基于DSP的力矩电机伺服加载系统研究
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摘要
本论文主要研究某型舵机的伺服加载系统控制部分。该系统是以TMS320LF2407A DSP为控制核心的直流有刷力矩电机的伺服控制系统。它具有控制精度高、响应快和对加载系统的多余力的抑制效果比较好的特点。
本论文从介绍以往常用的消除多余力的方法开始，祥述了多余力的产生原理，主要讨论了影响多余力的因素，以及结合本系统的的设计要求，采用了适合本系统要求的控制方法(混合控制方法)来降低系统多余力，将模糊控制和传统的PID控制方法相结合，取两种方法的优点以提高系统加载性能。本论文主要包括以下几个部分：系统设计、对系统进行建模、设计控制器和系统仿真部分、系统硬件设计以及系统软件设计六个部分。本论文的难点主要在于加载系统要求的载荷频率比较高，而且要求系统要有比较高的加载精度。同时也对于一些相关的问题进行了探讨。
A kind of actator servo loading control system is studied in this disseration.The system is a brushful DC torque motor control system with acontrol core of TMS320LF2407A DSP(Ditigal singal processor) .The system has the characteristic of high tract precision,fast response and high reliability,and it caneliminate system extra force .
First,in the dissertation some effective control methods are presented to eliminate the extra force.Then the extra force produced principle is discussed in detail,and some factors what influence the extra force are given. In order to improving the loading performance and eliminating the extra force ,a mixed-style control methods is selected. The dissertation is made up of five parts : system design, system model design, controller design, system simulation , syetem hardware design and software design, because of higher loading frequency and precision ,the system design is more difficult. In system design some correlation problems are discussed and analyzed.
本论文从介绍以往常用的消除多余力的方法开始，祥述了多余力的产生原理，主要讨论了影响多余力的因素，以及结合本系统的的设计要求，采用了适合本系统要求的控制方法(混合控制方法)来降低系统多余力，将模糊控制和传统的PID控制方法相结合，取两种方法的优点以提高系统加载性能。本论文主要包括以下几个部分：系统设计、对系统进行建模、设计控制器和系统仿真部分、系统硬件设计以及系统软件设计六个部分。本论文的难点主要在于加载系统要求的载荷频率比较高，而且要求系统要有比较高的加载精度。同时也对于一些相关的问题进行了探讨。
A kind of actator servo loading control system is studied in this disseration.The system is a brushful DC torque motor control system with acontrol core of TMS320LF2407A DSP(Ditigal singal processor) .The system has the characteristic of high tract precision,fast response and high reliability,and it caneliminate system extra force .
First,in the dissertation some effective control methods are presented to eliminate the extra force.Then the extra force produced principle is discussed in detail,and some factors what influence the extra force are given. In order to improving the loading performance and eliminating the extra force ,a mixed-style control methods is selected. The dissertation is made up of five parts : system design, system model design, controller design, system simulation , syetem hardware design and software design, because of higher loading frequency and precision ,the system design is more difficult. In system design some correlation problems are discussed and analyzed.
