基于DSP的直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計本科畢業(yè)論文-973

基于DSP的直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計本科畢業(yè)論文基于DSP的直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計基于DSP的直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計摘要：直流電機由于勵磁磁場和電樞磁場完全解耦，可以獨立控制，因此具備良好的調(diào)速性能，出力大、調(diào)速范圍寬和易于控制，廣泛應(yīng)用于電力拖動系統(tǒng)中。而隨著對電機控制要求的不斷提高，普通的單片機越來越不能滿足對電機控制的要求，DSP技術(shù)的發(fā)展正好為先進控制理論以及復(fù)雜控制算法的實現(xiàn)提供了有力的支持。TI16DSP控制器TMS320LF2407DSPDSP出控制信號來控制電機的轉(zhuǎn)動。關(guān)鍵詞：直流電機；DSP；PID控制器；PWM基于DSP的直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計TheDesignofDCMotorControlSystemBasedonDSPAbstract：TheDCmotorarmaturemagneticfieldandtheexcitationcompletelydecoupled,itcanbeindependentlycontrolled,soithasagoodspeedperformance,contributetoalargepower,widelyspeedrange,andeasytocontrol,soitiswidelyusedinelectricdrivesystems.Withthemotorcontrolrequired forcontinuousimprovement,commonsingleMCUcan'tmeetrequirementsofthemotorcontrolwell,DSPtechnologyjustfortheadvancedcontroltheoryandcomplexcontrolalgorithmimplementationprovidesastrongsupport.ThisdesignusestheAmericanTIcompanyspeciallyformotorcontroldesignofdigital16fixed-pointDSPcontrollerTMS320LF2407asthecontroller.ThechipsetDSPsignalthehighprocessingcapacityandusedinmotorcontroloptimizationtheperipheryofthecircuitinabody,highperformancedrivingcontroltechnologytoprovidereliableandefficientsignalprocessingandcontrolhardware.Motorcontrolsystemiscomposedofdetectiondevices,themaincontroller,powerdriverandPCcomponen ts,whichDSPcontrollerisakeypartofthemotorcontrolsystem,responsibleforthemotorfeedbacksignalprocessingandoutputcontrolsignaltocontroltherotationofthemotor.Keywords：DCmotor,DSP,PIDcontroller,PWM基于DSP的直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計目 錄第1章 緒論 1課題概述 1課題研究的背景 1課題研究的目的及意義 2課題研究的現(xiàn)狀 2課題研究的內(nèi)容 5第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計 62.1 系統(tǒng)的組成 62.2 DSP芯片選擇 6TMS320LF2407DSP控制器介紹 7硬件方案論證 10測速傳感器的選擇 10功率驅(qū)動單元方案論證 11鍵盤顯示方案論證 11PWM實現(xiàn)方案論證 12本章小節(jié) 12第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 13電源電路的設(shè)計 13功率驅(qū)動單元的設(shè)計 13PWM調(diào)速原理 14電機驅(qū)動電路 15速度檢測單元的設(shè)計 16速度檢測的方法 16速度檢測電路設(shè)計 17按鍵控制單元的設(shè)計 18顯示單元的設(shè)計 20基于DSP的直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計3.5.1 1602液晶介紹 203.5.2 顯示單元接口電路設(shè)計 20通信單元的設(shè)計 21本章小節(jié) 22第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 23主程序的設(shè)計 23主程序 23初始化子程序 24顯示程序 24中斷服務(wù)程序的設(shè)計 24PWM波發(fā)生程序 25捕獲中斷程序 27PID控制算法 28PID控制原理 29系統(tǒng)PID控制 29本章小節(jié) 31第5章 系統(tǒng)總體調(diào)試 32調(diào)試準備 32系統(tǒng)調(diào)試 32結(jié)論 34致謝 35參考文獻 36附錄 錯誤！未定義書簽。PAGEPAGE10第1章 緒論課題概述課題研究的背景氣傳動和交流電氣傳動兩大類?？v觀電氣傳動的發(fā)展過程，交流與直流兩大電氣傳動并存于各個時期的各大工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，雖然它們所處的地位和作用不同，但它們始終隨著工業(yè)技術(shù)而發(fā)展的。特別是隨著電力電子技術(shù)和微電子學(xué)的發(fā)展，在相互競爭中完善著自身，發(fā)生著變更。由于直流電機具有良好的線性調(diào)速特性，簡單的控制性能，因此在工業(yè)場合應(yīng)靜態(tài)特性和動態(tài)響應(yīng)方面都提出了更高的要求，所以計算機控制電力拖動控制系統(tǒng)已成為計算機應(yīng)用的一個重要內(nèi)容。直流調(diào)速系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著更為廣泛的應(yīng)用。隨著計算機技術(shù)和電力電DSPDSPDSP控制系統(tǒng)；有單閉環(huán)控制系統(tǒng)，有雙閉環(huán)控制系統(tǒng)和多閉環(huán)控制系統(tǒng)；有可逆調(diào)速系統(tǒng)，有不可逆調(diào)速系統(tǒng)等[9]。開展本課題研究的控制對象是閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)；研究的目的是利用計算機硬件和軟件發(fā)展的最新成果，對控制系統(tǒng)升級進行研究；研究工作是在對控制對象全面回顧總結(jié)的基礎(chǔ)上，重點對控制部分展開研究，它包括對實現(xiàn)控制所需要的硬件和軟件環(huán)境的探討，控制策略和控制算法的探討等內(nèi)容。