基于TMS320F240的磁轴承系统调试及控制软件的开发
摘要
主动磁悬浮轴承是典型的机电一体化系统。随着主动磁悬浮轴承技术逐渐被人们掌握，它在很多领域都得到了广泛的应用。磁轴承系统的前期调试和运行阶段的运行控制在整个磁轴承数控系统稳定运行中起着重要的作用。
本文在简化磁轴承数控系统调试手段与控制过程的要求下开发了磁轴承调试与控制软件，集磁轴承数控系统的各项前期调试工作、系统运行监控与数据分析以及变频电源的控制于一体，从而达到磁轴承数控系统调控实现的一体化。
本文设计了系统的整体架构；根据原有的控制系统选择配置了通信模块；应用面向对象的程序设计思想，根据系统具体的调控需求开发了系统上位机的控制软件；在分析原有PID控制器程序与变频电源程序的基础上，重新设计了具有通信功能的下位机程序，从而实现了计算机对磁轴承系统的调试与控制。
Active Magnetic Bearing(AMB)is a typical mechtronical system. With the mastery of the technology of AMB gradually, AMB will be applied to many fields. The debugging and controlling of AMB system is an important factor in system performance.
With the requirement of simplify debugging and controlling method, we developed the debugging and controlling software of the AMB system.
The paper gave the framework of the whole system, designed the communication module. According to the requirement of debugging and controlling, the paper also developed the software in PC, used the Object-Oriented design ideas; based on the analysis of the original PID programming and variable frequency power programming, designed the assembling programming which has the communication function. The software realized the debugging and controlling of the AMB system.
本文在简化磁轴承数控系统调试手段与控制过程的要求下开发了磁轴承调试与控制软件，集磁轴承数控系统的各项前期调试工作、系统运行监控与数据分析以及变频电源的控制于一体，从而达到磁轴承数控系统调控实现的一体化。
本文设计了系统的整体架构；根据原有的控制系统选择配置了通信模块；应用面向对象的程序设计思想，根据系统具体的调控需求开发了系统上位机的控制软件；在分析原有PID控制器程序与变频电源程序的基础上，重新设计了具有通信功能的下位机程序，从而实现了计算机对磁轴承系统的调试与控制。
Active Magnetic Bearing(AMB)is a typical mechtronical system. With the mastery of the technology of AMB gradually, AMB will be applied to many fields. The debugging and controlling of AMB system is an important factor in system performance.
With the requirement of simplify debugging and controlling method, we developed the debugging and controlling software of the AMB system.
The paper gave the framework of the whole system, designed the communication module. According to the requirement of debugging and controlling, the paper also developed the software in PC, used the Object-Oriented design ideas; based on the analysis of the original PID programming and variable frequency power programming, designed the assembling programming which has the communication function. The software realized the debugging and controlling of the AMB system.
引文
[1] 曾学明．磁轴承电控系统研究．博士学位论文，南京航空航天大学，2003
[2] 孔安宁．面向对象软件工程的研究与主动磁轴承控制系统的实现．硕士学位论文，南京航空航天大学，2002
[3] 张小建．主动磁悬浮轴承数字控制系统的研究．硕士学位论文，南京航空航天大学，2002
[4] 陈家恍．基于空间电压矢量的变频调速系统的研究．硕士学位论文，南京航空航天大学，2003
[5] 张平华．点焊神经网络集散型监测系统通信与软件研究．硕士学位论文，西北工业大学，2000
[6] 范逸之，陈立元编著．Visual Basic与RS-232串行通信控制最新版．北京：中国青年出版社，2002
