的结构特点	13-15
2.3 TMS320LF2407A 控制器	15-19
2.3.1 TMS320LF2407A 基于控制领域的应用	15
2.3.2 TMS320LF2407A 特点和资源	15-16
2.3.3 事件管理器	16-18
2.3.4 片内外设	18-19
2.4 DSP 仿真开发工具	19-24
2.4.1 代码生成	19-21
2.4.2 CCS2000 及实时仿真简介	21-24
2.5 小结	24-25
第三章直流伺服电机控制系统理论研究	25-41
3.1 伺服控制系统概述	25-26
3.2 直流伺服电机结构与工作原理	26-28
3.3 直流伺服电机的启动、调速及制动特性	28-30
3.4 直流伺服电机的 PWM 控制原理	30-33
3.5 直流伺服电机的驱动方式	33-34
3.6 PI 调节	34-37
3.7 基于DSP 的直流伺服电机控制系统的提出	37-40
3.7.1 基于晶闸管的直流伺服电机控制系统	37
3.7.2 基于晶体管的 PWM 直流伺服电机控制系统	37-38
3.7.3 基于单片机的 PWM 直流伺服电机控制系统	38-39
3.7.4 基于 DSP 的直流伺服电机控制系统的提出	39-40
3.8 小结	40-41
第四章系统总体设计分析及实现	41-65
4.1 直流伺服电机的 DSP 控制系统设计	41-42
4.2 直流伺服电机的 DSP 控制硬件实现	42-55
4.2.1 系统硬件总体设计	42-43
4.2.2 功率驱动实现	43-44
4.2.3 PWM 波形输出及死区时间设计实现	44-46
4.2.4 速度、位置检测实现	46-49
4.2.5 PI 调节器实现	49-52
4.2.6 DSP 外围电路实现	52-53
4.2.7 保护环节实现	53-55
4.3 直流伺服电机的 DSP 运动控制实现	55-57
4.3.1 直流伺服电机的正反转、启动、停止及调速控制实现	55
4.3.2 直流伺服电机加减速控制实现	55-57
4.4 直流伺服电机的 DSP 控制软件实现	57-60
4.5 系统实时仿真及注意事项	60-64
4.5.1 打开并运行要仿真的工程	60-61
4.5.2 添加观察窗口	61-62
4.5.3 设置和添加图形观察窗口	62-64
4.6 小结	64-65
第五章实验结果及分析	65-70
5.1 恒速运行	65-66
5.2 加减速运行	66-67
5.2.1 控制程序的编写	66-67
5.2.2 空载运行	67
5.3 PI 参数的影响	67-69
5.4 小结	69-70
第六章结论与展望	70-72
6.1 结论	70
6.2 展望	70-72
参考文献	72-75
攻读硕士学位期间发表的论文	75-76
致谢	76-77

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.386263



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