基于DSP 2812铝合金材料表面处理电源的研究

论文摘要

铝合金阳极氧化电源是一种用于铝合金电镀的特殊大功率整流电源,在工艺上它对电源的输出波形具有特殊的要求。同时电镀的被控对象是一个非线性、时变的复杂被控对象,且运行工况的变化对大功率电源系统的动态特性和参数都有较大的影响,这样对电源控制系统的设计就提出了很高要求。本文根据铝合金阳极氧化电源的工艺要求和电镀对象的特性,提出了以TMS320F2812为核心控制芯片的阳极化电源的硬件设计及软件实现方法,并且给出了系统整体的硬件原理图及软件流程图。根据硬件电路设计,具体实现了键盘与显示、模拟量采样、同步采集、移相触发和电流PID控制算法等功能。在硬件和软件上采用了多种的抗干扰措施,系统还加入了自诊断功能,可以及时发现系统中的故障,根据故障程度采取校正、切换、报警等技术措施,减少了系统非正常运行的概率,提高系统的稳定性。为了提高系统的控制性能提高系统的鲁棒性,本文对整个电源系统进行了分析建模,并根据其特性研究了结构简单,具有自学习、自适应能力且易于计算的单神经元PID控制法。结合被控对象特点进行分析和改进,形成了合适于阳极化应用的智能型单神经元PID控制器,并对其进行了方针分析。实验结果表明:本系统整体设计合理,硬件结构简单可靠,性价比高,具有很好的推广应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 课题背景意义
• 1.3 国内外研究现状及研究方向
• 1.4 电镀原理
• 1.5 阳极化电镀工艺的要求
• 1.6 课题难点
• 1.7 DSP系统设计方法
• 1.8 主要工作内容
• 2 系统设计方案
• 2.1 阳极化电源工艺要求及设计原则
• 2.1.1 阳极化电源工艺要求
• 2.1.2 阳极化电源设计原则
• 2.2 系统整体设计方案及工作原理
• 2.3 电源逆变电路
• 2.4 控制电路
• 2.5 核心处理器
• 3 硬件设计
• 3.1 阳极化电源硬件整体设计结构
• 3.2 模拟量信号输入
• 3.2.1 直流信号调理电路
• 3.2.2 TMS320F2812的ADC采样模块
• 3.3 同步检测及移相触发
• 3.3.1 同步信号检测电路
• 3.3.2 移相脉冲触发电路原理
• 3.3.3 移相脉冲触发电路
• 3.4 其他设备
• 3.4.1 液晶显示
• 3.4.2 键盘输入
• 3.4.3 控制器供电电源
• 4 控制原理
• 4.1 阳极化电源控制要求
• 4.2 被控对象建模
• 4.2.1 电镀槽的控制模型
• 4.2.2 可控硅整流及触发电路的控制模型
• 4.2.3 系统控制模型
• 4.2.4 模型化简
• 4.3 控制策略与控制方法
• 4.3.1 PID控制
• 4.3.2 PID控制器参数整定
• 4.3.3 单神经元控制
• 4.3.4 单神经元算法的分析与改进
• 4.3.5 仿真结果及分析
• 5 软件设计
• 5.1 软件的整体设计原则
• 5.2 主程序
• 5.2.1 主程序流程图及说明
• 5.2.2 系统初始化
• 5.3 控制调节部分
• 5.4 AD采样
• 5.5 同步信号获取
• 5.6 触发信号产生
• 5.7 软件的可靠性设计
• 5.8 系统自诊断
• 5.8.1 AC采样诊断
• 5.8.2 同步采样诊断
• 5.8.3 触发脉冲诊断
• 5.8.4 键盘液晶诊断
• 6 总结
• 6.1 硬件平台简介
• 6.2 试验结果
• 6.2.1 系统界面
• 6.2.2 同步信号与移相脉冲
• 6.2.3 恒电流试验
• 6.3 论文总结
• 6.4 进一步的工作与展望
• 致谢
• 参考文献
• 已投送论文