基于DSP的伺服跟蹤系統

論文編號:ZD1180   論文字數:17899,頁數:63  附原理圖

摘   要

 論文首先介紹了基于DSP的伺服跟蹤系統的硬件組成原理，并對三頻段進行了分析。通過對伺服跟蹤器系統的研究，對其建立了數學仿真模型。由系統跟蹤精度動態誤差的評價方法，引出速度、位置滯后補償的控制方法，使系統在目標以最大加速度，最大角加速度運行的條件下，穩態跟蹤誤差小于6。
 以上控制方法的實現是通過MATLAB/SIMULINK仿真實現的，仿真結果表明，本設計采用速度滯后—超前補償、位置回路滯后—超前補償方法是有效可行的，可以達到系統的動態和靜態性能指標。

關鍵詞：DSP   頻段分析   滯后—超前補償   數字仿真     

 Title : Servo tracking system that controls on the basis of DSP
 
 Abstract
 
 First,the paper introduces according to the DSP of servo tracking the hardware of the system to constitute the principle, and to three the segments of frequency carried on the analysis. Secondly, it constitutes system, establishes mathematical simulate model to eva luate the dynamic and static tracking error. Then, by introducing the equivalent compound control to improve the tracking ability. By using Lay-lead compensation, the tracking capability of the system is promoted to track fast moving targets at maximal  angular-velocity and maximal angular-acceleration, while the maximal tracking error is less than 6.
 In the end, Matlab/Simulink verifies the proposed methods. The results are much more like the theoretical analysis. The lag-lead compensation of speed and position can indeed improve the static and dynamic state properties of system.
 
 Keyword: DSP   Frequency channel analysis      Lay-lead compensation  Digital simulation

 目錄
第一章   緒論 2
1.1引言 2
1.2技術指標及要求 2
1.3主要設計內容 3
1.4方案論證 3
第二章  伺服跟蹤系統結構與硬件設計 5
2.1 DSP簡介 5
2.1.1 TMS320X240的結構與特點 5
2.1.2 事件管理器 6
2.1.3 PWM輸出和功率驅動 6
2.2接口電路 7
2.2.1鍵盤顯示HD7279A的原理與應用 7
2.3功率驅動電路 10
2.3.1前置驅動電路 10
2.3.2功率放大電路 10
2.3.3 SHKI22 驅動芯片原理及外部特性 11
2.4編碼器 15
2.5力矩電機 15
2.5.1直流力矩電機的驅動形式 15
2.5.2直流電動機的轉速與其它參數的關系 16
2.5.3 力矩電機驅動的隨動系統數學模型及傳遞函數 17
第三章  伺服跟蹤系統三頻段控制方法 18
3.1三、頻段分析及預期開環頻率特性曲線的繪制 18
3.1.1低頻段 18
3.1.2 中頻段 26
3.1.3高頻段 32
3.2頻域法串聯校正 32
第四章  系統控制器設計及仿真 34
4.1滯后—超前校正裝置介紹 34
4.2速度環控制器設計 35
4.2.1速度環仿真驗證優化 37
4.3位置環控制器設計 39
4.3.1位置環仿真驗證優化 40
4.4伺服系統復合控制 41
4.5基于MATLAB/SIMULINK仿真及結果驗證 43
第五章 軟件設計 47
5.1 軟件設計步驟及思想 47
5.2 軟件流程圖 48
致謝 51
參考文獻 52

附錄