[7] 汪远征，刘瑞新编著．中文Visual Basic6.0与可视化编程．上海：上海科学技术出版社，2001
[8] 刘炳文编著．Visual Basic6.0程序设计—ActiveX篇．北京：人民邮电出版社，1999
[9] 邓良松，海岩，陆丽娜编著．软件工程．西安：西安电子科技大学出版社，2000
[10] 郑人杰主编．软件工程(中级)．北京：清华大学出版社，1999
[11] 刘志俭等编著．MATLAB应用程序接口用户指南．北京：科学出版社，2000
[12] 李圣怡，戴一帆，王宪平编．Windows环境下软硬件接口技术．国防科技大学出版社，2000
[13] 王幸之，王雷等编著．单片机应用系统抗干扰技术．北京：北京航空航天大学出版社，2001
[14] 张伟雄，曹铁勇．DSP芯片的原理与开发应用．北京：电子工业出版社，2001
[15] 刘和平，严利平，张学锋，卓清锋著．TMS320LF240XDSP结构、原理及应用．北京：北京航空航天大学出版社，2002
[16] 孙高磊，何金棠．VB与MATLAB的接口技术在最佳沥青用量电算中的应用．长沙交通学院学报，2002，4，23～26
[17] 张学典，赵学玲，许家群，唐任远．MATLABA与VB、VC高级语言的接口方法．沈阳工业大学学报，2001，6，493～496
[18] 金玮，范征宇，姜新华．MIATLAB的ActiveX接口．微型电脑应用，1999，12，54～56
[19] TMS320C2XX数字信号处理器用户指南．P&S武汉力源电子股份有限公司，1998．9
[20] TMS320C1X/C2X/C2XX/C5X汇编语言工具用户指南．P&S武汉力源电子股份有限公司，1998．9
[21] TMS320C24X DSP控制器参考手册第一卷：CPU、系统和指令集．P&S武汉力源电子股份有限公司，1998．9
[22] TMS320C24X DSP控制器参考手册第二卷：外设模块．P&S武汉力源电子股份有限公司，1998．9
[23] TMS320C240/F240数字信号处理器数据手册．P&S武汉力源电子股份有限公司，1998．9
[24] TMS320C240, TMS320F240 DSP Controllers
[25] Digital Control And Software Environment. RMBMECOS, Leaders in Magnetic Beatings.
[26] Kari Tammi. Adaptive Vibration Control of Rotors. Seminar on" Intelligent Products and Systems" VTT strategic technology theme.
[27] Kevin Skadron, Marty Humphrey, Bin Huang, Edgar Hilton, Jihao Luo, and Paul Allaire. Supporting Higher-Order Controllers for Magnetic Beatings in a High-Speed,Real-Time Platform Using General-Purpose Computer.
[28] G.Schweither, H.Bleuler, A.Traxler, Active Magetic Bearings—Basics, Properties and Application of Active magnetic Beatings, ETH, Switzerland, 1994
[29] Michael J.Baloh, Paul E.Allair, Edgar F.Hilton, et al. Magnetic Bearing System for an Artificial Heart. Proc of the 6~(th) International Symposium on Magnetic Bearings,Cambridge USA 1998:77～85
[30] R.D.Williams, P.M.Wayner, J.Ebert, et al. Reliable, High-speed Digital Control for Magnetic Bearings. Proc.of the 4~(th) International Symposium on Magnetic Bearings,Zurich 1994:1～6.
[31] Jams Plyons, Mark A. Preston, Ram Gurumoorthy, Paul M.Szczesny. Design and Control of a Fault-tolerant Active Magnetic Bearing System for Aircraft Engines.Proceedings of 4~(th) International symposium on Magnetic Bearings. 1994:449～454.
[32] C.R.Knospe, R.W.Hope, S.J.Fedigan, et al. New Results in the Control of Rotor Synchronous Vibration. Proc. Of the 4~(th) International Symposium on Magnetic Bearings,Zurich 1994:119～124.
[33] T.Matsubara, K. Tanaka, S.Murakami. Development of Hybrid Magnetic Spindle-Synchronous Control with Rotation. Proc. Of the 5~(th) International Symposium on Magneitc Bearings, Kanazawa, Japan, 1996: 143～146.
