本科毕业论文---基于dsp的直流电机控制技术实现说明书.doc
《本科毕业论文---基于dsp的直流电机控制技术实现说明书.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《本科毕业论文---基于dsp的直流电机控制技术实现说明书.doc(53页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、盐城工学院本科生毕业论文( 2012)毕业设计说明书基于DSP的直流电机控制技术实现毕业论文(设计)原创性声明本人所呈交的毕业论文(设计)是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文(设计)不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名: 日期: 毕业论文(设计)授权使用说明本论文(设计)作者完全了解*学院有关保留、使用毕业论文(设计)的规定,学校有权保留论文(设计)并向相关部门送交论文(设计)的电子版和纸质版。有权将论文(设计)用于非赢利目的的少量复制并允
2、许论文(设计)进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文(设计)的全部或部分内容。保密的论文(设计)在解密后适用本规定。 作者签名: 指导教师签名: 日期: 日期: 注 意 事 项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词 5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、
3、译文原文(复印件)。4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订3)其它基于DSP的直流电机控制技术实现摘 要:直流电机由于励磁磁场和电枢磁场完全解耦,可以
4、独立控制,因此具备良好的调速性能,出力大、调速范围宽和易于控制,广泛应用于电力拖动系统中。而随着对电机控制要求的不断提高,普通的单片机越来越不能满足对电机控制的要求,DSP技术的发展正好为先进控制理论以及复杂控制算法的实现提供了有力的支持。本设计采用美国TI公司专门为电机数字化控制设计的16位定点DSP控制器TMS320LF2407作为微控制器。该芯片集DSP信号高速处理能力及适用于电机控制优化的外围电路于一体,可以为高性能传动控制技术提供可靠高效的信号处理与控制硬件。电机的控制系统是由检测装置、主控制器、功率驱动器以及上位机组成,其中DSP控制器是电机控制系统的关键部分,负责对电机的反馈信号
5、进行处理并输出控制信号来控制电机的转动。关键词:直流电机; DSP; PID控制器; PWMThe Design of DC Motor Control System Based On DSPAbstract: The DC motor armature magnetic field and the excitation completely decoupled, it can be independently controlled, so it has a good speed performance, contribute to a large power, widely speed ra
6、nge, and easy to control, so it is widely used in electric drive systems. With the motor control required for continuous improvement, common single MCU cant meet requirements of the motor control well, DSP technology just for the advanced control theory and complex control algorithm implementation p
7、rovides a strong support.This design uses the American TI company specially for motor control design of digital 16 fixed-point DSP controller TMS320LF2407 as the controller. The chip set DSP signal the high processing capacity and used in motor control optimization the periphery of the circuit in a
8、body, high performance driving control technology to provide reliable and efficient signal processing and control hardware. Motor control system is composed of detection devices, the main controller, power driver and PC components, which DSP controller is a key part of the motor control system , res