目前，對于控制對象的研究和討論很多，有比較成熟的理論，但實現(xiàn)控制的方法和手段隨著技術(shù)的發(fā)展，特別是計算機技術(shù)的發(fā)展，不斷地進行技術(shù)升級。這個過程經(jīng)歷了從分立元件控制，集成電路控制和單片計算機控制等過程。每一次的技術(shù)升級都是控制系統(tǒng)的性能有較大地提高和改進。隨著新的控制芯片的出現(xiàn)，給技術(shù)升級提供了新的可能。DSP提高，DSP將在電機控制領(lǐng)域中發(fā)揮越來越重要的作用。課題研究的目的及意義長期以來，直流電機一直占據(jù)著速度控制和位置控制的統(tǒng)治地位。由于它具有良好的線性調(diào)速特性，簡單的控制性能，高質(zhì)高效的平滑運轉(zhuǎn)的特性，盡管近年來不斷受到其它電動機的挑戰(zhàn)，但到目前為止，就其性能來說仍無其它電動機可比。在控制系統(tǒng)的構(gòu)成上，本課題對硬件電路進行了設(shè)計，而這個硬件系統(tǒng)具有一定的通用性，也即可以將它作為一個硬件平臺，在其它過程控制中應(yīng)用。另外，由DSP的特點量身訂做，可以在其它的控制系統(tǒng)中根據(jù)不同的要求進行外圍電路的設(shè)不浪費資源。本直流電機控制系統(tǒng)采用經(jīng)典的數(shù)字增量式PID控制算法，在本文中對數(shù)字增量式PID控制的理論、設(shè)計和實現(xiàn)進行了較為詳細的論述。課題研究的現(xiàn)狀近些年來，隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)、控制技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，電機的應(yīng)用技術(shù)也得到了進一步的發(fā)展，新產(chǎn)品、新技術(shù)層出不窮。除了人們己經(jīng)熟悉的普通電機外，許多不同用途的特種電機也不斷問世，如廣泛應(yīng)用于辦公設(shè)備的無刷直流電機和高精度的步進電機、用于照相機的超聲波電機、用于心臟血液循環(huán)系統(tǒng)的微型電機等等。另一方面，由于應(yīng)用了電力電子技術(shù)，電機的控制技術(shù)變得更加靈活，效率也更高，如變頻器控制的異步電機及伺服系統(tǒng)即是典型的例子[1]。在實際中，電機應(yīng)用已由過去簡單的起?？刂?、提供動力為目的應(yīng)用，上升到對其速度、位置、轉(zhuǎn)矩等進行精確的控制，使被驅(qū)動的機械運動符合預(yù)想的要求。例如在工業(yè)自動化、辦公室自動化和家庭住宅自動化方面使用大量的電機，幾乎都采用功率器件進行控制，將預(yù)定的控制方案、規(guī)劃指令轉(zhuǎn)變成期望的機械運動。這種新型控制技術(shù)己經(jīng)不是傳統(tǒng)的“電機控制”或“電氣傳動”而是“運動控制以及這些被控機械量的綜合控制。因此現(xiàn)代電機控制技術(shù)離不開功率器件和電機控制器的發(fā)展[5]。電機的控制器經(jīng)歷了從模擬控制器到數(shù)字控制器的發(fā)展。由于模擬器件的一些參數(shù)受外界因素影響較大，并且它的精度也差。所有這些都使得模擬控制器的可重復(fù)性比較差，控制效果不理想，因此調(diào)速電機的控制器逐漸朝數(shù)字化方向發(fā)展。數(shù)控制精度高、對環(huán)境因素不敏感等優(yōu)點。隨著現(xiàn)有的工業(yè)電氣傳動、自動控制和家電領(lǐng)域?qū)﹄姍C控制產(chǎn)品需求的增加用戶也不斷提高對電機控制技術(shù)的要求[5]816位的微處理器實現(xiàn)電機的閉環(huán)控制，然而它們的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)和計算功能都阻礙了這一要求的實現(xiàn)。例如，在很多領(lǐng)域（如工業(yè)、家電和汽車這種電機的控制可以通過使用先進的電機控制理論、采用高效的控制算法來實現(xiàn)。但是這可能超出上述微處理器的計算能力。使用高性能的數(shù)字信號處理器（DSP）來解決電機控制器不斷增加的計算量和速度需求是目前較為普遍的做法。將一系列外圍設(shè)備如模數(shù)轉(zhuǎn)換器D制發(fā)生器和數(shù)字信號處理器集成在一起，就獲得一個既功能強大DSPDSP的性能得到很大的改善，軟件和開發(fā)工具越來越多，越來越好，價格卻大幅度降低。低端產(chǎn)品的價格已接近單片機的價格水平，但卻比單片機具有更高的性能價格比。越DSP器件取代高檔單片機的時機己成熟[13]。首先，與單片機相比，DSP器件具有較高的集成度。DSP具有更快的CPU,更大容量的存儲器，內(nèi)置有波特率發(fā)生器和FIFO緩沖器，提供高速、同步串口和標A/D和采樣/PWM器件為精簡指令器件，大多數(shù)指令都能在一個周期內(nèi)完成，并且通過并DSP采用改進的哈佛結(jié)構(gòu)，具有獨立的程序和數(shù)據(jù)空間，允許同時存取程序和數(shù)據(jù)。又配有內(nèi)置高速硬件乘法器、多級流水線，使DSP器件具有高速的數(shù)據(jù)計算能力。而單片機為復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機（CIS2-3.諾依曼結(jié)構(gòu)，ALU乘法需要由軟件來實現(xiàn)，因此占用較多的指令周期，也就是說速度比較慢。所以，DSP168-1016-30DSP器件還提供了高度專業(yè)化的指令集，提供了FFT快速傅立葉變換和濾波器的運算。此外，DSPJTAG（JointTestAction接口，具有更先進的開發(fā)手段，批量生產(chǎn)測試更方便。DSP通過復(fù)雜的算法達到同樣的控制性能，降低成本，可靠性高，有利于專利技術(shù)的保DSPDSP電機控制專用集成電路。如DSP45%DSP--TMS320C24x。新的TMS320C24xDSPTITMS320C2xLP16位定DSPTIDSP核心技術(shù)，顯示出TI的特殊能力一通過在單DSPDSP方案。TMS320C24xDSPA/DTMS320LF240730MIPSDSP核、兩32位的中央算術(shù)邏輯單元、多達16IOA/D64KI/032KTMS320DSP軟件開發(fā)工具JTAG仿真支持，可使電機控制領(lǐng)域的研發(fā)人員方便地調(diào)試控制器和脫機使用。DSPCDSP用戶的調(diào)試和應(yīng)用。DSP現(xiàn)復(fù)雜的實時控制。課題研究的內(nèi)容DSP的直流電機控制系統(tǒng)，通過控制算法和調(diào)速方法的分DSPDSP制的脈沖控制整流電壓，改變串入主回路中的直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。研究內(nèi)容包括如下：電機控制系統(tǒng)功能實現(xiàn)的分析；控制算法與調(diào)速方法的分析與設(shè)計；電機驅(qū)動、電源模塊、按鍵模塊、測速、顯示模塊的硬件設(shè)計與實現(xiàn)；設(shè)計與實現(xiàn)；電機控制系統(tǒng)整機測試與實現(xiàn)；第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計2.1 系統(tǒng)的組成2-1DSP元、通信單元五個部分。DSP控制單元：對來自上位機的給定信號和來自傳感器的反饋信號按一定的算法進行處理，輸出相應(yīng)的PWM波，經(jīng)過光電隔離部分，送給功率驅(qū)動單元；DSPPWM信號進行功率放大后送給直流電動機的電樞兩端，驅(qū)動電機與負載；速度檢測單元：采集電機的速度信息，并送給主控制器；顯示單元：將采集到的電機轉(zhuǎn)速信息予以顯示；通信單元：負責主控制器與上位機及外設(shè)的信息交換。2 DSP芯片選擇

