舵机数字化控制器分析与设计

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1、摘要本课题来源于公司某型舵机研制项目，研究基于MSP430F149单片机的数字化舵机伺服控制系统，旨在采用单片机控制器实现舵机用永磁无刷直流电动机驱动控制系统的全数字化控制。论文首先分析了永磁无刷直流电动机控制系统的基本构成、工作原理，研究了无刷直流电动机的动态数学模型及其基本控制策略，设计了一套永磁无刷直流电动机控制系统。在此基础上，对该永磁无刷直流电动机控制系统的硬件设计方案及软件设计方案进行了详细分析。实现了系统硬件电路小型化、低功耗的结构设计。结果表明，该舵机用数字化控制系统应用方便，而且满足设计技术指标。系统为数字化舵机控制系统调试测试提供了可行的调测方案。本课题研究结果不仅可以

2、应用于舵机，还可以应用于其他各种驱动控制设备，具有广阔的应用前景。关键词：舵机；MSP430F149单片机；伺服系统；比例积分微分（PID）控制；IAbstractThetopicwhichcomesfromtheprojectofacertaintypeofactuatorisdeveloped,basedonthedigitalservocontrolsystemusingsinglechipmicrocomputerMSP430F149,toachievepermanentmagneticactuatorwithfulldigitalcontroldrivecontrolsystem

3、ofBrushlessDCmotor.ThepaperfirstlyanalyzethepermanentmagnetbrushlessDCmotorcontrolsystembasicstructure,workingprinciple,studythedynamicmathematicalmodelofnonbrushDCmotor,thebasiccontrolstrategy,designasetofpermanentmagnetbrushlessDCmotorcontrolsystem.Onthisbasis,thebrushlessDCmotorcontrolsystemdes

4、ignschemeforthesimulationofthepermanentmagnet.Therealizationofthestructuredesignofthesystemhardwarecircuitminiaturization,lowpowerconsumption.Theresultsshowthat,thedigitalcontrolsystemfortheactuatorhastheadvantagesofconvenientapplication,meetsthedesignspecifications.Systemforthedigitalservocontrol

5、systemprovidesafeasibletestscheme.Theresultsoftheresearchcanbeappliednotonlytothesteeringgear,butcanalsobeappliedtootherkingsofdrivecontroldevic,andhasbroadapplicationprospects.KeyWords:controlactuator;MSP430F149microchipprocesser;seversystem;proportionalintegraldifferential(PID)controlII目录第1章绪论..

6、................................................11.1本课题研究的背景................................................11.2舵机的国内外发展状况............................................21.3舵机控制系统的发展状况..........................................31.4本文研究的工作情况..............................................41.4.1本文研究的主要内容.

7、......................................41.4.2本课题的技术路线.........................................51.4.3论文的章节安排...........................................5第2章无刷直流电动机控制系统................................62.1数字化伺服系统的优点..