9、ponsible for the motor feedback signal processing and output control signal to control the rotation of the motorKey Words: DC motor, DSP, PID controller, PWM.盐城工学院本科生毕业论文( 2012)目 录1课题概述31.1课题研究背景31.2 课题研究的目的及意义41.3 课题研究内容62. 直流电机的DSP控制82.1 直流电动机的控制原理82.2直流电动机单极性驱动可逆PWM系统122.3 直流电动机双极性驱动可逆PWM系统152.4
10、直流电动机的DSP控制方法及编程例子182.4.1 单极性可逆PWM系统DSP控制方法及编程例子182.4.2 双极性可逆PWM系统DSP控制方法及编程例子193.基于DSP的控制系统硬件设计203.1系统组成203.2DSP电源电路223.3JTAG接口电路设计233.4复位电路233.5 PWM隔离放大调理电路243.6转速采集电路设计243.7直流电动机PWM调速电路设计253.8晶振电路设计263.9显示电路设计263.10正反转及调速电路设计273.11 IR2110驱动电路273.12 硬件可靠性283.12.1 PCB设计283.12.2 采样抗干扰技术294.软件设计304.1
11、 编译环境304.2主程序设计314.3 PWM波调速程序324.4 中断设计334.5 显示及按键设计344.6系统抗干扰设计345.仿真试验365.1仿真模型及算法介绍365.2仿真结果366. 结束语38参考文献39谢 辞41附 录421 程序清单422 原理图463 PCB图47盐城工学院新校区基于DSP的直流电机控制技术实现1课题概述1.1课题研究背景电气传动是以电动机的转矩和转速为控制对象,按生产机械工艺要求进行电动机转速控制的自动化系统。根据电动机的不同,工程上通常把电气传动分为直流电气传动和交流电气传动两大类。纵观电气传动的发展过程,交、直流两大电气传动并存于各个时期的工业领域
12、内,虽然它们所处的地位和作用不同,但是它们始终是随着工业技术的发展,特别是随着电力电子学和微电子学的发展,在相互竞争、相互促进中完善着自身。发生着变更。由于直流电动机具有良好的线性调速特性,简单的控制性能,因而在工业场合应用广泛。近代,由于生产技术的发展,对电气传动在起制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、和动态响应方面都提出了更高的要求,所以用计算机控制电力拖动控制系统成为计算机应用的一个重要内容。直流调速系统在工农业生产中有着广泛的应用。随着计算机技术和电力电子技术的飞速发展,两者的有机结合使电力拖动控制产生了新的变化。计算机技术、电力电子技术和直流拖动技术的组合是技术领域的交叉,
13、具有广泛的应用前景。有不少的研究者己经在用DSP作为控制器进行研究。直流调速控制系统的控制方法经历了机械式的、双机组式的、分立元件电路式的、集成电路式的、单片机式的发展过程。随着数字信号处理器DSP的出现,给直流调速控制提供了新的手段和方法。将计算机技术的最新发展成果运用在直流调速系统中,在经典控制的基础之上探讨一种新的控制方法,为计算机技术在电力拖动控制系统中的应用做些研究性的工作。用计算机技术实现直流调速控制系统,计算机的选型很多。经过选择,选取DSP芯片作为控制器。直流调速系统的内容十分丰富,有开环控制系统,有闭环控制系统;有单闭环控制系统,有双闭环控制系统和多闭环控制系统;有可逆调速系
14、统,有不可逆调速系统等。在电气时代,电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。在一个电机控制系统或运动控制系统中,为了得到希望的运动轨迹,人们需要对电动机进行控制。随着电子技术的不断发展,电子设备的使用日益增多。电脑、手机、空调、电视等许多电子产品,已经成为我们生活中必不可少的一部分这些都离不开电机的控制。开展本课题研究的控制对象是双闭环直流调速系统;研究的目的是利用计算机硬件和软件发展的最新成果,对控制系统升级进行研究;研究工作是在对控制对象全面回顾总结的基础上,重点对控制部分展开研究,它包括对实现控制所需要的硬件和软件环境的探讨,控制策略和控制算法的探讨等内容。目前,对于控制对象
15、的研究和讨论很多,有比较成熟的理论,但实现控制的方法和手段随着技术的发展,特别是计算机技术的发展,不断地进行技术升级。这个过程经历了从分立元件控制,集成电路控制和单片计算机控制等过程。每一次的技术升级都是控制系统的性能有较大地提高和改进。随着新的控制芯片的出现,给技术升级提供了新的可能。电机控制是DSP应用的主要领域,随着社会的发展以及对电机控制要求的日益提高,DSP将在电机控制领域中将发挥越来越重要的作用。1.2 课题研究的目的及意义一个多世纪以来,电动机作为机电能量转换装置,一直在现代化生产和生活中发挥着十分重要的作用。无论是工农业生产、交通运输、国防、航空航天、医疗卫生、商务与办公设备,
