基于TMS320F2812的运动控制技术研究

论文摘要

随着现代技术的进步,各种电动机的控制技术、微电子技术、电力电子技术的结合正使其发展成为一门新的技术,即运动控制技术。这使得电动机控制策略的模拟实现正逐渐退出历史舞台,而采用微处理器、通用计算机、DSP控制器等现代手段构成的数字控制系统得到了迅速发展,开发全数字化的控制系统将成为新一代运动控制的设计的发展方向。本文提出了一种基于TI(Texas Instrument Inc)DSP控制器(TMS320F2812)的运动控制系统,并以步进电机作为控制对象,在运动控制程序的编写,调试,运行方面进行了研究。在此基础上结合相应的硬件,搭建了简易的运动控制系统。主要研究内容如下:1.搭建接口电路,实现控制信号的转换,在此基础上建立由上位机,DSP目标板,电机驱动器构成的简易运动控制系统。2.确立以事件管理器(DSP片内外设)的中断服务子程序为核心控制部分的程序架构,实现单轴位置控制、速度控制。3.在DSP集成开发环境CCS(Code Composer Studio)下,建立了能够响应4个不同定时器周期中断的主程序框架,并在此基础上实现了两轴联动直线插补、圆弧插补的程序实现。4.运用Matlab中提供的对TI公司DSP控制器的接口工具(MATLABLink for CCS Development Tools)对速度控制程序进行分析,并做出了改进。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 运动控制技术概述
• 1.2 运动控制器与开放式数控
• 1.3 国内外运动控制器的现状
• 1.3.1 国外运动控制器的发展与应用
• 1.3.2 国内运动控制器的发展与应用
• 1.4 运动控制系统实现方法的比较
• 1.5 课题的意义及研究内容
• 第2章 控制系统硬件设计
• 2.1 控制器
• 2.1.1 数字信号处理器──DSP
• 2.1.2 TMS320F2812简介
• 2.1.3 DSP目标板
• 2.2 步进电机的驱动器
• 2.3 控制信号放大模块
• 2.4 系统的连接
• 第3章 运动控制程序的框架
• 3.1 开发环境及开发流程
• 3.1.1 DSP集成开发环境CCS
• 3.1.2 软件开发流程
• 3.1.3 工程文件的配置
• 3.2 主控制程序的结构
• 3.3 中断的处理
• 3.3.1 DSP的标准中断处理过程
• 3.3.2 外设事件管理器周期中断的实现
• 3.4 控制脉冲的程序实现
• 第4章 基本运动控制的实现
• 4.1 单轴位置控制
• 4.2 直线插补
• 4.2.1 数字积分法的插补原理
• 4.2.2 数字积分法直线插补的数学模型
• 4.2.3 直线插补的程序实现
• 4.3 圆弧插补
• 4.3.1 数字积分法圆弧插补的数学模型
• 4.3.2 圆弧插补的程序实现
• 4.4 速度控制
• 4.4.1 速度控制的原理
• 4.4.2 速度控制的程序实现
• 第5章 运动控制程序的改进
• 5.1 CCSLink简介
• 5.2 运用CCSLink对速度控制程序进行分析
• 5.2.1 建立Matlab与CCS的连接
• 5.2.2 运用实时数据交换通道
• 5.2.3 在Matlab下进行数据分析
• 5.3 控制程序的改进
• 总结与展望
• 一. 总结
• 二. 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文