圖2-1系統(tǒng)總體框圖CISCNTEL196MXRISC如日立SH704xDSPTIT145320F24X系DSP。一般用于直流電機控制的徽處理器性能要滿足以下幾個方面：指令執(zhí)行速度；片上程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器的容量及程序存儲器的類型；乘除法、積和運算和坐標變換、向量計算等控制計算功能；中斷功能和中斷通道的數(shù)目；PWM生成硬件單元和可實現(xiàn)的調(diào)制范圍以及死區(qū)調(diào)節(jié)單元；A/D轉(zhuǎn)換器；價格及開發(fā)環(huán)境。DSP一般采用哈佛或者改進的哈佛結(jié)構(gòu)，程序空間和數(shù)據(jù)空間分離，程序的數(shù)據(jù)總線和地址總線分離，數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線和地址總線分離。這種結(jié)構(gòu)允許同時訪問程序指令和數(shù)據(jù)，在同一機器周期里完成讀和寫，并行支持在單機器時鐘內(nèi)同時執(zhí)行算術(shù)、邏輯和位處理操作，極大地提高了執(zhí)行速度，并且電機控制專用DSP具備豐富的設(shè)備和接口資源。TITMS320DSPDSP霸主。本論文選擇了TITMS320LF2407DSP作為直流電機控制系統(tǒng)的微處理器。TMS320LF2407DSP控制器介紹TMS320LF2407DSP是專為數(shù)字電機控制和其它控制系統(tǒng)而設(shè)計的。是當前集成度最高、性能最強的運動控制芯片。不但有高性能的C2XXCPU內(nèi)核，配置有高與面向電機的強大控制功能結(jié)合在一起，成為傳統(tǒng)的多微處理器單元和多片系統(tǒng)的理想替代品[12]。TMS320LF2407的片內(nèi)外設(shè)模塊包括：事件管理模塊（E/輸出模塊I/O、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊C、串行外設(shè)模塊、串行通信模塊I、局域網(wǎng)控制器模塊（CA。和EVBTMS320LF2407提供兩個事件管理器EVA和EVB模塊，每個模塊包含兩個通用（GP）定時器、3個全比較/PWM單元、3個捕獲單元和一個正交編碼脈沖電路。事件管理器位用戶提供了眾多的功能和特點，在運動控制和電機控制中特別有用。通用定時器：LF2407416時器增/TxCNT16位的定時器比較寄存器TxCMPR；一個16位的定時器周期寄存器TxPR16TxCON；可選擇GP定時器之間可以彼此獨立工作或相互同步工作。PWMGP定時器的內(nèi)部4/保持模式、連續(xù)增計數(shù)模式、定向增/減計數(shù)模式、逢續(xù)增/減計數(shù)模式。當計數(shù)器值和比較寄存器值相等時，比較匹PWM輸出引腳TxPWM/TxCMP上產(chǎn)生CMP/PWM脈沖，GPTCONA/D轉(zhuǎn)換器。比較單元：LF24076個比較單元，每個EV3PWM輸出，比較單元的時基由通用定時器1模塊）3（EVB模塊）提供。每個比較單元和通用定時器13及輸出邏輯可在兩個特定的器件引腳上產(chǎn)生一對具有可編程死區(qū)以及輸出極性可控PWMEV6PWM輸出引腳，6PWM輸出引腳可用于控制三相交流感應(yīng)電機和直流無刷電機。由比較方式控制寄存器所控制的多種輸出方式能輕易地控制應(yīng)用廣泛的開關(guān)磁阻電機和同步磁阻電機。I/O的自動管理器，它監(jiān)視輸入引腳上信號的變化，記錄輸入事件發(fā)生時的計數(shù)器值，即記錄下所發(fā)生事件的時刻。該部件的工作由內(nèi)部定時器同步，不用CPULF24076CAP312作為它們的時基，但CAP1和CAP2一定要選擇相同的定時器作為它們的時基。CAP4，CAP5，CAP634作為CAP4CAP5也一定要選擇相同的定時器作為它們的時基。每FIFO緩沖堆棧。當捕獲發(fā)生時，相應(yīng)的中斷標志被置位，CPU發(fā)中斷請求；若中斷標志己被置位，捕獲單元還將啟動片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器。90°A、BC。A、BLF2407的CAP1/QEP1和CAP2/QEP224/脈沖電路作為時鐘源。數(shù)字輸入/輸出模塊（I/O）DSP器件的數(shù)子輸入/輸出引腳均為功能復(fù)用引腳。即這些引腳既可作為通用I/O功能（/輸出）引腳，也可作特殊功能行輸入輸出等）I/O模塊負責對這些引腳進行控制和設(shè)置。兩種功能的I/O復(fù)用控制寄存器（MCRx，x=A，B，C）I/O時，由數(shù)據(jù)和方向控制寄存器（PxDATDIR，x=A，B，C，D，E，F(xiàn)）I/O引腳的數(shù)據(jù)方向（輸入還是輸出）和當前引腳對應(yīng)的電平（高或低。讀通用I/O引腳的電平或向引腳輸出電平，實際上是對相應(yīng)的寄存器進行讀寫操作。模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）模塊在自動控制系統(tǒng)中，被控制或被檢測的對象，如溫度、壓力、流量、速度等都是連續(xù)變化的物理量，通過適當?shù)膫鞲衅鳎ㄈ鐪囟葌鞲衅鳌毫鞲衅?、光電傳感器等）將他們轉(zhuǎn)換為連續(xù)變化的電壓或電流（即模擬量ADC來講這些模擬電壓或電流轉(zhuǎn)換成計算機能夠識別的數(shù)字量的模塊。TMS320LF240710ADC16模擬輸入信號進行采樣/A/D轉(zhuǎn)換，通道的轉(zhuǎn)換順序可以編程選擇。串行通信接口（SCI）模塊2407模塊是一個標準的通信異步接收/SCICPU與其他異步串口采用標準不返回零模塊進行異步串行數(shù)字通信。SCI有空閑線和地址位兩種多處理器通信方式；兩個輸入/（I接收數(shù)據(jù)引腳）和（I發(fā)送數(shù)據(jù)引腳1664K種不同速率的波特率。SCI支持半雙工和全雙工操作，發(fā)送器和接收器的操作可以通過中斷或轉(zhuǎn)換狀態(tài)標志來完成。串行外設(shè)接口（SPI）模塊串行外設(shè)接口（SPI）模塊是一個高速同步串行輸入/輸出（I/O）口，它能使可編程長度（1—16位）的串行位流以可編程的位傳輸速率輸入或輸出器件。SPI可作為一種串行總線標準，以同步方式實現(xiàn)兩個設(shè)備之間的信息交換，即兩個設(shè)備在同一時鐘下工作。SPIDSPSPI可以構(gòu)ADC等器件的外設(shè)擴展口。