基于TMS320F2812的直流电机调速系统的设计Word文件下载.docx

基于TMS320F2812的直流电机调速系统的设计Word文件下载.docx

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设计一种基于TMS320F2812的直流电机控制系统；

并且详细介绍了控制单元、功率驱动单元、检测单元、显示单元、PC机通信单元。

给出相应的硬件电路。

通过PID调节电动机的转速，使系统达到预期的转速。

该设计方案电路简单，可靠性强，具有较高的应用价值。

同时，实验结果也验证了该方法的有效性。

关键字：

直流电机；

DSP；

PID控制器；

PWM毕业论文范文模板IIThedesignofthedcmotorspeedcontrolsystembasedonTMS320F2812Abstract:

becauseofthedcmotorexcitationmagneticfieldandthearmaturemagneticfieldcompletelydecoupled,canindependentlycontrol,sothespeedofadjustment,easytocontrol,thegoodperformanceofspeedrange,canbewidelyusedinelectricdrivesystem.Andthecontinuousimprovementofmotorcontrolrequirements,commonsingle-chipcomputerismoreandmorecantmeettherequirementsofmotorcontrol,advancedcontroltheoryofthedevelopmentofDSPtechnologytorealizethecomplexcontrolalgorithmprovidesastrongsupport.ThisdesignUSESTIcompanydesignedfordigitalmotorcontrol16-bitfixed-pointDSPcontrollerTMS320F2812asthemicrocontrollerdesign.Thechipsetofhigh-speedDSPsignalprocessingability,andissuitablefortheoptimizationoftheintegrationoftheperipheralcircuitofthemotorcontrol,canprovidehighperformancetransmissioncontroltechnology,reliable,efficientsignalprocessingandcontrolhardware.Inspectionequipmentofthemotorcontrolsystemiscomposedofthemaincontroldevice,electricdriveunitandtheuppermachine,inwhichDSPcontrollerisakeypartofthecontrolsystemofthemotor,responsibleforthemotorfeedbacksignalprocessingandoutputcontrolsignaltocontroltherotationofthemotor.DesignofadcmotorcontrolsystembasedonTMS320F2812.Andintroducesindetailthecontrolunit,powerdriveunit,detectionunit,displayunit,PCcommunicationsunit.Thecorrespondinghardwarecircuitisgiven.ThroughthePIDadjustingtherotationalspeedofthemotor,makethesystemachievethedesiredspeed.Thedesignschemeofcircuitissimple,strongreliability,hashigherapplicationvalue.Atthesametime,theexperimentalresultsverifytheeffectivenessofthemethod.Keywords:

dcmotor;

DSP;

ThePIDcontroller.PWM毕业论文范文模板III目录第1章绪论.11.1课题研究的背景.11.2课题研究的目的及意义.11.3课题研究的内容.2第2章系统总体设计.32.1系统的组成.32.2DSP芯片的选择.32.3TMS320F2812DSP控制器介绍.32.4方案论证.42.4.1测速传感器的选择.42.4.2功率驱动单元方案论证.52.4.3实现方案论证.52.5本章小节.6第3章系统硬件设计.73.1电源电路的设计.73.2功率驱动单元的设计.73.2.2电机驱动电路.83.3速度检测单元的设计.103.3.1速度检测方法介绍.103.3.2速度检测电路设计.103.4显示单元的设计.133.4.11602液晶介绍.133.4.2显示单元接口电路设计.133.5通信单元的设计.143.6本章小节.15第4章系统软件设计.164.1主程序的设计.164.1.1主程序.164.1.2初始化子程序.174.1.3显示程序.174.2中断服务程序的设计.174.2.1PWM波发生程序.184.2.2捕获中断程序.204.3PID控制算法介绍.204.4本章小节.22结论.23致谢.24参考文献.25毕业论文范文模板第1页共25页第1章绪论1.1课题研究的背景随着时代的进步和科技快速的发展，电动机在工业生产、农业生产、交通运输、以及日常生活各个方面中起着越来越重要的作用，因此，电动机转速的研究具有积极意义。

随着高速发展的电子技术，使得直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，尤其是单片机技术的应用，使得信号处理技术得到快速发展，快速发展直流电动机调速一步理论和方法等，需要处理的数据量越来越大，低档单片机已不能满足需求。

