基于DSP的电机控制的研究

论文编号:TX026         论文字数:23138,页数:57

摘  要

与模拟电路实现的控制系统相比较，基于DSP的控制器具有控制可靠，噪音低，同时升级比较容易的优点。DSP控制器是电机控制系统的关键部分，它负责对电机的位移反馈信号进行处理并输出控制信号来控制电机的转速。
本文首先介绍了电机控制方面的相关理论知识以及所选用的DSP控制器的结构及编程方法，在控制系统设计中采用TI公司的TMS320VC5402芯片作为控制核心。借助于DSP强大的处理能力和丰富的外设，整套系统省去了以往复杂的硬件电路。
接着，采用C语言与汇编语言混合编程的方法编写软件控制程序。
最后，根据控制要求进行了程序调试并完成了一系列的试验，包括电机控制参数的确定和转速-时间曲线图的绘制等。
实验结果表明，电机起动快速、稳定，具有较宽的调速范围。同时，该系统还具有结构简单、可靠性高等特点，具有广泛的应用前景。
 

关键词：DSP；控制系统 ；PID算法；电机

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         
          
目  录

前   言  1
第一章 DSP与电机控制的简介   2
1.1 DSP控制电机的优越性   2
1.2 基于DSP的电机控制研究现状   3
1.3 课题研究的目的和意义   3
1.4 本文拟作的主要工作   4
第二章直流电机的基本理论知识   5
2.1 直流电机的基本结构   5
2.2 直流电机的工作原理   5
第三章 DSP硬件结构   8
3.1 DSP芯片简介   8
3.2 DSP芯片的基本结构   8
3.3 TMS320VC54x系列DSP的特点   9
3.4 TMS320VC5402结构及其优点   10
3.5 本次实验所选用的试验平台   12
3.5.1 DSP的CPU板的构成   12
3.5.2 底板构成   12
3.5.3 接口介绍   13
第四章电机的控制算法   15
4.1 PID算法的特点   15
4.2 PID控制原理   16
4.2.1 模拟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算法在电机控制中的应用   19
4.3 PID参数的确定   20
4.4 PWM简介   20
第五章控制系统软件设计   21
5.1 DSP软件开发环境   21
5.1.1 CCS介绍   21
5.1.2 汇编指令   21
5.1.3 C语言编译器   22
5.2 软件设计   22
5.3 主程序设计   23
5.4 子程序设计   25
5.5 DSP控制直流电机的试验   26
5.5.1 试验说明   26
5.5.2 DSP控制直流电机的试验过  27
5.6 试验结果分析   33
5.7 软件可靠性设计   33
结  论   34
参考文献   35
附   录   36
谢    辞   47