CAN控制器模塊LF24xx系列DSP控制器作為第一個具有片上CAN控制模塊的DSP芯片，給用戶提供一個設(shè)計分布式或網(wǎng)絡(luò)化運動控制系統(tǒng)的無限可能。CAN總線是一種多主總線，通信介質(zhì)可以是絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維，通信速率可達1Mbps，通信距離可達10km。CANCAN總線具有較強的糾錯能力，支持差分收發(fā)，因而適合高干擾環(huán)境，并具有較遠的傳輸距離。2407的CAN16位的外設(shè)模塊，支持CAN2.0B6個郵箱（0—50，1,23號的郵箱的本地屏蔽寄15個控制/狀態(tài)寄存器。CAN模塊既有可編程的位速率、中斷方式和CAN總線喚醒功能；自動回復(fù)遠程請求；自動再發(fā)送功能（數(shù)據(jù)的情況下；總線出錯診斷和自測模式。硬件方案論證測速傳感器的選擇EnE=knk是常數(shù)。改變旋轉(zhuǎn)方向時，輸出電動勢的極性即相應(yīng)改變。旋轉(zhuǎn)時，每當磁體經(jīng)過霍爾元件，霍爾元件就發(fā)出一個信號，經(jīng)放大整形得到脈沖信號，送運算。方案三：在電機的轉(zhuǎn)軸上套一碼盤，利用光電對管測脈沖，每轉(zhuǎn)一圈OUT端輸出若干個脈沖。（本設(shè)計中碼盤每轉(zhuǎn)一圈，輸出4個脈沖）經(jīng)比較，方案一中的測速放電機安裝不如方案二中霍爾元件安裝方便，并且準確率也沒方案二的高，并且方案二不需A/D轉(zhuǎn)換，直接可以被DSP接收。但方案T，這樣每分鐘0也可以采用記數(shù)的方法：具體是通過DSP記單位時間S（秒）內(nèi)的脈沖數(shù)N，每分鐘的轉(zhuǎn)速：M=N/S×15。比較兩個計數(shù)方法，方法一所產(chǎn)生的誤差主要是標準誤差和硬件設(shè)計誤差，因為此次測速所使用的碼盤為自行制作，間隔不均勻，容易使脈沖之間產(chǎn)生時間差。而方法二的誤差主要是±1（量化誤差故選方案三。功率驅(qū)動單元方案論證方案一：采用專用小型直流電機驅(qū)動芯片。這個方案的優(yōu)點是驅(qū)動電路簡單，幾乎不添加其它外圍元件就可以實現(xiàn)穩(wěn)定的控制，使得驅(qū)動電路功耗相對較小，而且目前市場上此類芯片種類齊全，價格也比較便宜。方案二：采用繼電器對電動機的開或關(guān)進行控制，通過開關(guān)的切換對電機的速度進行調(diào)整。這個方案的優(yōu)點是電路較為簡單，缺點是繼電器的響應(yīng)時間慢、機械結(jié)構(gòu)易損壞、壽命較短、可靠性不高。HPWMDSP控制達林頓管使之工和截止模式下，效率非常高；HPWM調(diào)速技術(shù)。通過比較和對市場因素的考慮，本設(shè)計采用方案一。鍵盤顯示方案論證3×4缺點是功耗大，不符合智能化趨勢而且不美觀。方案二：使用3個按鍵，進行逐位設(shè)置。一個按鍵控制正轉(zhuǎn)，一個反轉(zhuǎn)，一個停止。優(yōu)點是美觀大方，一目了然；缺點是抗干擾能力較差。由于方案一中電機轉(zhuǎn)動級數(shù)設(shè)置可以通過軟件實現(xiàn)，且方案二中干擾也可通過軟件克服。因此，本設(shè)計完全采用方案二。PWM實現(xiàn)方案論證PWMNE555NE555產(chǎn)生的信號要通過功率放大才能NE555SG3525構(gòu)成的控制電路較為復(fù)雜，且智能化、自動化水平較低，在工業(yè)生產(chǎn)中不利于推廣和應(yīng)用。方案二：基于DSP由軟件來實現(xiàn)PWM。在PWM調(diào)速系統(tǒng)中占空比是一個重要參數(shù)。在電源電壓Ud不變的情況下，電樞兩端電壓的平均值取決于占空比的大小，改變的值可以改變電樞兩端電壓的平均值從而達到調(diào)速的目的。改變占空比的值有三種方法：At1不變，只改變t2，這樣使周期(或頻率)Bt2t1，這樣使周期(或頻率)也隨之改變。CT(或頻率)不變，同時改變t1和t2。圖2-2電樞電壓占空比圖前兩種方法由于在調(diào)速時改變了控制脈沖的周期(或頻率)，當控制脈沖的頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時，將會引起震蕩，因此這兩種方法用得很少。目前，在直流電動機的控制中，主要使用定頻調(diào)寬法。所以選擇方案二，采用定頻調(diào)寬法。本章小節(jié)本章對系統(tǒng)的總體設(shè)計模塊和各大系統(tǒng)方案的選擇做了簡要的闡述，確定了系明確了各大功能模塊和主控制器之間的邏輯關(guān)系，為各大模塊的功能實現(xiàn)提供了強有力的支持。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計電源電路的設(shè)計TMS320LF2407采用高性能靜態(tài)CMOS，供電電壓為低電壓+3.3V，而系統(tǒng)中還有其他一些TTL芯片，需要+5V電壓，為此，系統(tǒng)為一個多電源的系統(tǒng)。電源轉(zhuǎn)換電路的功能是用來產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的3.3V直流電源，提供給TMS320LF2407以及整個數(shù)字電路工作[10]。圖3-1電源電路J1標識為內(nèi)正外負，+5V穩(wěn)壓直流電源輸入。TPS7333電源轉(zhuǎn)換芯5V3.3V,DSP的733310uF0.1uF3.3V壓。功率驅(qū)動單元的設(shè)計DSP控制器的PWM機的電樞兩端，驅(qū)動電機與負載。直流電動機是最早出現(xiàn)的電動機，也是最早能實現(xiàn)調(diào)速的電動機。近年來，直流電動機的結(jié)構(gòu)和控制方式都發(fā)生了很大的變化。隨著計算機進入控制領(lǐng)域，以及新型的電力電子功率元器件的不斷出現(xiàn)，使采用全控型的開關(guān)功率元件進行脈寬調(diào)制（PutsWidthModulation，簡稱PWM）控制方式已成為絕對主流。WidthModulation）——脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。PWM控制技術(shù)在逆變電路中應(yīng)用最廣，應(yīng)用的逆變電路絕大部分是PWM型，PWM控制技術(shù)正是有賴于在逆變電路中的應(yīng)用，才確定了它在電力電子技術(shù)中的重要地位[6]。PWM調(diào)速原理直流電動機轉(zhuǎn)速n的表達式為：n

