基于DSP的电液伺服测控系统研究
|
摘要
随着试验机技术的进步，近年来国内外电子液压万能试验机发展了三种不同控制方式：电液伺服阀控制、采用具有速度控制器的压力阀控制和宽流量范围的比例阀控制。电液伺服控制技术作为现代微电子技术、计算机技术和液压技术的桥梁，已经成为现代控制技术的重要组成部分。由于它具有线性好、死区小、灵敏度高、动态性能好、响应快、精度高等显著优点，因而得到了广泛的应用。电子液压万能试验机除了控制技术外，还采用高精度力与位移测量系统及计算机采集处理等技术，在功能上达到甚至超过电子万能试验机，尤其在大负荷上液压万能试验机及各种压力试验机具有更大的优势。
本论文正是在电液伺服控制技术的基础上，完成了基于DSP的电液伺服测控系统的研究。本论文主要是采用数字信号处理器DSP中的TMS320F240作为核心处理器，结合外部的模／数转换和数／模转换电路、可编程逻辑器件EPM7128的地址译码和锁存电路和ISA接口电路，设计了集采集、转换、控制于一身的ISA卡。
With the development of test-machine technology, in recent years electro-hydraulic universal material test-machine of the country inside and outside develops three different control modes: electro-hydraulic servo valve's control; adopted the pressure valve's control with speed controller; proportion valve's control of wide flux . Electro-hydraulic servo control's technology becomes an important constitute of modern time control technology as a bridge between the micro-electronics ,computer technology and electro-hydraulic control technology .For electro-hydraulic servo control's technology has the advantage of fine linearity, little deadband, high sensitivity, fine dynamic performance , rapid respond , high precision and so on, it is used in many fields. In addition to control technology, electro-hydraulic omnipotence test-machine adopted high-precision's force and displacement measurement system and computer's collection and disposal technology , reach and exceed over the electro universal material test-machine electro-hydraulic in function, electro-hydraulic universal material test-machine and all kinds of pressure test-machine have superority over others specially in great load fields.
The paper is completed research of measurement and control system based on DSP under technology. The paper is designed a card with the data-collection conversion and control by adopting mainly TMS320F240 among the DSPs as kernel processor, with peripheric A/D and D/A circuit EPM7128's decode and latch circuit and ISA interface circuit.
本论文正是在电液伺服控制技术的基础上，完成了基于DSP的电液伺服测控系统的研究。本论文主要是采用数字信号处理器DSP中的TMS320F240作为核心处理器，结合外部的模／数转换和数／模转换电路、可编程逻辑器件EPM7128的地址译码和锁存电路和ISA接口电路，设计了集采集、转换、控制于一身的ISA卡。
With the development of test-machine technology, in recent years electro-hydraulic universal material test-machine of the country inside and outside develops three different control modes: electro-hydraulic servo valve's control; adopted the pressure valve's control with speed controller; proportion valve's control of wide flux . Electro-hydraulic servo control's technology becomes an important constitute of modern time control technology as a bridge between the micro-electronics ,computer technology and electro-hydraulic control technology .For electro-hydraulic servo control's technology has the advantage of fine linearity, little deadband, high sensitivity, fine dynamic performance , rapid respond , high precision and so on, it is used in many fields. In addition to control technology, electro-hydraulic omnipotence test-machine adopted high-precision's force and displacement measurement system and computer's collection and disposal technology , reach and exceed over the electro universal material test-machine electro-hydraulic in function, electro-hydraulic universal material test-machine and all kinds of pressure test-machine have superority over others specially in great load fields.
The paper is completed research of measurement and control system based on DSP under technology. The paper is designed a card with the data-collection conversion and control by adopting mainly TMS320F240 among the DSPs as kernel processor, with peripheric A/D and D/A circuit EPM7128's decode and latch circuit and ISA interface circuit.
引文
1 刘和平，严利平，张学锋，卓清锋．TMS320LF240X DSP结构、原理及应用．北京航空航天大学出版社，2002，4．
2 卢毅，赖杰．VHDL与数字电路设计．科学出版社，2002，3．
3 TMS320C2XX数字信号处理用户指南．P&S武汉力源电子股份有限公司．2000．
4 TM320LF/LC240X DSP Controllers System and Peripherals Reference Guide (literature number SPRU 357). Texas Instruments, 2002.