数字信号处理器（DSP）的出现，与生产技术相结合催生了电力拖动控制技术的新变化。

直流电动机调速技术，并进入一个新的阶段，智能化，高可靠性已经成为其发展的趋势。

由于直流电动机具有良好的线性调速特性，相对简单的易操控性能，因此被广泛应用于工业生产场合。

近代以来，随着生产技术，在制动的电力传输，扭转和速度的能力，静态特性和动态响应的发展都提出了更高的要求，所以，在电脑控制的电驱动控制系统已成为重要内容之一计算机应用。

改变电压的方法有很多种，最常见的一种方法是PWM脉宽调制，调节电机的输入占空比就能控制电机的电压，从而控制转速。

对实时性和精确度的要求越来越高，为直流电机调速控制提供了新的手段和方法。

电机转速的控制是DSP应用的主要领域之一，随着社会的快速发展以及对电机控制的要求日益提高，DSP技术的应用将在电机调速控制领域中发挥越来越重要的作用。

1.2课题研究的目的及意义因为电动机是不同的，所以电力驱动分为两大类分别为：

直流电力驱动和交流电力驱动的。

由于直流电动机调速不仅方便，而且在某些情况下，该磁场成比例的速度和电枢电压，转矩易于控制，同时具有良好的启动性能，可以调整速度相对平稳和经济。

因此，直流电机调速可以是良好的动态特性。

所以，直流电动机广泛应用于调速系统，一直占据调速领域的主导地位。

在控制系统的构成上，在本主题的硬件电路设计，因为硬件系统具有一定的通用性，在其他过程控制应用程序之中它可以作为硬件平台。

此外，利用DSP的定制特点，可以在根据用于外围电路的设计要求不同的其它控制系统，然后再构成的硬件系统，使得便于物化的设计，并能使设计系统结构更紧凑，不浪费资源。

使用传统的数字增量式PID控制算法，本文对数字增量式PID控制理论的直流电机控制系统的设计与实现进行了详细的讨论了它的速度，位置，转矩等毕业论文范文模板第2页共25页进行精确控制，导致驱动机械机芯符合思想的要求。

DSP芯片和一些其他的可编程逻辑器件组成的系统可以大大降低系统的体积，提高系统的容量，复杂的实时控制的执行。

DSP技术的直流电动机调速技术的应用，并进入一个新的阶段，智能化，高可靠性已经成为其发展的趋势。

1.3课题研究的内容通过速度控制方法的分析，利用电动机的转速，DSP芯片控制，PC通信，按键模块和相关知识的基本原理，实现了电机速度控制。

整个系统的基本思想是使用整个系统的DSP内部资源产生可控脉冲整流器的电压控制，改变串入主回路的直流电动机的电磁转矩，实现电动机的转速调节。

研究内容包括如下：

（1）电机控制系统功能实现的分析；

（2）控制算法与调速方法的分析与设计；

（3）电机驱动、电源模块、按键模块、测速、显示模块的硬件设计与实现；

（4）系统主程序、按键扫描、控制算法、测速、电机速度控制等程序的分析、设计与实现；

（5）电机控制系统整机测试与实现；

毕业论文范文模板第3页共25页第2章系统总体设计2.1系统的组成图2-1系统总体框图由图2-1可知，该设计包含DSP控制单元、功率驱动单元、显示单元、检测单元、PC机通信单元四个部分。

DSP控制单元：

对来自PC机的给定信号和来自传感器反馈的信号按照一定的算法进行处理，输出相应的PWM波，通过光电隔，传送到功率驱动单元；

功率驱动单元：

功率放大来自DSP控制器的PWM信号进行处理后传送到直流电动机的电枢两端，使电机和负载得到驱动；

速度检测单元：

采集电动机实时的转速信息，并传送给主控制器；

显示单元：

将采集到的电机转速实时信息予以显示；

PC机通信单元：

负责主控制器和PC机及外设信息之间的交换。

2.2DSP芯片的选择DSP应用系统设计中一个非常重要的环节是DSP芯片的选择。

它可以进一步确定外围电路和系统的其他电路。

一般情况下，DSP芯片的选择，下列因素应考虑：

1.DSP芯片运行速度。

2.DSP芯片的价格。

3.DSP芯片的硬件资源。

4.DSP芯片的操作精准度。

5.DSP芯片的功率消耗。

6.DSP开发工具应用。

7.其他。

综上所述外，DSP芯片的选择也应考虑芯片的封装，质