16、还是日常生活中的家用电器,都大量地使用着各种各样的电机。据资料统计,现在有90%以上的动力源来自于电动机,我国生产的电能大约有60%用于电动机,电动机与人们的生活息息相关,密不可分。电动机主要类型有同步电动机、异步电动机与直流电动机三种。其中,直流电动机在八十年代以前一直处于调速传动领域的主导地位,这主要源于其完美的转矩控制特性,即通过调节电枢电压和励磁电流就可以任意调节其转速和转矩。以微控制器为核心的运动控制系统首先需要说明的是,这里的微处理器事实上是指以MCS51、MCS96等为代表的8位或16位单片机。利用微处理器取代模拟电路作为电动机的控制器,所构成的系统具有如下优点:(1) 使电路更
17、简单。模拟电路为了实现逻辑控制需要许多分立电子元件,从而使电路变得复杂。采用微处理器以后,绝大多数控制逻辑可采用软件实现。(2) 可以实现较复杂的控制算法。微处理器具有更强的逻辑功能,运算速度快、精度高、具有大容量的存储器,因此有能力实现较复杂的控制算法。(3) 灵活性和适应性强。微处理器的控制方式主要有软件来实现,如果需要修改控制规律,一般不必修改系统的硬件电路,只需对软件进行修改即可。(4) 无零点漂移,控制精度高。数字控制系统中一般不会出现模拟电路中经常遇到的零点漂移问题,控制器的字长一般可保证足够的控制精度。(5) 可提供人机界面,实现多机联网工作。一些性能要求不是很高的场合,现在普遍
18、使用单片机作为电动机的控制器。实际上与单片机功能类似,可作为电动机控制器的元件还有很多种,如工控机、可编程逻辑控制器等。工控机的功能十分强大,它有极高的速度、强大的运算能力和接口功能、方便的软件环境,但由于工控机成本高、体积大,所以一般只用于大型系统。可编程逻辑控制器则正好相反,它只能完成逻辑判断、定时、计数和简单的运算,由于功能太弱,它一般也只用于较简单的电动机控制系统设计。单片机处于工控机和可编程逻辑控制器之间,拥有强大的控制功能、低廉的成本,可以较好地满足任意类型电动机控制系统设计的需要。然而,由于微处理器一般采用冯诺依曼总线结构,处理器的速度有限,处理能力也有限;另外,单片机系统比较复
19、杂,软件编程的难度较大。同时,一般单片机的集成度较低,片上不具备运动控制系统所需要的专用外设,如PWM产生电路等。因此,基于微处理器构成的电动机控制系统仍然需要较多的元器件,这增加了系统电路板的复杂性,降低了系统的可靠性,也难以满足运算量较大的实时信号处理的需要,难以实现先进控制算法,如预测控制,模糊控制等。以可编程DSP控制器为核心构成的运动控制系统为了满足世界范围内运动控制系统的需要,TI公司推出了它的TMS320240x系列DSP控制器。x240x系列DSP控制器将一个高性能的DSP核、大容量的片上存储器和专用的运动控制外设电路(PWM产生电路、可编程死区、SSVPWM产生电路、捕获单元
20、等)以及其他功能的外设电路(16通道模拟数字转换单元、串行通信接口、CAN控制器模块等)集成在单芯片上,保持了传统微处理器可编程、集成度高、灵活性/适应性好、升级方便等优点;同时,其内部的DSP核可提供更高的运算速度、运算精度核处理大量数据运算的能力。x240x系列DSP控制器采用改进的哈佛结构,分别用独立的总线来访问程序和数据存储空间,配合片内的硬件乘法器、指令的流水线操作和优化的指令集。DSP较好地满足了系统的实时性要求,实现复杂的控制算法如Kalman滤波、模糊控制、神经元控制等。通过上面各种方法的对比,可以得到以下结论:基于以DSP控制器构成运动控制系统可满足任意场合的需要,将是运动控
21、制系统实现技术的发展方向。本毕业设计制作了一个小型的直流电动机调速装置,虽然实际应用中较难用到这么小的直流电动机调速装置,但万变不离其宗,实际应用中的直流电动机调速装置大致原理与本设计相差无几,因此,本设计有着很强的理论和指导意义。设计的主线是“控制”2字,与本人所学专业密不可分,通过完成此次毕业设计的工作,能够加深对本专业精髓的理解,同样能够增强自学能力、实践能力和钻研精神,而且设计过程中理论充分地联系了实际,对以后工作也有很大的帮助。本毕业设计基于TI公司的TMS320LF2407控制器,对直流电动机进行调速测速的控制系统,进行了设计研究。1.3 课题研究内容在研究了全数字直流电动机控制系
22、统基础上,提出一种以DSP为控制器的直流电动机智能控制系统。系统选用TI公司的TMS320LF2407高性能数字处理器,设计出基于DSP的数字直流电机控制系统。对直流调速原理分析,针对本文用到的调压调速原理以及特点进行说明。系统硬件结构整体设计方案,给出了系统整体设计框图,在此基础上介绍了本系统实现的主要功能;设计了以TMS320LF2407A为核心的硬件系统系统软件的设计,主要根据硬件设计所要实现的功能进行了系统整体设计,依据软件的整体功能设计了各个功能模块程序。 系统硬件电路的设计与制作:在DSP硬件设计方面,完成控制系统方案设计的论证和系统硬件控制电路的设计,并进行系统基本功能的调试工作
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 本科毕业 论文 基于 dsp 直流电机 控制 技术 实现 说明书
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【胜****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【胜****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。