【正文】 5 系統(tǒng)調(diào)試與分析 整個控制系統(tǒng)是采用DSP2812作為控制核心，CCS4V4作為軟件開發(fā)工具。主要程序包括系統(tǒng)初始化，起動模塊，轉(zhuǎn)速采集模塊和PID速度控制模塊這些主要功能模塊相關(guān)的函數(shù)。 系統(tǒng)開發(fā)主框架 圖51 直流調(diào)速系統(tǒng)主要框架圖 上圖51是整個直流調(diào)速系統(tǒng)的主要框架圖，通過XDS100V2仿真器實現(xiàn)DSP的硬件仿真。而電機的轉(zhuǎn)速信號通過光電編碼器采集并作為閉環(huán)控制的反饋信號輸送到控制芯片中，接受到轉(zhuǎn)速信號之后控制器根據(jù)反饋信號對輸入到功率驅(qū)動板的PWM信號進行調(diào)整進而實現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)速。 系統(tǒng)調(diào)試 本系統(tǒng)使用的仿真器為明偉XDS100V2仿真器。這是一種低成本、高性能的仿真器，性價比高于其他名牌仿真器。具有如下特點：，采用高性能USB 數(shù)據(jù)線與電腦連接，、 接口，并且支持熱插拔； Instruments公司的TMS320 F280X/F281X/F280XX F2833X/C550X/C674X等芯片的在線連接仿真；，支持C語言和匯編； 的標(biāo)準(zhǔn)14 腳 JTAG 接口連接，仿真器使用操作簡單，方便。(Code Composer Studio)的界面。其中這個軟件在第四章已經(jīng)做了詳細介紹。在對系統(tǒng)進行初始化之后，還完成了中斷、定時、驅(qū)動電機、轉(zhuǎn)速采集、PID控制等各個模塊代碼的編寫。52 本系統(tǒng)通過DSP的T1PWM_T1CMP引腳和T2PWM_T2CMP引腳輸出PWM信號并作為BTS7960的輸入。BTS7960驅(qū)動電流可達 43A，PWM頻率最大25KHZ，與DSP5V隔離，有效保護芯片。光電編碼器為歐姆龍E6A2CS3C，詳細介紹見32節(jié)。整個實驗平臺如下圖554所示。圖53 系統(tǒng)硬件平臺圖54 帶負載系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖55 PWM輸出波形將程序燒寫到DSP中的程序存儲器中后，供上電之后通過示波器觀察運行結(jié)果，實驗時電機為空載。上圖55為PWM輸出波形。根據(jù)調(diào)速要求，修改占空比得到下圖56所示的波形。圖56 調(diào)整占空比后的PWM波形本章主要介紹了整個調(diào)速系統(tǒng)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。并分別介紹了軟件開發(fā)的平臺和硬件平臺，給出了實驗結(jié)果。通過調(diào)試表明本系統(tǒng)所設(shè)計的直流電機控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定調(diào)速，結(jié)果理想，滿足控制要求。第六章 總結(jié)與展望 系統(tǒng)設(shè)計總結(jié)在傳統(tǒng)的數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)中,使用得最多的控制器還是單片機和其它運行速度較慢的微型控制器,因其主頻低,使用不了較復(fù)雜的控制算法,所以常規(guī)PID或PI控制算法成為其首選。[32]但常規(guī)PID或PI控制算法已經(jīng)滿足不了工業(yè)上越來越高的對直流電機調(diào)速的精度、及時性和魯棒性等各項指標(biāo)要求,而隨著很多高性能的數(shù)字信號處理器DSP的出現(xiàn),使得復(fù)雜的控制算法能在數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)中實現(xiàn)成為了可能。因此,本文所設(shè)計的基于DSP的直流電機調(diào)速控制系統(tǒng),除了對系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)方面進行了研究,還著重對系統(tǒng)中應(yīng)用的控制策略進行了研究。并針對實物控制實驗中所出現(xiàn)的各種問題進行分析,同時采取相應(yīng)的解決措施。一、軟硬件設(shè)計方面,由于自己對硬件電路設(shè)計方面經(jīng)驗欠缺,對所設(shè)計出來的硬件電路進行設(shè)備調(diào)試時,用示波器觀測后,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的采樣信號包含很大的噪聲,尤其是速度采樣信號。經(jīng)過研究及搜索相關(guān)資料和解決措施,找出了導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因,是由于數(shù)字信號和模擬信號共地,還有微弱信號進行長距離傳輸也會產(chǎn)生噪聲。因此,采用的解決方案是:數(shù)字信號的地和模擬信號的地不要并在一起,如果避免不了的話,需要在離電源較近的地方一點共地。對于微弱信號的長距離傳輸后,必須要加濾波電容,如果存在必要，可以考慮在信號的輸入和輸出端都并一個10pF的濾波電容,經(jīng)過濾波電容濾波后,由于長距離傳輸所產(chǎn)生的高頻噪聲都將被濾掉。,主要對系統(tǒng)的中斷模塊進行測試,測試中斷程序有沒有正常和中斷級別設(shè)置合不合理。