【正文】 ..................................................... 18 開發(fā)環(huán)境 ......................................................................................................... 18 硬件設備 ......................................................................................................... 18 脈寬調(diào)制 PWM .............................................................................................. 19 PWM 調(diào)速原理 ............................................................................................... 22 控制原理 ......................................................................................................... 22 控制系統(tǒng)硬件設計原理圖 ...................................................................... 22 EMIF 接口 ....................................................................................................... 23 操作步驟 ......................................................................................................... 23 本章小結(jié) ......................................................................................................... 24 第 4 章 電機控制系統(tǒng)的軟件設計 .......................................................................... 25 CSS 介紹 .......................................................................................................... 25 xx 大學學士學位論文 IV CCS 簡介 .................................................................................................. 25 CCS 的組成 .............................................................................................. 25 CCS 的主要功能 ...................................................................................... 26 操作過程 ......................................................................................................... 27 開發(fā)環(huán)境 .................................................................................................. 27 調(diào)試工具 .................................................................................................. 27 CCS 的開發(fā)流程 ...................................................................................... 27 C 語言為基礎(chǔ)的 DSP 控制電機程序 ............................................................. 28 程序流程圖 ..................................................................................................... 29 C 語言程序 ...................................................................................................... 30 本章小結(jié) ......................................................................................................... 31 結(jié)論 ............................................................................................................................ 32 致謝 ............................................................................................................................ 33 參考文獻 .................................................................................................................... 34 附錄 A ........................................................................................................................ 