基于电机控制平台的DSP与计算机通讯系统软件设计与实现

论文摘要

由于控制系统的复杂性,开发一套完整的运动控制系统是一项困难的工作,控制算法的研究者不得不花费大量的精力于控制系统的各个细节。而使用一种适当的运动控制系统开发平台将极大提高研究和开发的效率。本文在介绍了交流调速系统的发展的基础上,应用永磁同步电机高性能的控制方法,借助于TMS320F240高速的运算能力和丰富的电机控制专用外围设备,设计开发了一套针对全数字同步电机变频调速控制实验平台的通信系统。该实验平台控制策略采用直接转矩控制,通过电压、电流或速度等状态量的采集,利用DSP运行软件控制算法产生PWM去实现变频控制。平台的上位机为PC机,通过RS-232与下位机相连,利用RS-232的特点自行设计了通信协议;下位机为DSP开发板,通过在DSP中编写汇编程序实现电机的控制方法。上位机除了能实时查看波形,了解电机的运行状况,还可以对下位机进行变量修改等控制,在该平台上进行电机的控制研究。并建立原始数据库,管理电机的参数和数据。上位机主程序框架用Delphi7.0建立。原始数据库用其自带的Paradox数撚库建立,用于现场设备参数的存储和程序中的数据传递。程序界面包括原始数据查询界面、动态曲线显示界面、用户登录界面、电机控制界面。界面设计使用了多种控件,如:编辑框、按钮、计时器等。串口通信通过封装的MScomm控件实现,完成执行串口控制,包括启动停止、参数的读写、动态曲线等操作。数据查询界面和添加新记录界面的控件变量与数据库中对应字段相关联,实现电机控制过程中的参数、数据的传送和存储。该平台提供的硬件和软件环境可以使电机控制的研究者快速实现控制系统,验证控制算法,提高算法研究和系统开发的效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 串口通信在工业控制中的发展与应用
• 1.1.1 交流调速系统的发展
• 1.1.2 计算机技术的应用
• 1.1.3 端口技术的应用
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 课题任务和研究手段
• 1.3.1 监控软件的开发环境
• 1.3.2 数据库模块的开发
• 第二章 通信接口及协议
• 2.1 通信接口
• 2.1.1 数据发送
• 2.1.2 通信的种类
• 2.1.3 常见接口简介
• 2.2 通信协议
• 2.2.1 ISO的OSI参考模型
• 2.2.2 串行通信协议
• 2.2.3 RS-232协议标准
• 2.2.4 工作模式和数据流量
• 2.2.5 数据安全和校验
• 第三章 上位机通信软件设计
• 3.1 上位机开发工具的选择
• 3.2 编制串口通信程序的方法
• 3.3 Delphi环境下串口通信实现方法
• 3.4 使用控件Mscomm实现上位机串口通信
• 3.4.1 Mscomm控件的常用属性与事件
• 3.4.2 选择串口通信工作方式
• 3.4.3 使用MSComm控件串口编程的基本流程
• 3.4.4 串行通信中字节的传送方法
• 3.5 上位机程序开发
• 3.5.1 建立程序的主界面
• 3.5.2 实时数据采集与数据处理
• 3.5.3 实时数据的存储和查询
• 第四章 电机控制系统开发平台的总体设计
• 4.1 直接转矩控制原理
• 4.2 DSP的结构和特点
• 4.3 串行通信接口模块
• 4.3.1 SCI模块的结构
• 4.3.2 多处理器异步通信模式
• 4.3.3 SCI多处理器通信
• 4.3.4 SCI波特率计算
• 4.4 控制系统的硬件设计
• 4.5 DSP串行通信程序设计
• 第五章 系统调试
• 5.1 速度检测模块
• 5.2 电流检测模块
• 第六章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