【硕士论文】基于DSP的直流伺服电机控制器设计与实现.pdf

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1、硕二J：论文基于DSP的直流伺服电机控制器设计与实现摘要本文针对移动机器人运动控制器的要求，设计了一款基于DSP的无刷直流电机伺服控制器。详细推导了三角形接法的无刷直流电机数学模型。阐述了数字式控制系统整体方案，解决了PWM、电子换相及锁相、电机电流、转速和位置等控制检测关键技术问题。推导了新的积分分离加积分修正系数的PID控制算法。构建了基于TMS320F2812的无刷直流电机控制硬件平台。设计完成了DSP控制电路和功率驱动电路，主要包括DSP芯片外围电路、IR2130三相逆变桥电路、PWM光耦隔离电路、霍尔信号处理电路、光电编码器电路、电流采样电路和系统保

2、护电路，并对各部分电路功能做了详尽阐述。对硬件可靠性做了分析。在CCS3．3环境下开发了控制系统C程序软件。编写了改进型PID控制算法程序、M法测速程序、ADC电流采样数字滤波程序和电机换相程序。利用VC++6．O开发了伺服控制器人机交互界面，实现了上位机与DSP的SCI串口通讯。最后，以移动机器人为平台进行了系统实验，利用MATLABCCSLink工具获取了DSP系统的详细实验数据，在MATLAB环境下绘制了速度阶跃响应曲线。对比了不同PID参数下的系统响应状况，详细分析了实验中出现的各种问题。实验结果验证了控制器硬件系统和软件系统的可行性，新PID控制算法

3、的优越性。DSP控制器调试方便，升级换代容易。关键词：PID伺服控制，无刷直流电机，移动机器人，PWM，DSP，CCSLinkAbstract硕士论文AbstractThepaperpresentsaBrushlessDCMotorServoControllerbasedonDSPinviewoftherequestofMobileRobot．ThemathmaticalmodelofBLDCMotorwithDelta-connectionWasdeducedindetail．Thepaperexpaliatestheprojectofthewholedig

4、italcontrolsystem．Thekeyissuesofcontrolanddetectiontechnology，includingthePWM，ElectronicPhase．ExchangedandPhase-Locked，Motorcurrent、speedandlocation，havebeenresolved．Moreover，anewseparationandcorrectionfactorofintegralPIDalgorithmWasdeduced．TheBLDCMotorcontrollerhardwareplatformbase

5、donTMS320F2812Wasconstructed．TheDSPcontrolcircuitsandthepowerdrivingcircuitsweredesignedcompletely,whichmainlyincludedDSPchipperipheralcircuits，threephaseinvertbridgecircuitswithIR2130，PWMopticallycoupledisolatorcircuits，hallsignalprocessingcircuits，optical—electricityencodercircuit

6、s，currentsamplingcircuitsandthesystemprotectioncircuits．Meanwhile，thefunctionsofthevariouscircuitswereelaboratedindetailandthereliabilityofhardwareWasanalysed．ThewholeCsoftwareofthecontrolsystemWasdevelopedupontheCCS3．3softwaredevelopmentenvironment．TheimprovedPIDalgorithm，Mmethodof

7、velocitydetecting，ADCdigitalfilteraboutcurrentsamplingandPhase—Exchangedprocedureswerecompiledcompletely．Thehuman—computerinteractionWasdevelopedwithVC++6．0．SOthattheSCIserialcommunicationbetweenhost-computerandDSPWasachievedsuccessfully．themobilerobotwerecarriedout．ThedetailedFinal

8、ly,someexperimentsa