采用USB和DSP技術(shù)的全數(shù)字伺服控制器的研究與開發(fā).pdf

1、本文首先討論了伺服系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展,并指出本課題的研究意義和主要研究內(nèi)容.在深入研究了永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型、等效電路的基礎(chǔ)上,本文對磁場定向控制和空間矢量控制做了系統(tǒng)的研究,并給出了磁場定向控制和空間矢量控制的DSP實現(xiàn)方法.通過研究世界DSP芯片市場,選用了美國TI公司專門為數(shù)字運動和電機控制推出的DSP控制器TMS320F243來實現(xiàn)交流伺服系統(tǒng).然后給出了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計,包括主回路、驅(qū)動電路、存儲器擴展、電流和速度檢測

2、電路的硬件設(shè)計.采用了價格較低的電阻器來檢測永磁同步電機的三相電流,采用了IGBTCPV363M4K模塊組成逆變橋來實現(xiàn)功率主回路直流到交流的逆變.提出了永磁同步電機的磁場定向?qū)崿F(xiàn)方案以及交流伺服系統(tǒng)的全閉環(huán)軟件實現(xiàn)方案.閉環(huán)程序由主程序和中斷服務(wù)程序組成,在中斷服務(wù)程序中進行電流環(huán)和速度環(huán)的調(diào)節(jié).實驗表明:雙閉環(huán)的永磁數(shù)字交流伺服系統(tǒng)擁有很高的速度和位置控制性能.隨著開放式數(shù)控和數(shù)字伺服的發(fā)展,高速的通訊接口越來越重要.本文在研究了常

3、用RS232/485通訊接口和控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線CAN的基礎(chǔ)上,探討了USB接口在伺服技術(shù)中的應(yīng)用,為數(shù)字伺服系統(tǒng)采用高速串行總線與主控制器實時通訊打下了基礎(chǔ).提出了運動控制系統(tǒng)新的實現(xiàn)方法,以省去運動控制卡,解決中高檔數(shù)控的關(guān)鍵問題,并研究了通訊協(xié)議、硬件電路與軟件設(shè)計.最后系統(tǒng)研究了數(shù)字伺服系統(tǒng)的PID控制及其改進算法控制策略.采用最新人工智能理論,探討了伺服系統(tǒng)單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制理論與實時控制方法,解決了伺服系統(tǒng)參數(shù)的在線調(diào)整