基于DSP的数字化超声冲击电源装置研究

论文题目: 基于DSP的数字化超声冲击电源装置研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料加工工程

作者: 王婷

导师: 王东坡

关键词: 超声冲击,数字化电源,数字信号处理器,恒幅控制,频率跟踪

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本教研室研制的采用超声冲击提高焊接接头疲劳性能的技术一经实现就受到了学术界的高度关注,成为研究热点。目前,超声冲击技术由于其执行机构轻巧、噪音小、效率高、成本低且节能等诸多优势,已成为一种理想的焊后改善接头疲劳性能的方法。但目前所使用的模拟电源有着自身无法克服的缺陷。数字化电源控制灵活、易于实现柔性化,可以达到更高的稳定性和控制精度,接口兼容性良好。为了很好地解决模拟电源实时性较差和不可回调的缺点,本课题以DSP(数字信号处理器)为控制核心研制了一套数字化超声冲击电源。本文首先设计了系统的硬件电路,包括DSP的最小系统电路、采样预处理电路、输出信号死区形成电路、恒幅控制电路和显示电路。根据DSP的工作主频和控制系统的精度要求,引入倍频器来减小频率调整步长,以实现高精度控制。在软件编写过程中,根据超声冲击机的工作特点对控制算法进行了改进,确定了最佳扫描区域,同时设置了电流门槛值,从而减轻了频率跟踪的压力。循环跟踪阶段,编写了A/D转换程序、相位差计算程序、PWM生成程序、D/A转换程序和参数显示程序,实现了控制思想。联机试验表明,本文研制的基于DSP的数字化超声冲击电源可以使系统工作在谐振状态,冲击过程稳定。所设计的软硬件系统基本实现了预期功能。

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 数字化的概念

1.2 超声冲击法

1.3 超声冲击机模拟控制系统存在的问题

1.3.1 频率跟踪控制系统

1.3.2 恒幅控制系统

1.4 数字化超声冲击设备的研究意义和现状

1.5 本课题主要的研究任务

第二章 DSP 最小系统电路设计

2.1 硬件电路总体结构

2.2 DSP 最小系统设计

2.2.1 控制芯片的选用

2.2.2 TMS320LF2407A 芯片介绍

2.2.3 电源设计

2.2.4 复位电路

2.2.5 时钟电路

2.2.6 等待状态发生器

2.2.7 仿真接口

2.2.8 存储器的外部扩展

2.3 本章小结

第三章控制系统外围电路的设计

3.1 控制系统硬件电路流程设计

3.2 采样信号的预处理

3.3 频率跟踪系统硬件电路的实现

3.3.1 倍频器的选用

3.3.2 死区形成逻辑

3.4 恒幅控制系统硬件电路的实现

3.5 LED 显示电路

3.6 硬件电路的最终实现

3.7 本章小结

第四章 DSP 控制系统的软件设计

4.1 CCS 功能简介

4.2 利用C 编译器开发应用程序的步骤

4.3 C 语言嵌入汇编语言和中断处理方法

4.3.1 在C 语言中嵌入汇编语言

4.3.2 用C 语言处理DSP 中断

4.4 软件的主程序设计

4.4.1 频率跟踪软件设计

4.4.2 恒幅控制软件设计

4.4.3 参数显示软件设计

4.4.4 看门狗（WD）的使用

4.5 本章小结

第五章联机调试试验

5.1 控制算法的优化

5.1.1 初始状态的给定

5.1.2 中心频率的扫描

5.2 试验结果

5.3 本章小结

第六章结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢

发布时间: 2007-04-17

参考文献

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