论文摘要
直流电动机具有良好的起制动性能,能大范围内平滑调速,因而在可控的电力拖动领域中得到了广泛的应用。但传统的直流调速系统所采用的是由分立元件构成的复杂PID模拟控制系统,在可靠性和灵活性以及控制性能都存在不足。针对直流电机的数字控制方式,国内外学者进行了大量的研究并取得了许多成果,控制技术日趋成熟。本文正是基于这一点设计了一种以DSP为主控芯片的数字控制系统,以替代传统的PID模拟控制,实现电流与速度的精确数字闭环控制,具有故障保护功能,并且加强了人机接口功能;使用了FPGA进行触发脉冲信号的调制,提高直流调速系统的性能及稳定性。为适应网络技术的发展,系统设计了一套以太网通讯模块,可以对调速器系统进通过远程进行控制。Linux操作系统提供了一套完整的TCP/IP协议,可以完成系统网络通信的功能。本文首先完成了直流调速器的软硬件设计,针对数字PI速度电流双环控制给予了详细的说明,并针对FPGA的触发脉冲调制给出了设计思路和方法。然后介绍了以太网通信模块的软硬件设计,详细叙述了嵌入式Linux的软硬件平台搭建与实现,最后针对系统的联机测试给出了设计方案和调试结果,调试结果表明,本系统结构简单,控制可靠,可扩展性好,并能达到很高的控制精度,能保持快速响应及无静差和较小超调等优良性能。另外在通信方面也完成了基本的功能。随着数字信号处理器和可编程逻辑技术的迅速发展,包括调速器在内的工业控制系统数字化将会是现代和未来控制系统的发展趋势,而现代网络在工业控制设备上的应用更使这一技术发展到一个新的阶段。