基于DSP的磁悬浮轴承控制系统的研制

发布时间：2020-07-06 23:58

【摘要】：主动磁悬浮轴承是利用电磁力将转子悬浮于空间的一种新型高性能轴承，由于转子与定子之间不存在机械接触，与其它轴承相比有着无法比拟的优越性：几乎没有磨损、寿命长、能耗低、无需润滑等，因而转子可以达到很高的转速。 本文主要以机床为应用背景，对主动磁轴承的控制系统进行了研究。根据电磁轴承工作原理，建立四自由度主动磁轴承转子系统的力学模型，设计了基于TMS320LF2407A型DSP控制系统。 其中硬件包括：由片内A/D模块完成四路信号的采样，选用DAC7725P将处理后的数据转换成微弱的电压信号，以OPA548为核心的功率放大电路将弱电信号放大，产生预期的控制电流信号。本系统工作于两种电压下，而且各芯片处理速度有所不同，因此设计了必要的外围电路，包括电源转换电路、等待电路等，为了防止系统紊乱，用CPLD来产生外围电路的逻辑译码和选通，提高系统的集成度、降低噪声、增强系统可靠性并降低成本。 系统的软件设计采用了上、下位机主从式工作方式，上位机可在线检测系统工作效果、修改控制器参数。采用模糊PID控制方式，参考专家经验，设计了符合本实验条件的模糊PID控制器，可使系统始终工作在最佳状态，并通过仿真和实验验证了控制器的效果。
【学位授予单位】：河海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH133.3
【图文】：

与下位机的通信协议是RS一232。图5.3系统运行总的界面图图5.3是上位机的主界面。参数设置用来双机通讯所用的串口以及波特率。绘图则用来把下位机传送过来的位移偏差绘制成图表，以便于我们进行对他进行实时的监控。当系统运行一段时间(位移偏差比较小时)后，出于对系统稳定的考虑，可以停止模糊推理。此时也可以把校正过的KP，K，，KD三个参数发给下位机。图5.4参数设置界面图选用串口1，波特率38400，无校验，8个数据位，1个停止位。

图5.3系统运行总的界面图图5.3是上位机的主界面。参数设置用来双机通讯所用的串口以及波特率。绘图则用下位机传送过来的位移偏差绘制成图表，以便于我们进行对他进行实时的监控。当系统运行一段时间(位移偏差比较小时)后，出于对系统稳定的考虑，可以停止模推理。此时也可以把校正过的KP，K，，KD三个参数发给下位机。

士研究生学位论文基于DSP的磁悬浮轴承控制系统的研制图5.5绘图界面图5.5即为绘图界面。上图一共有四种颜色的曲线，代表了四个自由度的位移偏差。纵坐标表示偏差大小，横坐标则表示时间。由图中，我们可以看出，在系统的运行过程中，偏差值总在一个较小的范围内变化，说明此控制系统可以很好的适应我们的控制要求。5.2开发工具本文所用开发工具是上海三意公司生产的TMS32OLF2407A，如图5.6所示。该型号DSP主要针对电机控制而开发出来的。本文研究的电磁轴承控制系统，其原理类似于电机的控制，因此选择该芯片。5.2.1仿真器[39]通过DSP仿真开发工具可以对DSP芯片片内和片外资源进行全透明的访问。同时可以通过它向DSP加载程序，开发工程师还可以通过DSP仿真开发工具对程序进行调试。根据仿真器的与PC机接口方式

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本文编号：2744328