基于dsp的磁悬浮小灯控制系统

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1、基于DSP的磁悬浮小灯控制系统摘要我们组设计的磁悬浮小灯控制系统是基于TMS320F28377sDSP芯片。本设计采用了上下两个霍尔元件作为感应器，通过DSP中的AD模块去采集这两路信号，然后经过PID控制后把输出通过DSP的DA模块将数据发送到驱动器控制线圈电流大小，以改变磁场来控制灯的位置使其保持悬浮，整个系统够成了一个闭环控制系统，抗干扰能力强，新颖且可广泛于教育领域，增加学生的学习兴趣。Abstract关键词：TMS320F28337SPID控制闭环控制系统Ⅰ基于DSP的磁悬浮小灯控制系统基于DSP的磁

2、悬浮小灯控制系统目录摘要……………………………………………………………………ⅠAbstract………………………………………………………………Ⅰ引言……………………………………………………………………1第一章磁悬浮小灯控制系统的结构………………………………11.1电源部分…………………………………………………………21.2AD转换部分………………………………………………………21.3PID部分…………………………………………………………31.4DA转换部分………………………………………………………41.5驱动器

3、部分………………………………………………………5第二章程序流程图…………………………………………………6结论……………………………………………………………………6致谢……………………………………………………………………6参考文献………………………………………………………………7附录……………………………………………………………………8基于DSP的磁悬浮小灯控制系统引言目前在现实生活中，磁悬浮技术得到了广泛的应用,本设计采用把磁悬浮技术使得小灯并发亮保持悬浮，改变了传统的照明技术，其中也用到了PID闭环控制。非常

4、新颖，且系统比较稳定，能够很好的应用于教育领域，增加学生的学习兴趣。对其他领域也有广泛的启发意义。第一章磁悬浮小灯控制系统的结构分析仪使用DSP28377S开发平台作为基础。整个系统可以分成5个部分：（1）开关电源部分：给系统提供24V电源。（2）AD采集部分：使用TMS320X28377S内部的AD外设，对待测的的霍尔元件两端进行模数转换。得到数字量表示的电压值。（3）PID部分：在DSP中，使用AD模块采集到的外部信号，并转化为数字信号作为PID控制器的反馈信号，然后设定期望值，在DSP中经过数字PID计算

5、后通过DA模块传送给驱动器，从而使得驱动模块能够调整电流的大小，一控制磁场的强度，是灯保持悬浮。（4）驱动模块部分：根据DA传送过来的信号输出相应大小电流给线圈。（5）DA输出部分：使用TMS320F28377S内部的DA外设，把经过PID计算的输出量传送给外部的驱动器。磁悬浮小灯控制系统整体结构图，如图1所示。图1磁悬浮小灯控制系统整体结构图１２基于DSP的磁悬浮小灯控制系统1.1开关电源部分设备的电源部分的目的是为了给整个系统体提供24v的电源。图2系统的电源部分1.2AD转换部分1.2.1AD转换本设计采

6、用TMS320F28377S内部的A/D转换器来采集外部霍尔元件的信号。TMS320F28377S内部的A/D转换器的特性如下1.12位或16位的转换精度2.最高25MHz的转换速度、3.16路独立通道。由于控制系统的整体工作频率比这芯片内部25MHz的最高转换速度慢。为了得到更加精确的转换值，可以采用采集10次数据，讲采集到的数据就行快速排序，去掉采集到系统的最高和最低的值，然后将这8次数据求其平均值。把这样处理后的结果再当做一次采集的数据。1.2.2AD转化的实现1.配置AD转换的时钟信号ADCCLK，系统

7、预分频。2.配置AD转换的采样模式，本设计才用12位通道，单端模式。3.配置AD转换的通道以及转换完成后中断标志清零。１２基于DSP的磁悬浮小灯控制系统1.3PID控制部分1.3.1PID控制原理PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单的控制运算不同，PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，这样可以使系统更加准确，更加稳定。可以通过数

8、学的方法证明，在其他控制方法导致系统有稳定误差或过程反复的情况下，一个PID反馈回路却可以保持系统的稳定。图3PID控制原理图1.3.2PID控制的实现在DSP中，使用AD模块采集到的外部信号，并转化为数字信号作为PID控制器的反馈信号，然后设定期望值，在DSP中经过数字PID计算后通过DA模块传送给驱动器，从而使得驱动模块能够调整电流的大小，一控制磁场的强度，是灯保持悬浮。1.定义变