5 宁改娣，杨拴科．DSP控制原理及应用．科学出版社，2002．
6 李刚等，数字信号微处理器的原理及其开发应用．天津大学出版社，2000．
7 苏涛，卢光跃，张林让，蔺丽华．DSP使用技术．西安电子科技大学出版社，2002．
8 戴明桢，周建江．TMS320C54x DSP结构、原理及应用．北京航空航天大学出版社，2002，1．
9 李哲英、骆丽、刘元盛．DSP基础理论与应用技术．北京航空航天大学出版社，2002，6．
10 廖裕评、陆瑞强．《CPLD数字电路设计——使用MAX+PLUS Ⅱ入门第》．清华大学出版社，2001，10．
11 北京理工大学ASIC研究所．VHDL语音100例详解．清华大学出版社，1999，12．
12 张雄伟、曹铁勇．DSP芯片的原理与开发应用(第二版)．电子工业出版社 2000，9．
13 (美)James E．Armstrong F．Gail Gray．李宗伯、王蓉晖等译．《VHDL设计表示和综合》．机械工业出版社，2002，4．
14 侯伯亨．VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计．西安电子科技大学出版社．1999．
15 Texas Instruments, TMS320C20x User's guide, 1999.
16 Texas Instruments, Code Composer User' s guide, 1999.
17 孟海燕，姚萌．基于DSP和CPLD的高精度基因数据A/D采样、传输系统．世界电子元器件，2003．
18 张从军，王剑．曾继光．减切强度实验机的电液伺服控制系统．华中科技大学，2001．
19 周明德，蒋本珊．微机原理与接口技术．人民邮电出版社，2002．
20 宋万杰，罗丰，吴顺军．CPLD技术及其应用．西安电子科技大学出版社，2000．
21 Altera Corporation. EPMT128 high-density high-performance PLD. Altera Corporation, 2002.
22 潘松，黄继业．EDA技术实用教程．科学出版社，2002．
23 刘晓明、安敏、黄克初．CPLD在信号滤波和抗干扰中的应用．电子技术应用，2001．7期
24 Texas Instruments. TMS320C24x DSP Enhanced Peripherals Reference Set Volume5. 1999.
25 Texas Instruments. TMS320C24x Optimizing C Compiler User's Guide. 1999.
26 Texas Instruments. TMS320C24x DSP Algebraic Instruction Set Reference Set Volume3.1999.
27 Texas Instruments. TMS320C24x DSP Applications Guide Reference Set Volume 4. 1999.
28 Texas Instruments. TMS320C24x DSP CPU and Peripherals Reference Set Volume 1. 1999.
29 Texas Instruments. TMS320C24x Assembly Language Tools User's Guide. 1999.
30 姚亚平．高速旋转盘冲击拉伸实验机的研制及复合材料的研究．中国科技大学硕士论文，1999．
31 冯建雄，潘亚涛．基于TMS320C6205的实时数据采集系统与处理系统．数据采集与处理．中国科技论文统计用期刊，2002．
32 江思敏等．TMS320LF240X DSP硬件开发教程．机械工业出版社，2003．6．
33 孙传友，孙晓斌，李胜玉等．测控电路及装置．北京航空航天大学出版社，2002．5．
34 TMS320LF240x DSP Controllers. Texas Instruments, 2002.
35 TMS320LF/LC240x DSP Controllers Reference Guide System and Peripheral Texas Instruments, 2000.
36 TMS320LF2407 Evaluation Module Technical Reference. Spectrum Digital, Inc, 2001.
37 TMS320F/C240 DSP Controllers Reference Guide Peripheral Library and Specific Devices. Texas Instruments, 1999.
38 Configuring Digital I/Os of the TMS320F240 DSP Controller. Texas Instruments, 1998.
39 Understanding the TMS320F240 External Memory Interface. Texas Instruments, 1998.
2 卢毅，赖杰．VHDL与数字电路设计．科学出版社，2002，3．
3 TMS320C2XX数字信号处理用户指南．P&S武汉力源电子股份有限公司．2000．
4 TM320LF/LC240X DSP Controllers System and Peripherals Reference Guide (literature number SPRU 357). Texas Instruments, 2002.
