基于DSP的伺服控制方法研究.pdf

1、切紙機(jī)是一種通用加工設(shè)備，它不僅用于紙張加工，還可應(yīng)用于皮革、硬塑料等非紙類(lèi)材料的裁切?，F(xiàn)代工業(yè)對(duì)設(shè)備性能的要求越來(lái)越高，研制高精度的切紙機(jī)有很大的實(shí)用價(jià)值，研究高精度切割伺服控制系統(tǒng)有重要的理論意義。本文根據(jù)科研項(xiàng)目的具體需要，應(yīng)用智能控制芯片DSP設(shè)計(jì)了切紙機(jī)伺服控制系統(tǒng)，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下： 1．為獲取系統(tǒng)輸入輸出信號(hào)的特點(diǎn)并探索尋求適合本系統(tǒng)的控制方案，搭建了實(shí)驗(yàn)控制平臺(tái)。該平臺(tái)以計(jì)算機(jī)為核心，利用其豐富的接口模板實(shí)

2、現(xiàn)了信號(hào)采集和控制電壓輸出轉(zhuǎn)換，利用其強(qiáng)大的軟件資源實(shí)現(xiàn)了控制算法的調(diào)試。發(fā)現(xiàn)了一些系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)特性和脈沖信號(hào)特點(diǎn)等工程實(shí)際問(wèn)題，也得到了很多有用的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)實(shí)際控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了很好的參考。 2．依據(jù)性能需要和精度要求，選用DSP芯片為核心控制器，設(shè)計(jì)了伺服控制系統(tǒng)硬件電路，設(shè)計(jì)了電源、時(shí)鐘電路，并利用其正交編碼單元和外擴(kuò)隔離電路完成了信號(hào)采集，外擴(kuò)了滿足精度要求的數(shù)模轉(zhuǎn)換及驅(qū)動(dòng)電路，設(shè)計(jì)了與上位機(jī)串行通信的電平轉(zhuǎn)換電路和與其

3、它控制器互聯(lián)的CAN通信電路，并完成了按鍵和顯示電路的設(shè)計(jì)。 3．對(duì)比例因子可調(diào)的模糊控制方法進(jìn)行了研究，根據(jù)控制對(duì)象的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，提出了適合本系統(tǒng)的比例因子自調(diào)整模糊控制規(guī)則。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，此方法能滿足精度要求并具有很好的動(dòng)態(tài)性能。在CCS開(kāi)發(fā)平臺(tái)上，編寫(xiě)了脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)，實(shí)際控制電壓曲線的計(jì)算和裝載，控制算法的比較和改進(jìn)，RS232協(xié)議和CAN協(xié)議下的數(shù)據(jù)通信，以及鍵盤(pán)和顯示的驅(qū)動(dòng)程序。 4．抗干擾脈沖采集算法。本文提出

4、了一種能自動(dòng)識(shí)別電機(jī)正反轉(zhuǎn)并能剔除脈沖干擾和對(duì)丟失的脈沖進(jìn)行預(yù)測(cè)補(bǔ)償?shù)能浖惴??？刂平Y(jié)果表明在編碼器分辨率不變的情況下，該算法對(duì)脈沖的檢測(cè)能力得到明顯提高，同時(shí)系統(tǒng)的控制精度也得到有效改善。 5．設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)分析處理軟件，分別用圖形顯示切紙機(jī)伺服控制系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)線位移狀態(tài)，對(duì)PD控制和模糊控制下的輸出控制電壓及位移曲線進(jìn)行了比較，并對(duì)兩種方案下的系統(tǒng)響應(yīng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的伺服控制系統(tǒng)超調(diào)量更小、響應(yīng)時(shí)間短