U IR

（3-1）KΦ公式（3-1）中，U為電樞端電壓；I為電樞電流；R為電樞電路總電阻；Φ中為每極磁通量；K為電動機結(jié)構(gòu)參數(shù)。所以直流電動機的轉(zhuǎn)速控制方法可分為兩類：對勵磁磁通進行控制的勵磁控制法和對電樞電壓進行控制的電樞控制法。其中勵磁控制法在低速時受磁極飽和的限制，在高速時受換向火花和換向器結(jié)構(gòu)強度的限制，并且勵磁線圈電感較大，動態(tài)絕大多數(shù)直流電機采用開關(guān)驅(qū)動方式。開關(guān)驅(qū)動方式是使半導(dǎo)體功率器件工作在開PWM來控制電動機電樞電壓，實現(xiàn)調(diào)速[2]。圖3-2PWM調(diào)速控制原理圖和電壓波形3-2PWM調(diào)速控制的原理圖和輸入輸出電壓波形。圖中，當開關(guān)管MOSFET的柵極輸入高電平時，開關(guān)管導(dǎo)通，直流電動機電樞繞組兩端有電壓USt1秒后，柵極輸入變?yōu)榈碗娖剑_關(guān)管截止，電動機電樞0t2這樣，對應(yīng)著輸入的電平高低，直流電動機電樞繞組兩端的電壓波形如圖中所示。電動機的電樞繞組兩端的電壓平均值UO為：OU S 0Ot1 t2

t1US UT

（3-2）公式（3-2）中 為占空比， =t1/T。占空比 表示了在一個周期T里，開關(guān)管導(dǎo)通的時間與周期的比值。如，一個PWM的頻率是1000Hz，那么它的時鐘周就是1ms，就是1000us，如果高電平出現(xiàn)的時間是200us，那么低電平的時間肯定是800us，那么占空比就是200：1000，也就是說PWM的占空比就是1：5。占空比的變化范圍為0 l。由此式可知，當電源電US不變的情況下，電樞的端壓的平均值UO取決于占空比的大小改變值就可以改變端電壓的平均值從而達到調(diào)速的目的，這就是PWM調(diào)速原理。電機驅(qū)動電路本設(shè)計的功率驅(qū)動電路采用的是H橋型脈寬調(diào)制方式（PWM）的L298N[14]。L298NSGSH橋的高電壓大電TTL46伏、2安培以下的電機，25°130°3-1是其使能引腳，輸入引腳和輸出引腳之間EnAOUT1OUT2IN1IN2OUT1OUT2EnA為高，IN1IN2IN1IN2電平相同時，電機停轉(zhuǎn)。表3-1L298N功能邏輯表EnAIN1IN2電機轉(zhuǎn)向HHL正轉(zhuǎn)HLH反轉(zhuǎn)H同IN2同IN1停止LXX停止輸入對應(yīng)LF2407IOPA6IN2分別對應(yīng)LF2407IOPF3IOPF43-3所示。圖中二極管的作用是消除電機的反向電動勢，保護電路，因此采用整流二極管比較合適。需要注意的是，三個引腳信號都應(yīng)通過光電隔離的變換后再作用于L298N，目的是為了防止因電機啟動停止瞬間產(chǎn)生的尖峰脈沖對主控制器的影響。本設(shè)計中的光電隔離采用的是高速光耦6N137，信號經(jīng)過6N137的隔離后不改變邏輯狀態(tài)。IOPF3IOPF4IOPA6DSPPWM信號的占空比決定了電機兩端電樞電壓的大小，從而實現(xiàn)電機調(diào)速。同樣，當電機要求反轉(zhuǎn)時，IOPF3給出低電平信號，IOPF4給出高電平信號。

圖3-3L298N接口電路速度檢測單元通過傳感器采集電機轉(zhuǎn)速信息，并傳送給主控制器，同時與主控制器構(gòu)成一個閉環(huán)回路[7]。轉(zhuǎn)速的測量主要是借助光電或磁電傳感器來實現(xiàn)，其具體做法是：與電機同軸連接一均勻分布的碼盤或直接利用電機來帶動碼盤旋轉(zhuǎn)，使該碼盤與電機軸同步旋通過計算即可得出電機的轉(zhuǎn)速。速度檢測的方法M（測頻法T（測周期法M/T法[7]。本設(shè)計中采用M法來完成對電機轉(zhuǎn)速的檢測。M法基本原理是，在一定的測量時間Tg內(nèi)，測速脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖數(shù)為m1。則電機轉(zhuǎn)速應(yīng)為：n

（3-3）公式（3-3）中n（r/min）為電機轉(zhuǎn)速，M為電機轉(zhuǎn)一周脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖數(shù)，即碼盤的齒輪數(shù)。速度檢測電路設(shè)計電機測速模型如圖3-4，將柵格圓盤變化通過光電發(fā)射器和接收器以及外圍轉(zhuǎn)換電路的作用送給DSP通過數(shù)學(xué)運算得到電機的轉(zhuǎn)速[11]。圖3-4電機測速模型光電對管產(chǎn)生的脈沖在經(jīng)過施密特觸發(fā)器SN74LS14后送入LF2407的捕獲單元，捕獲單元可以記錄在某個時間段內(nèi)捕獲到的脈沖數(shù)，從而計算出電機的轉(zhuǎn)速。具體的接口電路如圖3-5所示。圖3-5速度檢測電路需要注意的是，光電對管出來的信號一般為+5V的方波信號，為此需要經(jīng)過一SN74LVC245隔離才能與LF2407的CAP3-6所示。

圖3-6電平轉(zhuǎn)換電路DSP軟件編程產(chǎn)生按鍵的鍵碼[15]。本設(shè)計中的按鍵模塊是電機控制的關(guān)鍵，通過按鍵的輸入可以實現(xiàn)改變電機的正反轉(zhuǎn)和調(diào)速功能。DSP有按鍵引起的中斷，則程序執(zhí)行相應(yīng)的指令。K1K1K1K1，系統(tǒng)正K3K3K3K3K2控制電機停止，無論電機處于任何模式下工作，只要按下按鍵3-7所示。圖3-7按鍵電路控制電機的正反轉(zhuǎn)是直接通過按鍵中斷來實現(xiàn)的，實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)加減速則是通過程序?qū)崿F(xiàn)的，按鍵的具體功能模塊如表3-2所示。表3-2按鍵功能圖按鍵按鍵次數(shù)123按鍵K1正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)加速正轉(zhuǎn)減速按鍵K2停止按鍵K3反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)加速反轉(zhuǎn)減速按鍵電路同樣需要注意，給出的電平信號不能直接與LF2407相連，也需要經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換芯片才能與主控制器相連。接口電路如圖3-8所示。圖3-8按鍵電平轉(zhuǎn)換電路顯示單元的設(shè)計顯示單元要求將采集到的電機轉(zhuǎn)速信息予以顯示，實時監(jiān)測電機的轉(zhuǎn)速狀態(tài)。1602液晶介紹設(shè)計中采用工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示 16x02即32個字符的1602液晶。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個不同點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼。1602LCD14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線。C（15腳）和地線D（16腳，其控制原理與14腳LCD16023-3所示。表3-21602引腳功能圖引腳符號功能說明1VSS接地2VDD接電源（+5V）3V0液晶顯示器對比度4RS寄存器選擇5R/W讀寫信號線6E使能端7-14DB0-DB7數(shù)據(jù)線15BLA背光電源正極16BLK背光電源負極顯示單元接口電路設(shè)計1602的V0口外接一個10K的電位器，用以調(diào)節(jié)液晶顯示器的對比度，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高； RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器，與芯片的IOPA3口連接；R/W為讀寫信號線，高電平進行讀操作，低電平進行寫操作，與芯片的 IOPA4口連接為使能端下降沿使能和芯片的IOPA5口連接數(shù)據(jù)端和LF2407的口連接。具體電路連接如圖3-9所示。通信單元的設(shè)計

