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超声电机是一种全新原理的直接驱动电机,它是利用压电陶瓷的逆压电效应使定子产生超声振动,通过定子和转子间的摩擦力来驱动转子运动。超声电机具有体积小、重量轻、结构紧凑、响应快、低噪声、无电磁干扰等优点,因此发展迅速,应用日益广泛。
随着DSP技术的发展,DSP在超声电机控制系统中得到了越来越广泛的应用;另一方面,嵌入式操作系统的发展和应用也给超声电机控制的软件设计提供了一条新的技术途径。
本文将DSP技术与嵌入式系统应用于超声电机的控制中,建立了一个基于TMS320F2812处理器的超声电机一体化驱动平台,将嵌入式操作系统μC/OS—Ⅱ在DSP中的进行了移植,在μC/OS—Ⅱ下对超声电机驱动平台进行了任务划分,设计和实现。主要成果如下:
首先建立超声电机一体化驱动的硬件平台,分析和设计了平台各个模块的硬件电路,包括电机驱动电路、孤极检测电路、转速检测电路。
其次深入分析了实现μC/OS—Ⅱ移植的要求,研究了μC/OS—Ⅱ工作原理和移植技术,并成功在TMS320F2812中实现了μC/OS—Ⅱ的移植。
最后,对超声电机的开环特性进行了测试,绘制了超声电机的各个特性曲线,包括频率速度曲线、孤极电压速度曲线、相位速度曲线。在此基础上,利用所设计的超声电机一体化驱动平台,针对超声电机的控制要求,合理的划分了各控制任务,设计和实现了μC/OS—Ⅱ系统下的各个任务及任务间的通信机制,测试结果表明本文所提出的电机控制软件设计方法是有效的,具有一定的应用价值。