试论基于dsp和fpga的开放式运动控制平台研究及其应用

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1、华中科技大学硕士学位论文基于DSP和FPGA的开放式运动控制平台研究及其应用姓名：刘军锋申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：万淑芸2003.4.27华中科技大学硕士学位论文摘要本文主要介绍基于DSP(TMS320LF2407A)和CPLD(MAx3128A)伺服运动控制平台的设计。文中在讨论了永磁同步电机的控制策略的基础上提出了针对表面式永磁同步伺服电机的i。s0的矢量控制，介绍了通过光电码盘确定永磁同步电机转子磁极位置的方法，以及SVPWM的原理和特性及其数字实现方法。详细阐述由TMS320LF2407A和MAX3128

2、A构建的传动控制系统平台。凸于TMS320LF2407A具有速度快、存储量大、外设丰富和功耗低等特点，已经逐渐猪代TMS320F240成为电机控制领域的主流控制器。文中着重介绍了以TMS320LF2407A为主控制器的传动控制系统的硬件平台设计，介绍接口电路的设计，并给出了原理图。随着可编程逻辑器件的发展和EDA技术的发展，CPLD／FPGA由于其独特的优越性(无上电复位问题、无程序跑飞问题)正在传动控制领域得到越来越广泛地应用。为了提高平台的开放性，平台利用了CPLD管理逻辑信号，完成常用数字接口的设计并铺助主控制器完成了与PC机ISM

3、PC总线的并行通讯。由于DSP和CPLD的有机结合，使系统的-丌放性和二次开发能力大大提高。随着微控制器的发展和可编程逻辑器件的发展，必将推动系统的不断升级。)，以上述平台为基础，设计了一个基于矢量控制的三环永磁同步伺服系统，为解决典1I系统超调和抗扰性的矛盾，将lP调节器引入系统。通过试验证明IP调节器在不影响系统抗扰性和稳态精度的前提下，大大降低了电流的超凋。工程实践证明了设计的正确性。为了满足用户对系统方便操作和监视的要求，实现参数在线修改以及故障综合，并满足一定可视性，提出并设计了基于RS232的串行通讯程序，包括两部分：Pc机的

4、监控系统和数字操作器。文中详细分析了设计数字操作器的硬件模块及框图和软件流程，实际应用表明数字操作器方便了用户对系统的操纵和监视，已在实际工程中得到应用。。／、／关键词：永磁同步电动机数字信号处理器(DigiI站研静—Pr优锶卿卜姗)可编程逻辑器件(CEL-D坦K淤j。全数字交流伺服系统数字操作器、，、／、，，’l华中科技大学硕士学位论文AbstractAdesignofmovingcontrolsystemplatformbased011theDSP(TMS320LF2407A)andCPLD(MAX3128A)isintroduced

5、inthisthesis．Inthisartitie．w{啦thediscussingthedifferentcontrolstrategiesofPMSM(PermanentMagneticSynchronousMotor)，the屯§0vectorcontrolagainstSPMSMisextracted。AndWeintroducedthemethodoflocatingthePMSM’Srotorpole。thetheoryofSVPWMandit’sdigitalimplementation。Themovingcontrolf

6、latformwhichiscomposedby，rMS320LF2407AandMAX3128Aisrepresented．TMS320F240isgraduallyreplacedbyTMS320LF2407AwhichbecomingthemaincontrollerinthefieIdofmotorcontrolbecauseTMS320U72407Ahavetheadvantageoffast，largememories，abundantperipheralandlowpowerconsumption．啊khardwaredes

7、igninwhichTMS320LF2407Aisusedasmaincontrollerismainlyintroducedinthisthesis．Theinterfacecircuit’sdesignandschematicdiagramisintroduced。FollowingthedevelopmentofprogrammablelogicdevicesandthetechnologyofEDA。theCPLD／FPGAisbeingwidelyappliedindrivecontrolsystembecauseofit'su

8、niquesuperiority(rioresetandnowatchdog)。Fordevelopingtheopennessoftheplatform，theCPLDisusedforma