圖3-9液晶顯示接口電路為了實時地監(jiān)控下位機的工作狀態(tài)，本設(shè)計還建立了上位機與下位機通信的電路模塊[1]TMS320LF2407RS-232DSPPC機之間的異步通信。上位機PCRS-232串行口與下位機（DSP）進行通信，進行上位機與下位機之間的數(shù)據(jù)交換，有效的RS-232CTTL電平不一致，本設(shè)計中利MAX232TMS320LF2407+3.3VMAX232TMS320LF2407之間也需3-10所示。圖3-10通信單元接口電路本章小節(jié)本章從硬件出發(fā)，針對直流電機控制系統(tǒng)的要求，對系統(tǒng)的功率驅(qū)動電路、速度檢測電路、按鍵電路、顯示電路以及通信電路的設(shè)計方法進行了詳細的論述，對硬件電路展開了細致的討論。由于涉及各種電路之間的密切配合，所以本章中各種電路的設(shè)計都是從工程實際出發(fā)，作了較細致的考慮。實踐證明，系統(tǒng)的硬件可靠性較高。第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計TMS320LF2407便于實現(xiàn)控制器的通用化、標準化和智能化。而且許多功能的實現(xiàn)以及將來一些功能的擴展可以在硬件電路完全不動的情況下，編制出相應(yīng)的軟件就能得以實現(xiàn)。由DSP系統(tǒng)硬件相結(jié)合的控制軟件的編制是控制器中很重要的一環(huán)。直流電機控制軟件的設(shè)計采用模塊化的設(shè)計思想[2]，主要包括主程序和中斷服務(wù)程序兩大模塊。其中主程序包括初始化子程序、啟動和軟啟動子程序和顯示程序等；中斷服務(wù)程序包括PWM波生成子程序、捕獲中斷子程序、通信子程序等。主程序的設(shè)計主程序主程序主要完成系統(tǒng)和各子程序的初始化，并啟動系統(tǒng)定時器，進入循環(huán)體，并定時進行按鍵中斷掃描和調(diào)用顯示子程序[16]。主程序流程圖如圖4-1所示。圖4-1主程序流程圖初始化子程序該模塊的功能主要是設(shè)置各個寄存器，使系統(tǒng)按照設(shè)計要求正常工作，并對各種變量進行初始化[4]。時鐘、看門狗設(shè)置:的倍頻數(shù)，以及硬件看門狗的計數(shù)頻率，啟動看門狗功能；外部設(shè)備等待狀態(tài)設(shè)置:DSP與外部設(shè)備之間的時序不一致；I/O口的引腳功能:I/OI/O引腳的輸入輸出；串行通信接口（SCI）設(shè)置:RS-232接口可與其它設(shè)備通信；通用定時器設(shè)置：T1PWM輸出的時鐘基準，T3CAP路計數(shù)。顯示程序CAPtime_count++；if(time_count>=100){time_count=0；f_count=count；count=0；}time_count10ms，100countf_count1602液晶上顯示出來。中斷服務(wù)程序的設(shè)計為了響應(yīng)系統(tǒng)的中斷服務(wù)程序，必須建立一個中斷向量表。它是一個典型的匯編文件。按照內(nèi)存區(qū)的規(guī)定，利用無條件跳轉(zhuǎn)語句使程序在復(fù)位或發(fā)生中斷之后跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序入口地址。由于入口地址為C語言函數(shù)起始地址，所以要在相應(yīng)函數(shù)名前加“_，并.global聲明為外部變量[16]。如果需要特別適用某個中斷，則定義響應(yīng)的向量表。如“INT4 B _cap4int”則是通過四號中斷開啟捕獲功能。PWM波發(fā)生程序CPU資源，同時減少功率器件的開PWMDSPA的全PWMCOMCONA,ACTRA,T1PR,DBTCONA,CMPR1等組成。通用定時器T1的計數(shù)器不斷與比較寄存器的值相比較，當兩個值發(fā)生匹配時，比較單元的兩個輸出將根據(jù)方式控制寄存器ACTRA中的位進行跳變。ACTRA寄存器中的位可以分別確定在比較匹配時輸出為高有效觸發(fā)或低有效觸發(fā)。當兩個值之間的第二個匹配產(chǎn)生或一個定時器周期結(jié)束時，相應(yīng)的輸出上會產(chǎn)生又一個轉(zhuǎn)換（由低到高或由高到低器中的調(diào)制值是不同的，這樣在相應(yīng)的輸出引腳上就會產(chǎn)生一個占空比不同的PWM信號輸出[13]PWM單元的初始化步驟如下：ACTRA，確定輸出方式；T1PRPWM波周期；CMPR1PWM占空比；COMCONAPWM模式，禁止比較模式；T1CON，用來設(shè)置計數(shù)模式和啟動比較操作；CMPR1PWM的占空比。PWM結(jié)構(gòu)框圖如圖4-2所示。圖4-2PWM結(jié)構(gòu)框圖該部分的程序如下所示[16]：MCRA=MCRA|0x00C0； //PA6PWM口；//清除中斷標志；ACTRA=0x0006； //PWM1高有效；DBTCONA=0x0530； //1；T1PR=25000； //1周期值,0.4us*25000=10ms；CMPR1=XPWM； //比較值；COMCONA=0xA600； //比較控制寄存器T1CNT=0；//定時器1周期中斷使能；T1CON=0x144E； //增模式,TPS系數(shù)40M/16=2.5M,T1使能；對于CMPR1的設(shè)置，采用的是按鍵跳轉(zhuǎn)的方式。當按鍵動作的時候，程序跳轉(zhuǎn)到響應(yīng)的循環(huán)體。如當K1按下的時候，我們定義的全局變量程序就跳轉(zhuǎn)到固定轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)模式；如果再次觸發(fā)K1，全局標量a=2，此時電機正轉(zhuǎn)K14-3所示。圖4-3按鍵流程圖捕獲中斷程序捕獲中斷使能后，當輸入引腳CAP4上有一個跳變（由CAPCONB指定上升沿還是下降沿）FIFO棧；與此同時，相應(yīng)的中斷標志被置位，如果該中斷標志未被屏蔽，就產(chǎn)生一個外部中斷請FIFO隊列，CAPFIFOFIFO隊列的新標志[13]count4-4所示。PID控制算法

