参数在线可调的直流伺服控制系统设计.pdf

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1、控制与应用技术EMCA电扎与桩芾J应用2014，41(2)参数在线可调的直流伺服控制系统设计万宏，李洪文，张超，吴庆林(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2．中国科学院大学，北京100039)摘要：针对多数伺服系统控制器参数都是固化在控制器内部这一问题，以ARM7LPC2478芯片和ALTERAEPM570T144为硬件平台，结合MFC框架编写可视化界面设计了PID参数可在线修改的直流伺服控制系统。详细介绍了系统的实现流程，包括CPLD程序设计、ARM程序设计和上位机程序设计。测试结果

2、表明，系统能够快速响应控制命令，对PID参数的在线修改有利于提高系统的控制精度。关键词：复杂可编程逻辑器件；伺服控制；微功能电路；参数在线可调中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1673-6540(2014)02-0014-05DesignofPIDDCServoControlSystemwithParametersSettingOnlineWANHong一，LIHongwen，ZHANGChao一，Qinglin’(1．ChangehunInstituteofOptics，FineMechanicsand

3、Physics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China)Abstract：Formostservosystemcontrollerrecently，theparameterswerecuredwithinthecontrolleranditwasdificulttochangewhentheenvironmentchanged．AkindofDCs

4、ervosystemwithPIDparametereditedonlinewasdesigned．DetailsabouttheimplementationofthesystemincludeCPLDprogramdesign，ARMprogramdesignandhostcomputerpro~amdesignwasgiven．TheexperimentalresultsshowedthatthesystemWaSabletorespondthecontrolcommandquickly，andthemodifi

5、cationofPIDparametersonlinewashelpfultoimprovethecontrolprecision．Keywords：complexprogramable1ogicdevice(CPLD)；servocontrol；microfunctioncircuit；parameterssettingonline方法根据经验采用试凑法。此方法的缺点是0引言参数调整过程步骤繁琐、工作量大。C++语言现代光电伺服控制系统对稳定性、快速性和在工程上得到广泛应用，微软提供的MFC框架大准确性都提出了较高

6、的要求。直流伺服系统包括大方便了图形界面应用程序的开发。ARM处理被控对象、驱动器、控制器等诸多环节，当被控对器以其体积小、功耗低、性能优越的特点而得到广象负载改变或者电路内部元件参数变化都会影响泛应用。CPLD芯片可进行复杂的逻辑处理并能系统的传递函数，从而要求PID参数也随之做出进行精准的时序控制设计。因此，本文基于上述调整以重新满足系统对稳定性、快速性和准确性背景设计了速度位置双闭环、PID参数在线可调的要求。在研究中，一般采用基于被控对象数学的直流电机伺服控制系统。模型的先进控制策略。在被控对象模型发生改变1

7、硬件设计时，需要重新测定传递函数，测量传递函数的方法一般采用频域测量法¨或时域测量法重新测系统原理框图如图1所示。系统以LPC2478得系统的传递函数在MATLAB中根据传递函数作为主控芯片，通过C语言编程在LPC2478内部模型仿真确定P1D参数。在工程应用中，伺服系实现控制算法、与CPLD之间的数据交互以及与统的模型往往是未知的，其控制系统参数整定的上位机的通信。系统中选用CPLD芯片是一14一电札与粒帚J应用2014，41(2)控制与应用技术EMCA发送来的控制命令，主要包括PWM占空比寄存婆器、编码器反馈计数

8、器计数时间设置寄存器和机ARM7数据总线CPLDPWM波死区时间设置寄存器等。LPC2478EPM570T144匝控制总线PWM波产生模块完成带死区的两路反相EEPROMPWM波产生。编码器反馈模块包括四倍频、辨向和计数功网1系统原理框图能，倍频AB码提高编码器码值分辨率j，辨向识ALTERA公司的LPC2478，通过VerilogHDL语言别