基于DSP的伺服跟踪系统

摘   要

论文首先介绍了基于DSP的伺服跟踪系统的硬件组成原理，并对三频段进行了分析。通过对伺服跟踪器系统的研究，对其建立了数学仿真模型。由系统跟踪精度动态误差的评价方法，引出速度、位置滞后补偿的控制方法，使系统在目标以最大加速度，最大角加速度运行的条件下，稳态跟踪误差小于6。

以上控制方法的实现是通过MATLAB/SIMULINK仿真实现的，仿真结果表明，本设计采用速度滞后—超前补偿、位置回路滞后—超前补偿方法是有效可行的，可以达到系统的动态和静态性能指标。

关键词：DSP   频段分析   滞后—超前补偿   数字仿真      

目录

第一章   绪论 2

1.1引言 2

1.2技术指标及要求 2

1.3主要设计内容 3

1.4方案论证 3

第二章  伺服跟踪系统结构与硬件设计 5

2.1 DSP简介 5

2.1.1 TMS320X240的结构与特点 5

2.1.2 事件管理器 6

2.1.3 PWM输出和功率驱动 6

2.2接口电路 7

2.2.1键盘显示HD7279A的原理与应用 7

2.3功率驱动电路 10

2.3.1前置驱动电路 10

2.3.2功率放大电路 10

2.3.3 SHKI22 驱动芯片原理及外部特性 11

2.4编码器 15

2.5力矩电机 15

2.5.1直流力矩电机的驱动形式 15

2.5.2直流电动机的转速与其它参数的关系 16

2.5.3 力矩电机驱动的随动系统数学模型及传递函数 17

第三章  伺服跟踪系统三频段控制方法 18

3.1三、频段分析及预期开环频率特性曲线的绘制 18

3.1.1低频段 18

3.1.2 中频段 26

3.1.3高频段 32

3.2频域法串联校正 32

第四章  系统控制器设计及仿真 34

4.1滞后—超前校正装置介绍 34

4.2速度环控制器设计 35

4.2.1速度环仿真验证优化 37

4.3位置环控制器设计 39

4.3.1位置环仿真验证优化 40

4.4伺服系统复合控制 41

4.5基于MATLAB/SIMULINK仿真及结果验证 43

第五章 软件设计 47

5.1 软件设计步骤及思想 47

5.2 软件流程图 48

致谢 51

参考文献 52