基于dsp的直流伺服电机的控制大学毕业设计论文Word格式文档下载.docx

1、本论文的研究内容是设计并实现一个基于DSP的直流伺服电机转速控制系统。本设计完成的主要工作不仅要设计调速系统硬件总体结构，对系统各主要部件设计进行详细的分析，对所设计的控制方法进行仿真，而且还要求转速控制达到一般工业要求的标准，并在控制电机启动时控制其启动的电流大小，防止启动过程中的过压和过流。关键词：DSP；直流伺服电机；PWM；PIDDC servo electromotor controlling based on DSPAbstract Produce in the modern industry, for carrying out the request of process aut

2、omation, the machine fax moves and controls system more and more extensive apply in each realm and profession. Particularly direct current electrical engineering and servo system are controlling the application in the system, it is also promote the high speed development of modern industry. The dire

3、ct current servo electric motor is adjusted with its excellent line machine characteristic, breadth speeds control and greatly turn to be apart from and simple control electric circuit etc advantage, process long-term of development, have been already became applied most electrical engineering in ea

4、ch automation. But with the DSP emergence, Because its strongly processing ability and its inside place bigger saving machine, chip achievement consume low and allocation the resources vivid etc characteristics make the control of the direct current servo electrical engineering more broadly applied

5、in various drive equipment and servo system. It is thus clear that, the height of machine electricity product and the level of technique, its already become the important sign of measure national real strength and international position nowadays.The research contents of this thesis is design and car

6、ry out an according to DSP of the direct current servo electrical engineering turn speed control system. The main work of this design not only needs to design to adjust the system hardware total structure, carries on detailed analysis to system each main parts design, carries on imitating to the con

7、trol method designed really, but also carry out turning of electrical engineering control attain the standard of generally industrial request, and control the electric current size when starting of control its start, prevent from lead press and lead flow in start process.Keywords: DSP ；the direct cu

8、rrent servo electrical engineering； PID 插图清单图2-1系统的整体方案图 4图3-1硬件组成框图6图3-2 DSP最小控制系统6图3-3电路保护部分7图3-4三角波发生器7图3-5电压脉冲变器10图3-6脉冲分配器及功率放大路11图3-7IR2133S引脚图12图3-8 H型功率驱动电路图13图3-9电源转换路15图3-10 上电复位电路16图3-11 外接晶体与DSP连接示意图17图3-12时钟电路图17图3-13 JTAG接口18图3-14 JATG端口插针定义18图3-15串行通信接口19图3-16外扩存储器接口20图3-17 TMS320LF24

9、07A与D/A转换器口21图3-18过流保护电路22图3-19 键盘输入接口电路23图3-20 LED显示电路23图3-21 模拟PID控制系统原理图24图4-1 系统软件总体主程序流程图27图4-2 系统初始化模块流程图28图4-3 电机起停控制模块29图4-4 中断服务程序30图5-1 电机速度控制器33图5-2 基于DSP的PID调节双闭环仿真结果38图5-3 速度阶跃响应38图5-4 电流阶跃响应39图5-5 理想电机双闭环运行结果39表格清单表3-1 PWM输出与电机工作状态的关系表14表3-2 简化9线接口RS-232标准19引 言运动控制起源于早期的伺服控制，而对电动机的控制可分

10、为简单控制和复杂控制两种。简单控制是指对电动机进行启动、制动、正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器、可编程控制器和开关元件来实现。复杂控制是指对电动机的转速、转角、电压、电流等物理量进行控制，有时往往需要非常精确的控制。其中电动机的控制部分己由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制，形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统的应用。随着电力电子技术，微电子技术，现代控制理论的发展，直流伺服系统逐渐成为控制系统的主流。伺服电动机亦称执行电动机，它具有服从控制信号的要求和动作的职能，在信号来到之前，转子静止不动;信号来到之后，转子能立即转动，当信号消失，转子能即时自行停转。由于这种“

11、伺服”的性能，因此而命名。当前，电子产品正在发生从模拟到数字的转化，数字化是当前信息领域发展的一大趋势。在这一场数字化的革命中，DSP器件取得了飞速的发展，成为集成电路中继微处理器和微控制器之后，又一个引人注日的产品。在70年代末和80年代初，DSP只有在大学和航天部门才能用到。今天，DSP己经成为通信、计算机、网络、工业自动控制和家用电器等电子产品中不可缺少的基础器件。DSP技术的迅速发展和提高，己经成为决定电子产品更新换代的决定性因素。本系统利用TMS320LF2407A芯片实现了直流伺服控制系统的设计。采用该DSP 芯片可使本系统的硬件结构简化，控制精度提高，实时性变强。而且本系统中电机

12、的控制主要由脉宽调制（PWM）系统的微处理器控制，就是将微处理器引入PWM系统，使微处理器成为PWM系统的环节，同时选用适合于微处理器控制的各种现代伺服元件和接口电路，组成一个数字伺服系统。应用软件程序，实现数字比较、数字脉宽调制以及模拟系统中控制回路所需要的各种附加功能，从而实现设计的各种需求。总之，直流伺服技术是一个正在发展中的新技术领域，具有很好的发展前景。 第1章 绪论1.1 课题背景 电机控制系统的发展从主传动机电能量转换角度来说，由机械控制系统（如齿轮箱变速），机械和电气联合控制系统（如感应电机电磁离合器调速）发展到全电气控制系统（基于电力电子电源变换器的电机控制系统）；从控制电路来说，由模拟电路，数字和模拟混合电路发展到全数字电路控制系统：从控制策略来看，最初是低效有极控制（如直流电机电枢回路串分级电阻调速），接着是低效无级控制（如感应电机改变转差率调速），后来又改进成高效率无极控制（如交流电机变频调速 ），发展到现在的