5 宁改娣，杨拴科．DSP控制原理及应用．科学出版社，2002．
6 李刚等，数字信号微处理器的原理及其开发应用．天津大学出版社，2000．
7 苏涛，卢光跃，张林让，蔺丽华．DSP使用技术．西安电子科技大学出版社，2002．
8 戴明桢，周建江．TMS320C54x DSP结构、原理及应用．北京航空航天大学出版社，2002，1．
9 李哲英、骆丽、刘元盛．DSP基础理论与应用技术．北京航空航天大学出版社，2002，6．
10 廖裕评、陆瑞强．《CPLD数字电路设计——使用MAX+PLUS Ⅱ入门第》．清华大学出版社，2001，10．
11 北京理工大学ASIC研究所．VHDL语音100例详解．清华大学出版社，1999，12．
12 张雄伟、曹铁勇．DSP芯片的原理与开发应用(第二版)．电子工业出版社 2000，9．
13 (美)James E．Armstrong F．Gail Gray．李宗伯、王蓉晖等译．《VHDL设计表示和综合》．机械工业出版社，2002，4．
14 侯伯亨．VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计．西安电子科技大学出版社．1999．
15 Texas Instruments, TMS320C20x User's guide, 1999.
16 Texas Instruments, Code Composer User' s guide, 1999.
17 孟海燕，姚萌．基于DSP和CPLD的高精度基因数据A/D采样、传输系统．世界电子元器件，2003．
18 张从军，王剑．曾继光．减切强度实验机的电液伺服控制系统．华中科技大学，2001．
19 周明德，蒋本珊．微机原理与接口技术．人民邮电出版社，2002．
20 宋万杰，罗丰，吴顺军．CPLD技术及其应用．西安电子科技大学出版社，2000．
21 Altera Corporation. EPMT128 high-density high-performance PLD. Altera Corporation, 2002.
22 潘松，黄继业．EDA技术实用教程．科学出版社，2002．
23 刘晓明、安敏、黄克初．CPLD在信号滤波和抗干扰中的应用．电子技术应用，2001．7期
24 Texas Instruments. TMS320C24x DSP Enhanced Peripherals Reference Set Volume5. 1999.
25 Texas Instruments. TMS320C24x Optimizing C Compiler User's Guide. 1999.
26 Texas Instruments. TMS320C24x DSP Algebraic Instruction Set Reference Set Volume3.1999.
27 Texas Instruments. TMS320C24x DSP Applications Guide Reference Set Volume 4. 1999.
28 Texas Instruments. TMS320C24x DSP CPU and Peripherals Reference Set Volume 1. 1999.
29 Texas Instruments. TMS320C24x Assembly Language Tools User's Guide. 1999.
30 姚亚平．高速旋转盘冲击拉伸实验机的研制及复合材料的研究．中国科技大学硕士论文，1999．
31 冯建雄，潘亚涛．基于TMS320C6205的实时数据采集系统与处理系统．数据采集与处理．中国科技论文统计用期刊，2002．
32 江思敏等．TMS320LF240X DSP硬件开发教程．机械工业出版社，2003．6．
33 孙传友，孙晓斌，李胜玉等．测控电路及装置．北京航空航天大学出版社，2002．5．
34 TMS320LF240x DSP Controllers. Texas Instruments, 2002.
35 TMS320LF/LC240x DSP Controllers Reference Guide System and Peripheral Texas Instruments, 2000.
36 TMS320LF2407 Evaluation Module Technical Reference. Spectrum Digital, Inc, 2001.
37 TMS320F/C240 DSP Controllers Reference Guide Peripheral Library and Specific Devices. Texas Instruments, 1999.
38 Configuring Digital I/Os of the TMS320F240 DSP Controller. Texas Instruments, 1998.
39 Understanding the TMS320F240 External Memory Interface. Texas Instruments, 1998.