基于DSP的直流电机调速系统控制器的设计的研究.doc

任务书
设计(论文)题目: 基于直流电机调速系统控制器的设计
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(论文)的主要任务及目标
(论文)的基本要求和内容


摘要
随着现代工业的不断发展,直流调速系统在许多领域获得了广泛的应用。由于数字控制具有较好的控制性能和较强的抗干扰性,所以成为直流电机的主流控制方式。为了进一步提高直流电机控制的现代化程度,电机的控制方法也由原来的单机独立模拟式控制转变为总线集中式数字式控制。
本文结合导师的省级教改项目“第四代自控系统综合实验装置”,进行了基于DSP的直流电机调速系统控制器设计的研究。在分析了国内外电机数字控制系统的基础上,针对目前实验室现有的条件和要求,建立了以DSP控制器为核心的直流电机调速系统,给出了系统的整体方案;系统根据调速原理,采用1rI公司的TMS320LF2407A DSP芯片为控制芯片,以CAN总线为底层网络,通过CANmini卡与上位机联机通信,利用LabView编写的监控程序,对电机的运行数据进行监测监控。硬件方面,在分析了系统控制对象的基础上,以TMS320LF2407A为控制核心,设计了整个系统的硬件平台。主要包括DSP最小系统模块的设计、外围电路的设计、控制电路的设计以及硬件抗干扰的设计。软件方面,S下,利用C语言,进行了软件的设计与调试,实现了硬件的配置和整个控制器平台的所有功能,通过对CAN总线协议的编写,实现了与上位机实时通信;通过DSP定时器的配合使用,实现了软件脉冲触发功能。另外论文详细给出了控制平台的各个功能程序模块软件流程以及CAN应用层协议。
通过对研制的DSP调速控制器的实验以及测试,该控制平台运行稳定,设计思路正确,实现了预期的功能,能够实现调速功能和上位机监测监控功能,对于现有的自控实验装置改进以及控制器改造有着一定的实用价值。
关键词:直流电动机;CAN总线;DSPLabVIEW
研究类型:应用研究
目录
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1. 1国内外研究动态 5
1. 2发展趋势 6
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,电流双闭环直流调速系统的组成 10
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DSP最小系统电路设计 14
AD前端调理电路设计 14
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CAN总线电路设计 16
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6 .调试结果 22
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一个多世纪以来,电动机作为最主要的机电能量转换装指,其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的151常生活。过去电动机的调速控制一般采用模拟法,随着计算机、微电子技术的发展以及新型电力电子功率器件的不断涌现,电动机的控制策略也发生了深刻的变化。传统的模拟控制方法正逐渐被以微控制器为核心的数字控制所取代。
1. 1国内外研究动态
早期直流传动的控制器由模拟分离器件构成,由于模拟器件有其固有的缺点,如存在温漂、零漂电压,构成系统的器件较多,使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。20世纪70年代以来,利用单片机作为控制器开始在电机控制系统中被广泛使用,如Intel8031/8051、AT89C52等。在单片机控制系统中,单片机作为系统控制的核心,主要用来完成一些算法,同时还要处理一些输入,输出、显示任务等,单片机的使用使电动机控制系统的性能得到了很大提高。然而,受单片机本身结构的限制,以之为核心的单片机控制系统仍需要较多的元器件于是许多工程师认识到了单片机和电动机专用芯片各自的优势和缺点,设计了以单片机和专用芯片为核心的电动机控制系统。在这些系统中,利用单片机的可编程特点,主要用来执行一些检测、控制算法。并输出相应的控制信号给专用芯片;利用专用芯片内部具有的电动机专用硬件控制机制,用来快速产生用于电动机功率