基于dsp的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-全文預(yù)覽
【正文】 硬件連接 。 7 M/T法測(cè)速是將 M法和 T法兩種方法結(jié)合在一起使用，在一定的時(shí)間范圍內(nèi)，同時(shí)對(duì)光電編碼器輸出的脈沖個(gè)數(shù) M1 和 M2 進(jìn)行計(jì)數(shù)，則電機(jī)每分鐘的轉(zhuǎn)速為 實(shí)際工作時(shí)，在固定的 Tc時(shí)間內(nèi)對(duì)光電編碼器的脈沖計(jì)數(shù)，在第一個(gè)光電編碼器上升沿定時(shí)器開(kāi)始定時(shí)，同時(shí)開(kāi)始記錄光電編碼器和時(shí)鐘脈沖數(shù)，定時(shí)器定時(shí) Tc時(shí)間到，對(duì)光電編碼器的脈沖停止計(jì)數(shù)，而在下一個(gè)光電編碼器的上升沿到來(lái)時(shí)刻，時(shí)鐘脈沖才停止記錄。例如時(shí)鐘頻率為 fclk,計(jì)數(shù)器記錄的脈沖數(shù)為 M2，光電編碼器是 N線的，每線輸出 4N個(gè)脈沖，那么電機(jī)的每分鐘的轉(zhuǎn)速為 為了減小誤差，希 望盡可能記錄較多的脈沖數(shù)，因此 T法測(cè)速適用于低速運(yùn)行的場(chǎng)合。在一定的轉(zhuǎn)速下要增大檢測(cè)脈沖數(shù) M1以減小誤差，可以增大檢 測(cè)時(shí)間 Tc單考慮到實(shí)際的應(yīng)用檢測(cè)時(shí)間很短，例如伺服系統(tǒng)中的測(cè)量速度用于反饋控制，一般應(yīng)在 秒以下。具體的測(cè)速方法有 M 法、 T 法和 M/T 法 3種。經(jīng)濟(jì)化：對(duì)于多個(gè)控 制工位，只需一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器，安裝、維護(hù)、損耗成本降低，使用壽命增長(zhǎng)。一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器，可以測(cè)量從幾個(gè)微米到幾十幾百米的距離。內(nèi)插倍頻需由二次系統(tǒng)完成。在這種情況下，處理給伺服電機(jī)的信號(hào)所需帶寬（例如編碼器每轉(zhuǎn)脈沖為 10000）將 很容易地超過(guò) MHz 門限；而另一方面采用模擬信號(hào)大大減少了上述麻煩，并有能力模擬編碼器的大量脈沖。 正弦波編碼器 5 正弦波編碼 器也屬于增量式編碼器，主要的區(qū)別在于輸出信號(hào)是正弦波模擬量信號(hào)，而不是數(shù)字量信號(hào)。當(dāng)脈沖已固定，而需要提高分辨率時(shí)，可利用帶 90 度相位差 A， B 的兩路信號(hào)，對(duì)原脈沖數(shù)進(jìn)行倍頻。 增量式編碼器 增量式編碼器軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，有相應(yīng)的相位輸出。 （ 3） 旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方案 旋轉(zhuǎn)編碼器是集光機(jī)電技術(shù)于一體的速度位移傳感器。開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器主要用于測(cè) 轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速、風(fēng)速、流速、接近開(kāi)關(guān)、關(guān)門告知器、報(bào)警器、自動(dòng)控制電路等。 霍爾傳感器的種類： 線性霍爾傳感器，開(kāi)關(guān)霍爾傳感器。 霍爾效應(yīng)： 在金屬或半導(dǎo)體薄片的兩端通過(guò)控制電流 I,并在薄片的垂直方向施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為磁場(chǎng)那么 ,在垂直于電流和磁場(chǎng)方向向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)場(chǎng) UH（霍爾電壓）。 因此根據(jù)超前與滯后的關(guān)系可以確定電機(jī)的轉(zhuǎn)向。 （二）、增量式光電編碼器 增量式光電編碼器是碼盤隨位置的變化輸出一系列的脈沖信號(hào)，然后根據(jù)位置變化的方向用計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖進(jìn)行加 /減計(jì)數(shù)，以此達(dá)到位置檢測(cè)的目的。通常將組成編碼的圈稱為碼道，每個(gè)碼道表示二進(jìn)制數(shù)的一位， 其中最外側(cè)的是最低位，最里側(cè)的是最高位。 （一）、絕對(duì)式光電編碼器 2 絕對(duì)式光電編碼器如圖所示，他是通過(guò)讀取編碼盤上的二進(jìn)制的編碼信息來(lái)表示絕對(duì)位置信息的 。其中光電元件的測(cè)量精度較高，能夠準(zhǔn)確的反應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的機(jī)械位置，從而間接的反映出與電機(jī)連接的機(jī)械負(fù)載的準(zhǔn)確的機(jī)械位置，從而達(dá)到精確控制電機(jī)位置的目的。光電式目前是一種比較常用的計(jì)數(shù)式轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x，此種方法離不開(kāi)重要的部件光電編碼器。 二、設(shè)計(jì)方案（要求給出詳細(xì)的設(shè)計(jì)思路及其必要的論證） 目前，直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)有很多種方案， 有基于 DSP 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、 ARM 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)和單片機(jī)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。 基本要求： 1．給出 直流電機(jī)調(diào)速原理分析 ；可設(shè)定電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，轉(zhuǎn)速； 2．可實(shí)時(shí)測(cè)量電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，并在 LED數(shù)碼管上顯示出來(lái)； 3．可對(duì)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，使其轉(zhuǎn)速趨近于設(shè)定值； 4．完成硬件原理圖，繪制 PCB 板，撰寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書。這三種根據(jù)類型不同的工作原理又可分為不同的類型，其中，計(jì)數(shù)式可以分為機(jī)械式、光電式、電磁式。這些位置檢測(cè)傳感器或者與電機(jī)的非負(fù)載端同軸連接，或者直接安裝在電機(jī)的特定的部位。根據(jù)光電編碼器的工作原理可以將光電編碼器分為絕對(duì)式光電編碼器與增量式光電編碼器，下面我就這兩種光電編碼器的結(jié)構(gòu)與工作原理做介紹 。涂黑的部分是不透光的，用 “1”來(lái)表示。當(dāng)碼盤轉(zhuǎn)到一定的角度時(shí)，扇區(qū)中透光的碼道對(duì)應(yīng)的光敏二極管導(dǎo)通，輸出低電平 “0”，遮光的碼道對(duì)應(yīng)的光敏二極管不導(dǎo)通，輸出高電平 “1”，這樣形成與編碼方式一致的高、低電平輸出，從 而獲得扇區(qū)的位置腳。當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，脈沖信號(hào) A 的相位滯后脈沖信號(hào) B 的相位 90o，此時(shí)邏輯電路處理后的方向信號(hào) Dir為低電平?；魻栃?yīng)，它是德國(guó)物理學(xué)家霍爾于 1879 年研究載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)的，因此得名。 霍爾傳感器：由于霍爾元件產(chǎn)生的電勢(shì)差很小，故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補(bǔ)償電路及穩(wěn)壓電源電路等集成在一個(gè)芯片上，稱之為霍爾傳感。 開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，和輸出級(jí)組成，它輸出數(shù)字量。最主要的他對(duì)外部環(huán)境的要求不高，并且工作溫度可以達(dá)到 150， 以及不
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