【摘 要】
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直流伺服控制技术广泛应用于军工、精密机床、机器人等领域.随着电力电子技术、数字信号处理技术的进步,直流伺服系统向着数字化、集成化、小型化、智能化的方向发展.为了获
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直流伺服控制技术广泛应用于军工、精密机床、机器人等领域.随着电力电子技术、数字信号处理技术的进步,直流伺服系统向着数字化、集成化、小型化、智能化的方向发展.为了获得调速范围宽、位置控制精度高、体积小、集成度高的直流伺服系统,该文提出了一种基于数字信号处理器(DSP)的全数字直流伺服驱动控制系统.充分利用DSP周边接口丰富、运算速度快的特点,应用直流脉宽调制(PWM)驱动技术,设计了体积小、集成度高、可实现较复杂算法的直流伺服电机驱动控制器.该文给出了DSP控制器硬件的总体设计方案,设计了DSP系统的电平转换电路、DSP系统仿真接口电路以及和上位机串行通信接口等硬件电路,并总结了DSP系统设计中需要注意的一些问题.软件设计方面,在TI公司提供的Code Composer编译环境下,用汇编语言和C语言混合编写伺服控制的软件程序,给出了PWM信号更新、梯形调速曲线轨迹计算和位置伺服控制的实现方法,同时还设计了直流位置伺服系统数字PI控制器和神经元自适应控制器,实现了直流伺服电机的位置闭环控制.进行了系统实验,实验结果表明,神经元自适应控制器对于不同位置给定和受控对象参数的大范围变化,具有很强的自适应能力,在该实验系统中性能优于数字PI控制器,提高了系统的鲁棒性和稳定性.为配合该文所设计的直流伺服控制器,采用LMD18245电机功率集成电路,设计了可驱动功率≤150瓦的小型直流伺服电机驱动器,给出了单极性和双极性两种驱动方式的驱动电路.该文设计的直流伺服电机驱动器体积小、集成度高、调制频率高(PWM频率达20kHz)设计的伺服控制器运算速度快、功能灵活、控制精度好,适合于高精度、宽变速控制的应用场合,为开发小体积、具有智能控制方法的高精度全数字直流位置伺服装置提供了有效的方法.
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