基于DSP的直流伺服电机调速系统的控制设计与仿真

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

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Ａｂｓｔｒａｃｔ

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