[2] 孔安宁．面向对象软件工程的研究与主动磁轴承控制系统的实现．硕士学位论文，南京航空航天大学，2002
[3] 张小建．主动磁悬浮轴承数字控制系统的研究．硕士学位论文，南京航空航天大学，2002
[4] 陈家恍．基于空间电压矢量的变频调速系统的研究．硕士学位论文，南京航空航天大学，2003
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[6] 范逸之，陈立元编著．Visual Basic与RS-232串行通信控制最新版．北京：中国青年出版社，2002
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[8] 刘炳文编著．Visual Basic6.0程序设计—ActiveX篇．北京：人民邮电出版社，1999
[9] 邓良松，海岩，陆丽娜编著．软件工程．西安：西安电子科技大学出版社，2000
[10] 郑人杰主编．软件工程(中级)．北京：清华大学出版社，1999
[11] 刘志俭等编著．MATLAB应用程序接口用户指南．北京：科学出版社，2000
[12] 李圣怡，戴一帆，王宪平编．Windows环境下软硬件接口技术．国防科技大学出版社，2000
[13] 王幸之，王雷等编著．单片机应用系统抗干扰技术．北京：北京航空航天大学出版社，2001
[14] 张伟雄，曹铁勇．DSP芯片的原理与开发应用．北京：电子工业出版社，2001
[15] 刘和平，严利平，张学锋，卓清锋著．TMS320LF240XDSP结构、原理及应用．北京：北京航空航天大学出版社，2002
[16] 孙高磊，何金棠．VB与MATLAB的接口技术在最佳沥青用量电算中的应用．长沙交通学院学报，2002，4，23～26
[17] 张学典，赵学玲，许家群，唐任远．MATLABA与VB、VC高级语言的接口方法．沈阳工业大学学报，2001，6，493～496
[18] 金玮，范征宇，姜新华．MIATLAB的ActiveX接口．微型电脑应用，1999，12，54～56
[19] TMS320C2XX数字信号处理器用户指南．P&S武汉力源电子股份有限公司，1998．9
[20] TMS320C1X/C2X/C2XX/C5X汇编语言工具用户指南．P&S武汉力源电子股份有限公司，1998．9
[21] TMS320C24X DSP控制器参考手册第一卷：CPU、系统和指令集．P&S武汉力源电子股份有限公司，1998．9
[22] TMS320C24X DSP控制器参考手册第二卷：外设模块．P&S武汉力源电子股份有限公司，1998．9
[23] TMS320C240/F240数字信号处理器数据手册．P&S武汉力源电子股份有限公司，1998．9
[24] TMS320C240, TMS320F240 DSP Controllers
[25] Digital Control And Software Environment. RMBMECOS, Leaders in Magnetic Beatings.
[26] Kari Tammi. Adaptive Vibration Control of Rotors. Seminar on" Intelligent Products and Systems" VTT strategic technology theme.
[27] Kevin Skadron, Marty Humphrey, Bin Huang, Edgar Hilton, Jihao Luo, and Paul Allaire. Supporting Higher-Order Controllers for Magnetic Beatings in a High-Speed,Real-Time Platform Using General-Purpose Computer.
[28] G.Schweither, H.Bleuler, A.Traxler, Active Magetic Bearings—Basics, Properties and Application of Active magnetic Beatings, ETH, Switzerland, 1994
[29] Michael J.Baloh, Paul E.Allair, Edgar F.Hilton, et al. Magnetic Bearing System for an Artificial Heart. Proc of the 6~(th) International Symposium on Magnetic Bearings,Cambridge USA 1998:77～85
[30] R.D.Williams, P.M.Wayner, J.Ebert, et al. Reliable, High-speed Digital Control for Magnetic Bearings. Proc.of the 4~(th) International Symposium on Magnetic Bearings,Zurich 1994:1～6.
[31] Jams Plyons, Mark A. Preston, Ram Gurumoorthy, Paul M.Szczesny. Design and Control of a Fault-tolerant Active Magnetic Bearing System for Aircraft Engines.Proceedings of 4~(th) International symposium on Magnetic Bearings. 1994:449～454.
[32] C.R.Knospe, R.W.Hope, S.J.Fedigan, et al. New Results in the Control of Rotor Synchronous Vibration. Proc. Of the 4~(th) International Symposium on Magnetic Bearings,Zurich 1994:119～124.
[33] T.Matsubara, K. Tanaka, S.Murakami. Development of Hybrid Magnetic Spindle-Synchronous Control with Rotation. Proc. Of the 5~(th) International Symposium on Magneitc Bearings, Kanazawa, Japan, 1996: 143～146.