圖4-4捕獲中斷流程圖在絕大多數(shù)工業(yè)控制中，例如過程控制、運動控制、速度伺服控制以及位置伺PID急技術(shù)、集成電路制造技術(shù)高速發(fā)展的推動下有了很大的發(fā)展，例如自適應(yīng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制以及最優(yōu)控制等很多現(xiàn)代控制方法都得到廣泛的應(yīng)用，但是數(shù)PID控制仍然是一種穩(wěn)定的、可靠的、實現(xiàn)簡單的、使用廣泛的控制方法[9]。PID控制是技術(shù)最成熟的一種控制方法，特別是在控制對象的模型未知或難以PID控制方法。PID控制原理簡單、實現(xiàn)方便，并且適應(yīng)性廣，PID控制原理D控制即比例（l、積分Integrating、微分n）控PIDPIDPID控制器[9]。它是一種線y(t)r(t)e(t)=r(t)-y(t)PID控制器4-5所示。圖4-5PID控制算法框圖制組合，如：比例（P）控制器：比例＋積分（PI）控制器：

u(t)

Kp*e(t) （4-1）u(t)

Kp[e(t

1 te(t)dt] （4-2）Ti 0比例+積分+微分（PID）控制器：u(t)

Kp[e(t)

1te(tT

Tdde(t)

dt]

