基于DSP的電機控制的研究

電子通信論文編號:TX026         論文字數:23138,頁數:57          
目  錄

前   言  1
第一章 DSP與電機控制的簡介   2
1.1 DSP控制電機的優越性   2
1.2 基于DSP的電機控制研究現狀   3
1.3 課題研究的目的和意義   3
1.4 本文擬作的主要工作   4
第二章直流電機的基本理論知識   5
2.1 直流電機的基本結構   5
2.2 直流電機的工作原理   5
第三章 DSP硬件結構   8
3.1 DSP芯片簡介   8
3.2 DSP芯片的基本結構   8
3.3 TMS320VC54x系列DSP的特點   9
3.4 TMS320VC5402結構及其優點   10
3.5 本次實驗所選用的試驗平臺   12
3.5.1 DSP的CPU板的構成   12
3.5.2 底板構成   12
3.5.3 接口介紹   13
第四章電機的控制算法   15
4.1 PID算法的特點   15
4.2 PID控制原理   16
4.2.1 模擬PID控制原理   16
4.2.2 位置式PID控制算法   17
4.2.3 增量式PID控制算法   18
4.2.4 PID算法在電機控制中的應用   19
4.3 PID參數的確定   20
4.4 PWM簡介   20
第五章控制系統軟件設計   21
5.1 DSP軟件開發環境   21
5.1.1 CCS介紹   21
5.1.2 匯編指令   21
5.1.3 C語言編譯器   22
5.2 軟件設計   22
5.3 主程序設計   23
5.4 子程序設計   25
5.5 DSP控制直流電機的試驗   26
5.5.1 試驗說明   26
5.5.2 DSP控制直流電機的試驗過  27
5.6 試驗結果分析   33
5.7 軟件可靠性設計   33
結  論   34
參考文獻   35
附   錄   36
謝    辭   47

摘  要

與模擬電路實現的控制系統相比較，基于DSP的控制器具有控制可靠，噪音低，同時升級比較容易的優點。DSP控制器是電機控制系統的關鍵部分，它負責對電機的位移反饋信號進行處理并輸出控制信號來控制電機的轉速。
本文首先介紹了電機控制方面的相關理論知識以及所選用的DSP控制器的結構及編程方法，在控制系統設計中采用TI公司的TMS320VC5402芯片作為控制核心。借助于DSP強大的處理能力和豐富的外設，整套系統省去了以往復雜的硬件電路。
接著，采用C語言與匯編語言混合編程的方法編寫軟件控制程序。
最后，根據控制要求進行了程序調試并完成了一系列的試驗，包括電機控制參數的確定和轉速-時間曲線圖的繪制等。
實驗結果表明，電機起動快速、穩定，具有較寬的調速范圍。同時，該系統還具有結構簡單、可靠性高等特點，具有廣泛的應用前景。
 

關鍵詞：DSP；控制系統 ；PID算法；電機

ABSTRACT

By comparing the DSP-based control system and the analogue circuit control system, it can be concluded that the control system based on DSP has the advantages of high reliability, low noise, easily upgrading .As one key part of the control system,
the function of control device is to deal with the displacement signal from the motor
and the output of control signal so as to control motor speed.
This paper firstly introduces the relevant theoretical knowledge of the motor control as well as the DSP controller structure and programming methods, TI TMS320VC5402 control chip is used as the core in the control system. Using DSP powerful processing capability and rich peripherals, the entire system saved the complexity of the hardware circuit.
Then, the Mixed-Language programming method which includes C and the Assembly Language is used to complet the software control procedures.
Finally, according to the control requirements, the programs are debugged and a series of experiments are completed which include the parameters of motor control and Speed-time curve diagram.
The experimental results show that the motor starts fast and stable with wider area ofspeeding. This control system has the characteristic of simple structure, high dependability, and can be used in many fields.

Key words：DSP; Contro System; PID Arithmetic; Motor