引文
1．刘和平、严利平等，TMS320LF240~*DSP结构、原理及应用，北京航空航天大学出版社，2002年4月
2．冯冬青等，模糊智能控制，化学工业出版社，1998年7月
3．章卫国、杨向忠，模糊控制理论与应用，西北工业大学出版社，1999年10月
4．薛定宇、陈阳泉，基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用，清华大学出版社，2002年4月
5．薛定宇，控制系统计算机辅助分析—MATLAB语言及应用，清华大学出版社，1996年
6．刘长年，液压伺服系统的分析与设计，科学出版社，1987年
7．胡寿松，自动控制原理，国防工业出版社，1987年
8．王季秩，曲家骥，执行电动机，机械工业出版社，1998年6月
9．苏东海等，“电液负载仿真台多余力矩的理论分析及克服方法的探讨”，机床与液压，1998(1)
10．常青、阎杰等，“电液伺服动态负载仿真系统中多余力矩的测量及抑制”，机床与液压，2001(3)
11．苏永清等，“国内电液负载仿真台研究与发展现状”，机床与液压，1998(1)
12．阎杰，“电液伺服加载系统数学模型的建立及有效性分析”，航空学报，1998(1)
13．裴忠才等，“电液负载仿真台加载系统的校正与综合”，机床与液压，2000(3) 1997(3)
14．朱福海等，“如何提高电液伺服系统的性能”，石家庄职业技术学院学报，2000(1)
15．姜佩东等，“被动式加载系统多余力分析”，沈阳工业大学学报，2000(6)
16．李运华，“近代液压伺服系统控制策略的现状与发展”，液压与气动，1995(1)
17．王立新，自适应模糊系统与控制——设计与稳定性分析，国防工业出版社，1995年
18．蔡永强、裘丽华、王占林，力伺服系统的模糊自适应控制，北京航空航天大学出版社，1998年
19．诸静等，模糊控制原理与应用，机械工业出版社，1996年
20．刘君茹，“电液伺服加载系统中多余力矩的动态补偿法“，华中工学院学报，1999年2月
21．徐承忠，王执铨，王海燕，数字伺服系统，国防工业出版社，1996年2月
22．李运华，“负载模拟器多余力矩的抑制方法研究“，机床与液压，1999年2月
23．李运华、王占林，液压负载模拟器的分析与设计，电工学报，1998年13期
23．王鉴光，电机控制系统，机械工业出版社，2000年
24．徐崇蔗、张博岭，实用电气自动控制计算手册，北京工业大学出版社，1992年
25．应崇实，电机及拖动基础，机械工业出版社，1995年
26．陈隆昌、阎治要、刘新正，控制电机，西安电子工业大学出版社，2001年
27. International Rectifier Corporation, 《POWER SEMICONDUCTION DEVICE APPLICATIONS HANDBOOK》, 1994;
28. David Kaiser, Fundamentals of Servo Motion Control. Motion System Design, Vol. 43 No. 10 Oct. 2001
29. E. L. Ortiz and T. J. Rivilin(Eds.), Approximation Theory and Applications. Computers & Mathematics With pplications, Vol. 41 No. 9 May. 200l
30. Han-xiong Li, Shouping Guan, Hybrid Intelligent Control Strategy. Control System, Vol. 21 No. 3 Jun. 2001
31. Venkatesh G. Rao and Dennis S. Bernstein, Naive Control of the Double Integrator. Control System, Vol. 21 No. 5 Oct. 2001
32. Y. W. Oho, C.W. Park, J. H. Kim and M. Park, Indirect Model Refrence Adaptive Fuzzy Control of Dynamic Fuzzy-state Space Model.
Control Theory And Applications, Vol. 148 No. 4 Jul. 2001
33．余永权，曾碧，《单片机模糊逻辑控制》，北京航空航天大学出版社，1997．7
34. Guillemin, Fuzzy Logic Applied To Motor Control, IEEE Transactions On 1996.
35．麦俊杰，黄进，杨家强，沈伟，杨善会，模糊控制技术在电机测试系统中的应用，《中小型电机》，2002年第5期
36．韦彩兵，任永德，谢宝昌，无刷直流电机的无位置传感器DSP控制，《中小型电机》，2002年第3期
37．宋小庆，孙得福，藏克茂，郑慕侨，朱志昆，方波无刷直流电机恒功率模糊控制，《微特电机》，2002年第1期
2．冯冬青等，模糊智能控制，化学工业出版社，1998年7月
3．章卫国、杨向忠，模糊控制理论与应用，西北工业大学出版社，1999年10月
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13．裴忠才等，“电液负载仿真台加载系统的校正与综合”，机床与液压，2000(3) 1997(3)
14．朱福海等，“如何提高电液伺服系统的性能”，石家庄职业技术学院学报，2000(1)
15．姜佩东等，“被动式加载系统多余力分析”，沈阳工业大学学报，2000(6)
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18．蔡永强、裘丽华、王占林，力伺服系统的模糊自适应控制，北京航空航天大学出版社，1998年
19．诸静等，模糊控制原理与应用，机械工业出版社，1996年
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Control Theory And Applications, Vol. 148 No. 4 Jul. 2001
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37．宋小庆，孙得福，藏克茂，郑慕侨，朱志昆，方波无刷直流电机恒功率模糊控制，《微特电机》，2002年第1期