基于tms320f2808的异步电机变频调速系统之软件设计

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伺服系统(Servo system)亦称随动系统是自动化学科中与产业部门联系最紧密，服务最广泛的一个分支。世界上第一个伺服系统由美国麻省理工学院辐射实验室（林肯实验室的前身）于1944年研制成功，这就是火炮自动跟踪目标的伺服系统。它属于自动控制的一种，它用来控制被控对象的转角(或位移)，使其能自动的、连续的、精确的复现输入指令的变化规律。传统的伺服系统通常在精度、系统稳定性、系统抗干扰性等方面差强人意。而数字化是技术发展的必然趋势，现代伺服系统朝着高精度、快速的方向发展，朝着功能强和更复杂的方向发展。数字伺服系统的设计是基于连续伺服系统设计的基础，进一步解决实用数字控制器设计问题和解决数字伺服系统中的特殊问题。例如轴—角编码、轴角—数字转换、数—模转换、数字—轴角转换、采样周期选择、控制规律选择、控制软件设计等问题。目前一般的数字伺服控制系统都是采用工控机或者是单片机来做控制、位置和速度运算。应用工控机的系统虽然在大多数的场合下都能够稳定工作，但由于工控机高昂的价格和需要另配各种接口卡使得系统的造价很高，从而限制了数字式伺服系统的广泛应用。而采用单片机的系统则只能应用在慢速和数据量小的系统中。数字信号处理器(DSP)是专门为数字信号处理而设计的可编程微处理器，它具有灵活的指令集、内在操作的灵活性、高速的运算能力、改进的并行结构、有效的成本及DSP处理器集成了许多常用的芯片等优点。研究基于DSP的伺服跟踪系统将会使得这种新型的伺服系统的体积将会更小、重量将更轻、功耗将更低、价格将更便宜、可靠性将更高，而且这种新型的基于DSP的伺服跟踪系统已经完全可以应用于各种工业场合，以替代传统的伺服机构，并且还能够扩展到许多新的领域中去，具有非常好的应用前景。

以DSP为主控制器，通过对转台运动加以控制，实现对飞行状态模拟。转台电控系统主要实现对转台的运动方式控制，使整个转台安预定的工作方式进行运动，从而实现包括正弦摇摆运动在内的一些特定的工作。

保 精 度: 0.05°／s ~ 40°／s；

最 大 角 速 度： 60°／s；

保精度角加速度： 60°／s ；

最大角加速度： 100°／s ；

控 制 精 度： 4′ （最大误差）

1.3主要设计内容

根据系统所提出的性能指标的要求，本文将主要在以下几个方面进行讨论：

1 结合DSP和其它相关硬件，设计伺服控制系统的硬件。

2 根据课题要求和已有的硬件在DSP仿真环境下使用汇编和C语言编程，实现转台的伺服控制，并满足系统要求的控制精度。

3 对系统开环频率设计作了探讨。

4 应用MATLAB 中Simulink 对转台的设计相关内容进行仿真。

1.4方案论证

一．DSP 的选取

在研制基于DSP的伺服跟踪系统的过程中，我们将先进的数字信号处理技术、高速的数字信号处理器(DSP)应用于伺服系统中，设计一种新型的基于DSP的伺服跟踪系统。这种基于DSP的伺服跟踪系统相比于目前普遍应用的基于工控机的或者基于单片机的伺服系统不但在性能上有了很大的提高，有效地降低了系统的功耗、体积，使该系统的应用领域和应用环境更为广泛，而且该系统的成本比采用工控机的方式也大为降低。

且以高速数字信号处理器（DSP）TMS320F240为中央处理单元，配以极少的外围电路构成了检测器的核心控制部件等优点简介如下：

TMS320F240的主要性能如下：

1.指令周期为50µs且大多数指令为单周期；

2.面向电机控制的“事件管理器”模块：

（1）3个通用定时器，可输出3路比较/PWM脉冲；

（2）3个全比较单元，可输出3对带死区控制的比较/PWM脉冲；

（3）3个单比较单元，可输出3路比较/PWM脉冲；

（4）4个捕获引脚，用于高速I/O 管理；

（5）正交编码脉冲单元，可直接连接光电编码器；

3.两组各8路10位10µs的A/D转换器；