【正文】 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 II Abstract In the recent years, with the appearance of the new power electron apparatus and microprocessor， the accurate asynchronous motor model and all kinds of advanced theories that have resulted in the development of motor control. The motor controller which haves high accuracy and control performance, wide speed regulating range can be possibly realized. In this paper direct current motor is the controlled object and is used TMS320C5402 as the Processor， the design of the main direct circuit, pleted the preparation of the modulation procedures. And the design of the display circuit, pleted the data to the main control chip transmission of data exchange. Introduced a micro controllerbased TMS320C54 PWM waveform generator, This method was used PWM signal stability and accuracy better than analog circuits and the ASIC PWM signal. PWM also introduced in TMS320C54 principle at the core of the control system applications. Key words Didital Signal Processor(DSP) controller PID algorithm Pulse Width Modulation 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 III 目 錄 引言 ................................................................ 1 第一章 基礎(chǔ)知識(shí)介紹 .............................................. 2 DSP 芯片概述 ................................................ 2 DSP 在電機(jī)控制方面的優(yōu)勢(shì) .................................... 2 直流電機(jī)的調(diào)速方法 .......................................... 3 數(shù)字 PID 調(diào)節(jié)器的 DSP 實(shí)現(xiàn) .................................... 3 第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ............................................ 9 整體設(shè)計(jì)思想 ................................................ 9 基本硬件組成 ................................................ 9 TMS320C5402 DSP 芯片簡介 .................................... 10 TMS320C54X 的基本結(jié)構(gòu) ................................. 10 TMS320C54X DSP 的中斷系統(tǒng) ............................. 11 第三章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ........................................... 15 程序設(shè)計(jì)思路 ............................................... 15 PID 增量型控制算法的實(shí)現(xiàn) .................................... 15 主程序設(shè)計(jì) ........................................... 15 TINT0 中斷子程序設(shè)計(jì) ................................. 16 PID 算法的改進(jìn) —— 積分分離 ................................. 17 第四章 系統(tǒng)調(diào)試步驟及調(diào)試結(jié)果分析 ................................ 19 系統(tǒng)調(diào)試步驟 ................................................ 19 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作 ........................................ 19 實(shí)驗(yàn)操作步驟 .......................................... 19 調(diào)試結(jié)果分析 ............................................... 20 結(jié)論 ............................................................... 21 參考文獻(xiàn) ........................................................... 22 謝辭 ............................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。這種 DSP 還集成了電動(dòng)機(jī)控制所必須的可增加死區(qū)且靈活多變的多路 PWM 信號(hào)發(fā)生器，高速高精度 ADC，以及用于電動(dòng)機(jī)速度和位置反饋的編碼器接口等電路，因此可以說這種 DSP 價(jià)格的不斷下調(diào)，并與單片機(jī)的價(jià)格越來越接近，以及其開發(fā)工具價(jià)格的不斷下降，一個(gè)電動(dòng)機(jī) DSP 控制的普及時(shí)代已經(jīng)來臨。 DSP 在電機(jī)控制方面的優(yōu)勢(shì) DSP 以運(yùn)算速度快為顯著特征，而單片機(jī)則以數(shù)字控制功能強(qiáng)為特點(diǎn)。但是，隨著新材料、新工藝和新技術(shù)的不斷出現(xiàn)和發(fā)展，無換向器電機(jī)控制技術(shù)卻日新月異地發(fā)展，尤其在惡劣環(huán)境中正不斷地替代傳統(tǒng)的直流換向器電機(jī)控制系統(tǒng)。由于 DSP 芯片內(nèi)部集成了模 /數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字輸入 /輸出、串口通信、電機(jī)控制 PWM 信號(hào)輸出等接口，因此使得電機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)更加靈活、簡易。勵(lì)磁控制法控制磁通，其控制功率雖然小，但低速時(shí)受到磁飽和的限制，高速時(shí)受到換向火花和換向器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制 。但這種傳統(tǒng)的調(diào)壓調(diào)速方法效率低 。只要按照一定的規(guī)律改變通、斷電的時(shí)間，即可使電機(jī)的速度達(dá)到并保持一穩(wěn)定值。對(duì)于直流電機(jī)，采用 PWM 控制技術(shù)構(gòu)成的無級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，起停時(shí)對(duì)直流系統(tǒng)無沖擊，并且具有啟動(dòng)功耗小、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。特別是在工業(yè)過程控制中，由于被控制對(duì)象的精確的數(shù)學(xué)模型難以建立，系統(tǒng)的參數(shù)經(jīng)常發(fā)生變化，運(yùn)用控制理論分析綜合不僅要耗費(fèi)很大代價(jià)，而且難以得到預(yù)期的控制效果。 PID 控制規(guī)律的離散化 PID 控制器是一種線性調(diào)節(jié)器，這種調(diào)節(jié)器是將系統(tǒng)的給定值 r 與實(shí)際輸出值 y構(gòu)成的控制偏差 yrc ?? 的比例 （ P） 、積分 （ I） 、微分 （ D） ，通過線性組合構(gòu)成控制量，所以簡稱 PID 控制器。加大比例系數(shù) PK 可以減小靜差，但是， PK 過大時(shí)，會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)質(zhì)量變壞，引起輸 出量振蕩，甚至導(dǎo)致閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。增大 IT 將減慢消除靜差的過程，但可減小超調(diào)，提高穩(wěn)定pKsTK IpsTK Dp對(duì)象r e yu????內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 性。 采用 DSP 對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，使用的是數(shù)字 PID 調(diào)節(jié)器，而不是模擬 PID調(diào)節(jié)器，即用程序取代 PID 模擬電路，用軟件取代硬件。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的不是控制量的絕對(duì)數(shù)值，而是其增量時(shí)，可導(dǎo)出下面的公式： )]2([