《基于dsp的电动执行机构的设计与实现.》

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1、您的论文得到两院院士关注嵌入式系统应用文章编号:1008-0570(2009)07-2-0001-03基于DSP的电动执行机构的设计与实现DesignofElectricActuatorBasedonDSP（清华大学）刘琳琳杨佃福LIULin-linYANGDian-fu摘要:智能电动执行机构的研究是工业控制领域的热点问题之一。本文论述了一种基于DSP的电动执行机构的研究工作。本电动执行机构采用三相混合式步进电动机为动力、以DSP为控制核心、可接收模拟、开关及数字等各种阀位指令信号,实现精确控制。执行机构的控制器能够通过ZigBee与

2、遥控器通信,实现了非侵入式的参数设定和配置。本文介绍了电动执行机构的结构特点及其软硬件设计,并对其中的一些重点问题进行了讨论。关键词:三相混合式步进电动机;电动执行机构;非侵入式设计中图分类号:TP273文献标识码:AAbstract:Intelligentelectricactuatorisahotissueinindustrialcontrolarea.ThispaperintroducesthedesignworkofanelectricactuatorbasedonDSP.Thisactuatorusesa3-phasehyb

3、ridstepmotorasdriver,archiveshighperformancebyusingDSPandcanbecontrolledinvariousways,aswellascanbeconfiguredwirelesslyviaZigBee.Thehardwarestructureandsoftwaredesignwork技isillustrated,andsomekeyproblemsareparticularlydetailed.Keywords:3-phaseHybridStepMotor;ElectricAct

4、uator;NoninvasiveDesign术损坏，寿命长。4、电机功率密度大、出力大、有助于减小系统创1引言的整体体积。电动执行机构是构成过程控制系统的重要设备，在电力、2.2以DSP为核心的控制器新冶金、石油、化工等行业有着广泛的应用。而采用高性能微处电动执行机构选用TI公司生产的电动机控制芯片理器的智能电动执行机构一直是研究的热点问题之一。本文TMS320LF2406A作为控制器的核心。利用其最高可达40MIPS介绍了一种以DSP为控制核心、应用步进电动机作为动力、能的运算能力和丰富的片上资源，电动执行机构不仅能够具有较够通过

5、ZigBee技术进行参数设置的智能电动执行机构的研究高的控制性能，而且仅用很少的元器件就实现了全部控制功开发工作。能，简化了系统结构、降低了系统成本。2.3通过ZigBee技术实现参数设置2电动执行机构的结构特点电动执行机构的工作环境通常较为恶劣，应用现场可能存传统的电动执行机构多采用感应式异步电动机或直流电在爆炸性或腐蚀性介质。传统的打开机盖进行参数设置的方动机机作为动力，电机经减速机构、输出轴驱动阀门动作。控制式，可能会造成执行机构内部电路受损，同时也可能导致安全器则按用户的要求控制电机旋转，使阀门运行到目标位置。电隐患。因此用户

6、越来越青睐采用不开盖即可对参数进行设置的动执行机构在运行中需要对电流、阀门位置等参数进行实时测非侵入式设计的产品。量，以满足系统在输出力矩、开关速度及输出轴位置等方面的ZigBee是一种专为工业控制、智能家居等应用开发的通信要求。下面对电动执行机构的主要特点进行介绍。技术，具有低速、低功耗、低成本、传输距离远的优点。电动执行2.1应用三相混合式步进电动机作为动力机构采用ZigBee技术实现控制器和遥控器之间的数字通信，可电动机是电动执行机构的动力源，其特征对电动执行机构以完全实现非侵入式参数设置；克服了传统上采用的红外传输的结构和性能

7、具有重要的影响。新型的三相混合式电动机结合方式通信距离短等缺点，同时提高了传输速率和可靠性。了两相和五相混合式步进电动机的优点，具有结构简单、控制2.4完善的保护功能方式灵活、控制性能好、性价比高的优点。电动执行机构具有过流保护的功能，在通过电机绕组的电与采用直流或交流电动机相比，应用三相混合式步进电流超过设定值时，能够自动切断电源，达到保护设备的目的。执动机具有如下优势：1、电机的行程由脉冲数决定、转速由脉行机构还具有掉电保护的功能，通过定时向EEPROM中写入冲频率决定，步距角仅为1.2度，无需精密的测速元件即可实RAM中的系统运

8、行参数，将在掉电情况下RAM中数据丢失造现高精度的阀门位置控制和速度控制。2、采用斩波电流控制成的影响降到最低。时，可以实现精确的力矩输出，省去了传统执行机构中的机3电动执行机构的硬件设计械力矩保护装置。3、电机结构简单