基于DSP的振动控制器设计

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1、硕士学位论文基于DSP的振动控制器设计王福洋哈尔滨工业大学2009年6月国内图书分类号：TP271.31学校代码：10213国际图书分类号：681.523.4密级：公开工学硕士学位论文基于DSP的振动控制器设计硕士研究生：王福洋导师：丛大成教授申请学位：工学硕士（应用研究型）学科、专业：机械电子工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2009年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP271.31U.D.C:681.523.4DissertationfortheMasterDegreeinEnginee

2、ringDESIGNOFVIBRATIONCONTROLLERBASEDONDSPCandidate:WangFuyangSupervisor:Prof.CongDachengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechatronicsEngineeringAffiliation:SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence:June,2009Degree-Conferring-Institution:Harb

3、inInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随机振动试验技术是振动力学环境模拟的一项重要内容，广泛应用于国防、航空航天、汽车、土木建筑等工业领域。在实际工程中，为研究产品的可靠性或抗震性，必须进行以随机振动为主的试验考核。为了实现高精度的随机振动试验，本文研究了传统的功率谱复现算法，采用H1法离线辨识系统频响函数，选择驱动谱迭代修正作为驱动谱修正方法，时域随机化的方法产生驱动信号。在振动控制器硬件设计方面，本文研究了国内外振动控制器硬件结构和发展趋势，指出基于DSP的振动控制器已经成为当今

4、振动控制器的主流形式，本文研制的振动控制器采用目前TI公司中较先进、功能强大的32位定点DSP芯片TMS320F2812为控制核心。通过ISA总线完成上下位机通讯，利用双端口RAM作为通讯过程的缓冲器来解决双CPU通讯冲突，由于内部SRAM存储空间太小，还扩展了128K的外部静态RAM作为程序调试和数据存储使用。采用CPLD作逻辑控制，扩展了A/D和D/A作数据采集、驱动信号输出之用，为了满足将来可能用到数字式传感器的需要，还扩展了两路CAN总线接口。在软件设计方面，本文介绍了MATLAB-DSP集成开发环境，应用MATLA

5、B设计了随机振动功率谱复现算法的Simulink模型,再利用RTW将模型转换为了实时C代码，并将代码下载到所研制的DSP控制器中，最后利用CCS对程序进行调试和cmd文件的配置直到软件可以在控制器中正常运行。最后利用真实的液压振动台做了随机振动试验来验证算法的实用性与有效性，实验结果表明本文研制的基于DSP的振动控制器可以应用到单轴液压振动台上实现高精度的随机振动功率谱复现。关键词：振动台；随机振动功率谱复现；DSP；MATLAB-DSP-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractRandomvibrationtes

6、tingtechnology,whichwidelyappliedinmanysignificantindustrialfieldsincludingnationaldefense,aerospace,automobile,andarchitecture,actsanimportantroleinvibrationenvironmentsimulation.Inpracticalsituation,randomvibrationtestmustberegardasthekeyexperimenttoobtainthereli

7、abilityorseismicbehavioroftheproducts.Traditionalpowerspectrumdensity(PSD)replicationalgorithmisstudiedinordertorealizethehighprecisionrandomvibrationtestinthisthesis.IdentifyingfrequencyresponsefunctionofshakingtablebasedonH1off-lineisused.Thendrivespectrumiterati

8、oncorrectionandtime-domainrandomizealgorithmareselectedrespectivelyascorrectionalgorithmanddrivesignalforshakingtable.Asforhardwaredesignofvibrat