35 附錄 B ........................................................................................................................ 42 附錄 C ........................................................................................................................ 47 xx 大學學士學位論文 1 第 1章 緒論 課題背景 在各種傳統(tǒng)系統(tǒng)和伺服控制系統(tǒng)中，我們經(jīng)常會使用到各種各樣的驅(qū)動電機，由此也產(chǎn)生了各種電機控制系統(tǒng)。直流斬波器主要優(yōu)點是可以將直流電壓升高或降低，它廣泛應用于開關(guān)電源。由此產(chǎn)生的電機控制系統(tǒng)主要有以下幾種： 1．直流電機控制系統(tǒng)直流 電機由于勵磁磁場和電樞磁場完全解藕，可以獨立控制，具備良好的調(diào)速性能，出力大，調(diào)速范圍寬和易于控制，廣泛用于拖動系統(tǒng)中，目前在各種推進系統(tǒng)中也仍有著廣泛的應用。它同樣具有寬范圍的調(diào)速性能，性能要優(yōu)于同類異步電機驅(qū)動系統(tǒng)階 [3]。檢測信號分為電量和非電量兩類。在 DSP 應用到電機控制中 后，全數(shù)字控制系統(tǒng)成了當前電機控制的發(fā)展方向。 xx 大學學士學位論文 6 第 2章 步進電機的 DSP 控制 本章主要介紹了步進電機的發(fā)展、分類、原理、工作方式以及 DSP 的控制方式方法等內(nèi)容。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為 度而五相步進角一般為 度。在沒有細分驅(qū)動器時，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進電機來滿足自己步距角的要求。同時，它也可以與角度反饋，環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。也可以得出，四相步進電機有四對磁極、四相繞組；五相步進電動機有五對磁極、五相繞組 ?? 以此類推。 步進電機的步進過程，當三相步進電機開關(guān) KA 合上時， A 相繞組通電，是A 相磁場建立。而電流波形則是 由兩段指數(shù)曲線組成 .這是因為受步進電動機繞組電感的影響 .當繞組通電時 ,電感阻止電流的快速變化 ?？梢姡艌鲂D(zhuǎn)一周，通電需要換相六次（即六拍），轉(zhuǎn)子才轉(zhuǎn)動一個齒距角。 脈 沖D 相C 相B 相A 相 脈 沖D 相C 相B 相A 相( b ) 雙 四 拍( c ) 八 拍 圖 26 單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時序與波形 xx 大學學士學位論文 14 四相步進電動機，有單四拍（ A— B— C— D）、雙四拍（ AB— BC— C— CD—DA）、八拍（ A— AB— B— BC— C— CD— D— DA,或者 AB— ABC— BC— BCD— CD— CDA— DA— DAB） 。其基本控制作用如下： xx 大學學士學位論文 15 1. 控制換相順序 步進電動機的通電換相順序是嚴格按照步進電機的工作方式進行的。也將這個距離折算成步進電動機的步數(shù)，這個參數(shù)是從外部輸入的。加減速運行曲線沒有一個固定的模式，一般根據(jù)經(jīng)驗和試驗得到的。 2. TMS320C55xx 評估板及相關(guān)電源。 CPLD 器件重要特點 ： 采用 快閃存儲技術(shù)，器件速度快，功能強，引腳到引腳的延時最低為4ns，系統(tǒng)速度可達 200MHz，器件功耗低； 引腳作為輸入可以接受 、 和 等幾種電壓，作為輸出可以配置 、 、 等電 xx 大學學士學位論文 19 壓； 支持在系統(tǒng)編程和 JTAG 邊界掃描測試功能，器件可以反復編程達 10000次，變成數(shù)據(jù)可以保持 20 年 ； 集成度為 36288 個宏單元， 8006400 個可用門，器件有不同的封裝形式。 設置和裝在 COMCONx 寄存器。 P W M X（ 高 有 效 ）定 時 器 周 期 1定 時 器 值定 時 器 周 期 1周 期 大定 時 器 周 期 2( P W M )P W M X + 1（ 低 有 效 ）+ 比 較 匹 配 點死 區(qū) 圖 33 比較單元和 PWM 電路產(chǎn)生非對稱的 PWM 波形 4． 對稱 PWM 波形的產(chǎn)生 對稱 PWM 信號的特性由 PWM 周期中心對產(chǎn)的調(diào)制脈沖規(guī)定。 控制系統(tǒng)硬件設計原理圖 D A T A [ 7 ： 0 ] A D D R E S S [ 1 5 : 0 ] C S W E A I n 1 A 1A i n 2 A 2B i n 1 B 1B i n 2 B 2 B e n a b l eA e n a b l e地址譯碼AS A M O T O RU 4U 3U 2U 1D S PC P L DL 2 9 8數(shù) 據(jù) 鎖 存V C CBCD 圖 35 控制系統(tǒng)硬件設計原理圖 xx 大學學士學位論文 23 EMIF 接口 TMS320C5509DSP 的擴展存儲器接口（ EMFI）用來與大多數(shù)外圍設備進行連接，典型應用如連接片外擴展存儲器等。 5．將 ICETEKCTR 板的供電電源開關(guān) 撥動到“開”的位置。 控制原理 前兩種方法由于在調(diào)速是改變了控制脈沖的周期（或頻率），當控制脈沖頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時，將會引起震蕩，因此這兩種方法用得 少。這種可用軟件靈活空盒子的 PWM 輸出，尤其適用于控制開關(guān)磁阻電動機。 2． 產(chǎn)生 PWM 的寄存器設置 比較單元和相關(guān)電路所有三種 PWM 波形的產(chǎn)生，需要對相同時間管理寄存器進行配置，產(chǎn)生 PWM 輸出的設置步驟 如下： 設置和裝載 ACTRx 寄存器。該系列器件采用快閃存儲技術(shù)（ FastFlash），比 EECMOS 工藝的速度快，功耗低。因此，在加速時，盡量用接近啟動頻率啟動。如果非常緩慢的升降速，步進電動機雖然不會產(chǎn)生失步和過沖現(xiàn)象，但影響了執(zhí)行機構(gòu)的工作效率。 步進電動機的位置控制需要兩個參數(shù)： 第一個是步進電動機控制的執(zhí)