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基于tms320f2808的異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)之軟件設(shè)計(jì)
以下是一篇關(guān)于基于tms320f2808的異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)之軟件設(shè)計(jì)的自動(dòng)化畢業(yè)論文，由YJBYS求職網(wǎng)小編為您收集整理，歡迎瀏覽！
伺服系統(tǒng)(Servo system)亦稱隨動(dòng)系統(tǒng)是自動(dòng)化學(xué)科中與產(chǎn)業(yè)部門(mén)聯(lián)系最緊密，服務(wù)最廣泛的一個(gè)分支。世界上第一個(gè)伺服系統(tǒng)由美國(guó)麻省理工學(xué)院輻射實(shí)驗(yàn)室（林肯實(shí)驗(yàn)室的前身）于1944年研制成功，這就是火炮自動(dòng)跟蹤目標(biāo)的伺服系統(tǒng)。它屬于自動(dòng)控制的一種，它用來(lái)控制被控對(duì)象的轉(zhuǎn)角(或位移)，使其能自動(dòng)的、連續(xù)的、精確的復(fù)現(xiàn)輸入指令的變化規(guī)律。傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)通常在精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性、系統(tǒng)抗干擾性等方面差強(qiáng)人意。而數(shù)字化是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，現(xiàn)代伺服系統(tǒng)朝著高精度、快速的方向發(fā)展，朝著功能強(qiáng)和更復(fù)雜的方向發(fā)展。數(shù)字伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于連續(xù)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，進(jìn)一步解決實(shí)用數(shù)字控制器設(shè)計(jì)問(wèn)題和解決數(shù)字伺服系統(tǒng)中的特殊問(wèn)題。例如軸—角編碼、軸角—數(shù)字轉(zhuǎn)換、數(shù)—模轉(zhuǎn)換、數(shù)字—軸角轉(zhuǎn)換、采樣周期選擇、控制規(guī)律選擇、控制軟件設(shè)計(jì)等問(wèn)題。目前一般的數(shù)字伺服控制系統(tǒng)都是采用工控機(jī)或者是單片機(jī)來(lái)做控制、位置和速度運(yùn)算。應(yīng)用工控機(jī)的系統(tǒng)雖然在大多數(shù)的場(chǎng)合下都能夠穩(wěn)定工作，但由于工控機(jī)高昂的價(jià)格和需要另配各種接口卡使得系統(tǒng)的造價(jià)很高，從而限制了數(shù)字式伺服系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。而采用單片機(jī)的系統(tǒng)則只能應(yīng)用在慢速和數(shù)據(jù)量小的系統(tǒng)中。數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)是專門(mén)為數(shù)字信號(hào)處理而設(shè)計(jì)的可編程微處理器，它具有靈活的指令集、內(nèi)在操作的靈活性、高速的運(yùn)算能力、改進(jìn)的并行結(jié)構(gòu)、有效的成本及DSP處理器集成了許多常用的芯片等優(yōu)點(diǎn)。研究基于DSP的伺服跟蹤系統(tǒng)將會(huì)使得這種新型的伺服系統(tǒng)的體積將會(huì)更小、重量將更輕、功耗將更低、價(jià)格將更便宜、可靠性將更高，而且這種新型的基于DSP的伺服跟蹤系統(tǒng)已經(jīng)完全可以應(yīng)用于各種工業(yè)場(chǎng)合，以替代傳統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)，并且還能夠擴(kuò)展到許多新的領(lǐng)域中去，具有非常好的應(yīng)用前景。
1.2技術(shù)指標(biāo)及要求
以DSP為主控制器，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)加以控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行狀態(tài)模擬。轉(zhuǎn)臺(tái)電控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方式控制，使整個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)安預(yù)定的工作方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)包括正弦搖擺運(yùn)動(dòng)在內(nèi)的一些特定的工作。
保 精 度: 0.05°／s ~ 40°／s；
最 大 角 速 度： 60°／s；
保精度角加速度： 60°／s ；
最大角加速度： 100°／s ；
控 制 精 度： 4′ （最大誤差）
1.3主要設(shè)計(jì)內(nèi)容
根據(jù)系統(tǒng)所提出的性能指標(biāo)的要求，本文將主要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行討論：
1 結(jié)合DSP和其它相關(guān)硬件，設(shè)計(jì)伺服控制系統(tǒng)的硬件。
2 根據(jù)課題要求和已有的硬件在DSP仿真環(huán)境下使用匯編和C語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的伺服控制，并滿足系統(tǒng)要求的控制精度。
3 對(duì)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率設(shè)計(jì)作了探討。
4 應(yīng)用MATLAB 中Simulink 對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行仿真。
1.4方案論證
一．DSP 的選取
在研制基于DSP的伺服跟蹤系統(tǒng)的過(guò)程中，我們將先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、高速的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)應(yīng)用于伺服系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)一種新型的基于DSP的伺服跟蹤系統(tǒng)。這種基于DSP的伺服跟蹤系統(tǒng)相比于目前普遍應(yīng)用的基于工控機(jī)的或者基于單片機(jī)的伺服系統(tǒng)不但在性能上有了很大的提高，有效地降低了系統(tǒng)的功耗、體積，使該系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用環(huán)境更為廣泛，而且該系統(tǒng)的成本比采用工控機(jī)的方式也大為降低。
且以高速數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）TMS320F240為中央處理單元，配以極少的外圍電路構(gòu)成了檢測(cè)器的核心控制部件等優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)介如下：
TMS320F240是美國(guó)TI公司專為數(shù)字電機(jī)控制應(yīng)用而推出的一種低價(jià)格，高性能16位定點(diǎn)運(yùn)算DSP。TMS320F240系列將高性能的DSP內(nèi)核和豐富的微控制器外設(shè)功能集于一身，為控制系統(tǒng)應(yīng)用提供了一個(gè)理想的解決方案。
TMS320F240的主要性能如下：
1.指令周期為50µs且大多數(shù)指令為單周期；
2.面向電機(jī)控制的“事件管理器”模塊：
（1）3個(gè)通用定時(shí)器，可輸出3路比較/PWM脈沖；
（2）3個(gè)全比較單元，可輸出3對(duì)帶死區(qū)控制的比較/PWM脈沖；
（3）3個(gè)單比較單元，可輸出3路比較/PWM脈沖；
（4）4個(gè)捕獲引腳，用于高速I(mǎi)/O 管理；
（5）正交編碼脈沖單元，可直接連接光電編碼器；
3.兩組各8路10位10µs的A/D轉(zhuǎn)換器；
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