首先要單獨測試各中斷是否正常,測試正常后再將中斷分別加到系統(tǒng)中,然后觀察整個系統(tǒng)中各個中斷是否含有響應(yīng),如果中斷級別設(shè)置不妥,將會使某個中斷子程序一直得不到響應(yīng)。對于本系統(tǒng)DSP芯片內(nèi)部已經(jīng)設(shè)置了各中斷的終端級別,所以只需選取對應(yīng)的中斷級別的管腳即可。[33]二、軟件控制方面雖然DSP的運算速度很快,但在編寫程序控制算法時也要對其進行優(yōu)化,盡量避免一些無用的運算,這樣就能保證控制算法的執(zhí)行時間足夠短,進而達到實時控制的效果。 進一步研究方向雖然本文設(shè)計的基于DSP的直流電機調(diào)速系統(tǒng),控制效果已經(jīng)達到令人滿意的地步,不過由于一些方面的限制如實驗條件和時間,有些工作需要進一步完善和改進。雖然對本系統(tǒng)已進行了很多實驗,但是都是建立在CCS軟件的基礎(chǔ)上來對系統(tǒng)進行調(diào)試和運行的,而且使用的也是DSP開發(fā)板,并未將整個硬件做成一個集成的嵌入式系統(tǒng),所以,把整個硬件模塊做成一個集成的嵌入式系統(tǒng)是下一步所需要研究的工作。致 謝這篇論文從選題到完成的各個部分都離不開我的導(dǎo)師李冰林老師的指導(dǎo)。李老師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏銳的科研洞察力、廣闊的知識視野都對我們生產(chǎn)了很大的影響，我不僅掌握了通用的研究方法，理解了不同的思考方式，接受了全新的思想觀念。在此我要表達出對李老師深深的敬意和誠摯的感謝。在四年的大學(xué)生活中，我還得到了班主任呂立亞老師在學(xué)習(xí)上生活上諸多的關(guān)懷和指導(dǎo)，這里表示衷心的感謝。此外，還要特別感謝姚嘉凌老師和肖廣兵老師，感謝這兩位老師在學(xué)習(xí)和工作上給我的悉心指導(dǎo)和幫助。同時我還要感謝全體31班同學(xué)，能與你們做同學(xué)是我最大的收獲，有你們，我才能愉快的度過大學(xué)生活。最亮眼的東西是陽光，最寶貴的東西是時光，四年的時光里因為你們才充滿陽光。感謝你們的支持和幫助，感謝你們的關(guān)心和鼓勵，感謝你們帶來的快樂和陪伴。最后，對所有能夠參加對我的論文評審和答辯的老師表示誠摯的謝意！參考文獻[1] :化學(xué)工業(yè)出版社,2002[2] [D].碩士學(xué)位論文,西北工業(yè)大學(xué),2005[3] ，2000，33(1)：2930[4] ，1999： 21(3)：2529[5] (第2版)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000:67一70.[6] [M].,2003[7] 吳守茂,[M].:機械工業(yè)出版社,2003.[8] ：東北大學(xué)出版社，2004[9] [M].北京:中國紡織出版社,2006.[10] 謝寶昌， DSP ：北京航空航天大學(xué)出版社，2005[11] :[碩士學(xué)位論文].武漢:武漢理工大學(xué),2008[12] :[碩士學(xué)位論文].上海:上海交通大學(xué),2007[13][M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2002[14][M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2004[15] 蘇奎峰,呂強,[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005[16] —重點與難點剖析[M].北京:中國電力出版社,2008[17] [M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2007[18] Texas ,TMS320F2812 Digital Signal [19] Texas Event Manager(EV) Reference [20] TMS320F28xx C Source Debugger User`s Guide,Texas Instruments Incorporated,1995[21] Texas AnalogtoDigital Converter(ADC)Reference Guide(RevC).2004[22] [M].北京航空航天大學(xué)出辦社,2003:126158.[23] 王曉明 [M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2004第l版.[24] 徐靜 [J].變頻器世界,[25] [M].:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2004.[26] [D].西安:西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2002.[27] 王曉明,[M].:北京航空航天大學(xué)出版社,2004.[28] 王聘,李宏,袁林興,[7].微電機,2006,6:61~62.[29] 馬軍,[J].重慶工學(xué)院學(xué)報,2007,21(1):99一104.[30] 張雄偉，曹鐵勇. DSP 芯片的原理與開發(fā)應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社，2000[31] Texas Instruments 系列 DSP 的 CPU 京：清華大學(xué)出版社，2004[32] C2000 ：機械工業(yè)出版社，2005[33] 龔思遠,楊鵬,[J].微計算機信息,2008(05):145~