（4-3）i0公式中，Kp為比例運算放大系數(shù)，Ti為積分時間，Td為微分時間。PID控制任何電動機的調(diào)速系統(tǒng)都以轉(zhuǎn)速為定量，并使電動機的轉(zhuǎn)速跟隨給定值進行控制。為了使系統(tǒng)具有良好的調(diào)速性能，通常要構(gòu)建一個閉環(huán)系統(tǒng)[12]。PIDPID控制算法。PID控制量是增量，而不是位置量的絕對數(shù)值時，可以使用增量式PID控制算法進行控制。PIDk-1出值為：（4-4）并由（4-4）得到增量式PID控制算法公式為：（4-5）其中由（4-5）可以看出，如果計算機控制系統(tǒng)采用恒定的采樣周期T，一旦確定A、B、C，只要使用前后三次測量的偏差值，就可以由（4-5）求出控制量。PIDPID算法相比，計算量小得多，因此在實際中得到廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計中基于LF2407的PID控制器的實現(xiàn)框圖如圖4-6所示。4-6LF2407PID控制器框圖DSPDSP計算出控制量uD/Ac(t)A/DDSP，使整個系統(tǒng)構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng)。本章小節(jié)DSPPID控制為核心進行了系統(tǒng)的軟件流程進行了詳盡的闡述，絕大部分功能都得到實現(xiàn)。第5章 系統(tǒng)總體調(diào)試調(diào)試準備DSP備工作。DSP-2407開發(fā)板、DSPPC機。開TMS320LF2407TDS510Ver3.1DSP軟件調(diào)試使用的CCS2.2forC2000的軟件開發(fā)環(huán)境[17]。CCS是TI公司DSP軟件的集成開發(fā)環(huán)境，在Windows下工作，類似于VC++的集成開發(fā)環(huán)境；采用圖形接口界面，有編輯工具和工程管理工具；它將匯編器、鏈接器、C/C++編譯器、建庫工具等集成在一個統(tǒng)一的開發(fā)平臺中；CCS所集成的代碼調(diào)試工具具有各種調(diào)試功能，能對TMS320系列DSP進行指令級的仿真和可視化的實時數(shù)據(jù)分析；同事具有豐富的輸入/出庫函數(shù)和信號處理庫函數(shù)。C2000在安裝成功之后，還需要進行一系列的配置。這就需要按照芯片的類型和仿真器的種類進行相應(yīng)的選擇。系統(tǒng)調(diào)試在硬件和軟件都準備充足的前提下，就可以進行系統(tǒng)的總體調(diào)試了。首先按照自己事先設(shè)計好的電路圖進行連接，由于該系統(tǒng)較為復(fù)雜，模塊部分較多，排線的連接應(yīng)格外小心，對于每根排線的接頭我都是用絕緣的橡膠層包裹起DSPPCCCS2.2開發(fā)環(huán)境下進行編譯，編譯成功之后系統(tǒng)會生成一個outhexDSPDSPPC機的連接已經(jīng)TDS510Ver3.1DSP仿真器的驅(qū)動軟件安裝成功。我在最初進行硬件調(diào)試的時候就是把仿真器的驅(qū)動軟件安裝錯誤，導(dǎo)致系統(tǒng)無法進行調(diào)試仿真，最后在老師的指導(dǎo)下才解決了這個問題。所以對于驅(qū)動軟件的安裝是系統(tǒng)進行硬件調(diào)試的前提。outDSP后，運行系統(tǒng)。此時，觀察到的唯一現(xiàn)象是LED1不斷閃爍。我在進行調(diào)試的時候為了便于觀察程序是否跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序，特別在LEDK1開關(guān)后，電機轉(zhuǎn)動起來，正轉(zhuǎn)模式指示燈亮，同時，電機的轉(zhuǎn)速信息也在第一時間反1602K1K1K3開關(guān)，則電機反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)指示燈亮，其現(xiàn)象和正轉(zhuǎn)模式?jīng)]有區(qū)別。如果在電機開始轉(zhuǎn)動之后，無論正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，只要按K2開關(guān)，電機就停止轉(zhuǎn)動。其實開關(guān)控制電機轉(zhuǎn)速的原理很簡單，每次跳轉(zhuǎn)僅CMPR1IN1IN2置位。電機的轉(zhuǎn)速出了使用按鍵中斷控制外，還可以用上位機界面控制，上位機界面的控制原理也是改變?nèi)容^寄存器的值。相對于按鍵調(diào)速，上位機界面可以實現(xiàn)電機的無級調(diào)速，使電機可以在額定電壓內(nèi)的任何轉(zhuǎn)速狀態(tài)下工作。系統(tǒng)調(diào)試數(shù)據(jù)如5-1所示。按鍵次數(shù)表5-1占空比系統(tǒng)調(diào)試數(shù)據(jù)理想電壓（V）實測電壓（V）轉(zhuǎn)速(r/s)10.2533.5110K120.44.85.115630.172.042.265K2N000010.2533.6115K320.44.85.316230.172.042.471雖然系統(tǒng)調(diào)試過程中會出現(xiàn)一定的誤差，且存在一些干擾現(xiàn)象，但這些都是在所難免的。經(jīng)過最后的總體調(diào)試之后，本系統(tǒng)基本完成了課題研究的內(nèi)容，達到了預(yù)期的目標。結(jié)論術(shù)的不斷發(fā)展為電機控制提供了一個良好的平臺。本文采用TI公司推出的TMS320LF2407芯片作為直流電機控制系統(tǒng)的控制核心，依據(jù)該芯片特點、PWM調(diào)壓調(diào)速原理，搭建了基于DSP的直流電機調(diào)速系統(tǒng)的實驗平臺，并在此基礎(chǔ)上完成了系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計，實現(xiàn)了電機測速、調(diào)速、顯示等功能。由于整個電機控制所需的各種功能都是由DSP來實現(xiàn)的，因此，大幅度地減小了目標系統(tǒng)的體積，減少了外部元器件的個數(shù)，使得整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡單，功能更強，可靠性更高。本系統(tǒng)主要完成以下成果：DSP電路和顯示電路的硬件設(shè)計。完成了基于速度控制的閉環(huán)系統(tǒng)的方案設(shè)計。計。C2000為基礎(chǔ)進行嵌入式的軟件開發(fā)，完成相關(guān)任務(wù)的軟件編程。通各方面條件的制約，本設(shè)計還存在一些不足之處，有待進一步的改進和完善。具體如下：系統(tǒng)在對電機進行調(diào)速時，存在一定的干擾，程序容易跑飛。電機的調(diào)速級別有限，只能滿足電機在設(shè)定的幾個檔位調(diào)速。各種限制保護功能（如限流、過壓保護）需要做進一步的研究。隨著DSP在電機控制領(lǐng)域更加廣泛的應(yīng)用，相信在未來的電子行業(yè)里，DSP控制技術(shù)將會取得飛速的發(fā)展。致謝自己寫喲！別偷懶??參考文獻[1]陳仕高，姜久春，牛利勇.DSP在直流無刷電機中的應(yīng)用[D].北京：北京交通大學(xué)，2005.[2]彭容修.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2006.[3]王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.[4]譚浩強.C語言設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005..[M].Shukla，J.1Fernande.Quasi-resonantdc-linksoft-switchingPWMfeedbackclampcircuitformotordriveapplications[J].Proceedings—Electric，2006.Larson.L.E.eCmotordriverforconsumerapps[J].Portablen2005.PaulKettle,Aengus,FinbarrMoynihan.SpeedControlofDCMotor[J].AnalogDevices,MotionControlGroup.PID[M].康華光.模擬部分.基于TMS320LF2407A.DSP.TMS320C2000系列DSP魯宗峰.DSP.DSP[M].劉和平.TMS320LF240xDSPC[M].彭啟琮.TIDSP集成化開發(fā)環(huán)境[M].江思敏.TMS320LF240xDSP[M]..TMS320F2812DSP.DSP[M].附錄見 基于DSP的直流電機控制系統(tǒng)C程序（包括1602顯示，捕獲、PWM波發(fā)生程序）.doc文檔。畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文，是我個人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名： 日期：使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日獨創(chuàng)聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計（論文）本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日畢業(yè)設(shè)計（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解**學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定。本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計（論文）的部分或全部內(nèi)容，允許他人依法合理使用。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定）作者簽名: 二〇一〇年九月二十日一般選擇本學(xué)科某一重要問題的一個側(cè)面。畢業(yè)論文的基本教學(xué)要求是：1、培養(yǎng)學(xué)生綜合運用、鞏固與擴展所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析、解決實際問題能力、培養(yǎng)學(xué)生處理數(shù)據(jù)和信息的能力。2、培養(yǎng)學(xué)生正確的理論聯(lián)系實際的工作作風，嚴肅認真的科學(xué)態(tài)度。3、培養(yǎng)學(xué)生進行社會調(diào)查研究；文獻資料收集、閱讀和整理、使用；提出論點、綜合論證、總結(jié)寫作等基本技能。畢業(yè)論文是畢業(yè)生總結(jié)性的獨立作業(yè)，是學(xué)生運用在校學(xué)習(xí)的基本知識和基礎(chǔ)理論，去分析、解決一兩個實際問題的實踐鍛煉過程，也是學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間學(xué)習(xí)成果的綜合性總結(jié)，是整個教學(xué)活動中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。撰寫畢業(yè)論文對于培養(yǎng)學(xué)生初步的科學(xué)研究能力，提高其綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題能力有著重要意義。畢業(yè)論文在進行編寫的過程中，需要經(jīng)過開題報告、論文編寫、論文上交評定、論文答辯以及論文評分五個過程，其中開題報告是論文進行的最重要的一個過程，也是論文能否進行的一個重要指標。撰寫意義：1.撰寫畢業(yè)論文是檢驗學(xué)生在校學(xué)習(xí)成果的重要措施，也是提高教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。大學(xué)生在畢業(yè)前都必須完成畢業(yè)論文的撰寫任務(wù)。申請學(xué)位必須提交相應(yīng)的學(xué)位論文，經(jīng)答辯通過后，方可取得學(xué)位?？梢赃@么說，畢業(yè)論文是結(jié)束大學(xué)學(xué)習(xí)生活走向社會的一個中介和橋梁。畢業(yè)論文是大學(xué)生才華的第一次顯露，是向祖國和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社會主義現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的報到書。一篇畢業(yè)論文雖然不能全面地反映出一個人的才華，也不一定能對社會直接帶來巨大的效益，對專業(yè)產(chǎn)生開拓性的影響。但是，實踐證明，撰寫畢業(yè)論文是提高教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，是保證出好人才的重要措施。四化”黨中央要求，為了適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的需要，領(lǐng)導(dǎo)班子成員應(yīng)當逐步實現(xiàn)革命化、年輕化、知識化、專業(yè)化。這個四化的要求，也包含了對干部寫作能力和寫作水平的要求。提高大學(xué)生的寫作水平是社會主義物質(zhì)文明和精神文明建設(shè)的需要。在新的歷史時期，無論是提高全族的科學(xué)文化水平，掌握現(xiàn)代科技知識和科學(xué)管理方法，還是培養(yǎng)社會主義新人，都要求我們的干部具有較高的寫作能力。在經(jīng)濟建設(shè)中，作為領(lǐng)導(dǎo)人員和機關(guān)的辦事人員，要寫指示、通知、總結(jié)、調(diào)查報告等應(yīng)用文；要寫說明書、廣告、解說詞等說明文；還要寫科學(xué)論文、經(jīng)濟評論等議論文。在當今信息社會中，信息對于加快經(jīng)濟發(fā)展速度，取得良好的經(jīng)濟效益發(fā)揮著愈來愈大的作用。寫作是以語言文字為信號，是傳達信息的方式。信息的來源、信息的收集、信息的儲存、整理、傳播等等都離不開寫作。論文種類：畢業(yè)論文是學(xué)術(shù)論文的一種