基于DSP的直流伺服电机调速系统的控制设计与仿真

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1、武汉理工大学硕士学位论文基于DSP的直流伺服电机调速系统的控制设计与仿真姓名：于龙飞申请学位级别：硕士专业：轮机工程指导教师：鲁凯生20070501武汉理工大学硕士学位论文摘要近年来，直流伺服控制系统己经在船舶港口行业、精密数控机床、加工中心、机器人等领域得到了广泛的应用。随着计算杌控制技术、数字信号处理器、电力电子、信息技术以及传感与检测等数控技术的发展，使得直流伺服控制系统朝着高精度、高速度和控制电路数字化、功率器件的模块化的方向发展。针对直流伺服电动机和DSP的国内外发展现状和前景，本论文就此作了以下几个方面

2、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；其次，比较深入地介绍了直流电动机的主要特点和工作原理：随后介绍DSP在控制系统中的使用情况，特别是专用性DSP；再其次，介绍了本系统中要用到的直流伺服电机、电源、光电编码器和ICETEK-LF2407．A实验板；再其次，比较详细地描述了PWM调压调速原理以及H型双极性可逆PWM驱动系统的工作过程；再其次，依据TMS320LF24—07ApSP芯片特点、在所搭建的实验平台上，用软件对直流伺服电

3、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(其中软件设计主要包括：主程序设计、A／D中断处理子程序、电流PI调节、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方案的设计、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～些必要的分析。在本文最后，就普通PID控制在一些特殊场合可能存在的一些不足，引入了模糊PD控制这个概念，在简要的描述

4、了模糊控制理论之后，通过MATLAB／Simulink对普通PID控制和模糊自适应PID控制进行了仿真，进而比较了两者的优劣，为今后实现在DSP上用模糊PID算法来迸彳亍调速控制做了试探性的探讨。同时也对本文今后的研究方向提出了一些改进思路。关键词：数字信号处理器直流伺服系统脉宽调制模糊PID控制武汉理工大学硕士学位论文AbstractInrecentyears．theDC[始ffVOcontrolsystemhasbeenshippingportindustry,precisionCNCmachinetools,

5、machiningcenters，Robotfieldshavebeenwidelyapplied．Withcomputercontrol,digitalsignalprocessors，powerelectronics,informationtechnology,andsensinganddetectionNCtechnology,thedevelopmentofDC翻玎vocontrolsystemtowardprecision,andhigh-speeddigitalcontrolcircuits．power

6、devicesmodulardirection．AgainstDCservomotorandtheinternalandexternalDSPdevelopmentsituationandtheprospectsThepapersweremadefollowingseveralaspects：First，detailedanalysisoftheDC$efVOmotorandDSPdevelopmentsituationandtheprospectsDSPandthinkoftheDCservomotorspeed

7、controlisveryusefulforthepracticalsignificance；Secondly,morein-depthintroductionoftheDCmotorandthemainfeaturesofphysics；thenintroducedtheDSPsystemcontroltheuseofthespecialisadedicatedDSPBesides，introducedthesystemtoUsetheDC舱-=rvomotor,power,Photoelectricencode

8、randICETEK-LF2407-Aexperimentalplate；Besides,amoredetaileddesoriptionofPWMSpeedSurgeprincipleofH-typebipolafPWMdrivesystemirreversiblecoUrseofthework；Moreover,thebasisforTMS320LF24