DSP驱动的直流伺服电机控制器设计与实验验证

"基于DSP的直流伺服电机控制器设计与实现" 直流伺服电机在各种自动化设备和精密定位系统中广泛应用，而基于数字信号处理器（DSP）的控制器设计能够提供高精度、快速响应的控制性能。本硕士学位论文由杨同杰撰写，韩军教授指导，主要探讨了如何设计并实现一款基于DSP的无刷直流伺服电机控制器，适用于移动机器人的运动控制需求。 论文首先介绍了无刷直流电机的数学模型，特别是三角形接法的模型，这是设计控制器的基础。接着，作者详细阐述了数字控制系统的设计方案，包括脉宽调制（PWM）技术、电子换相、锁相环、电机电流、转速和位置的检测与控制等关键环节。此外，论文提出了一种新的积分分离加积分修正系数的PID控制算法，旨在优化控制性能。 硬件平台上，论文构建了基于TMS320F2812 DSP的无刷直流电机控制架构。该平台包括DSP芯片的外围电路、三相逆变桥电路（使用IR2130）、PWM光耦隔离电路、霍尔传感器信号处理电路、光电编码器电路、电流采样电路以及系统保护电路。每一个部分的功能都得到了详细的解析，并对硬件的可靠性进行了分析。 软件方面，作者在Code Composer Studio（CCS）3.3环境下编写了C语言控制程序，包括改进型PID控制算法、测速算法、ADC电流采样数字滤波程序和电机换相程序。同时，利用VC++6.0开发了人机交互界面，通过SCI串口实现上位机与DSP的通信。 实验部分，该研究将控制器应用于移动机器人，利用MATLAB与CCSLink工具进行数据分析，绘制了速度阶跃响应曲线，对比了不同PID参数下的系统响应，对实验过程中遇到的问题进行了深入分析。实验结果证明了控制器的硬件和软件系统的可行性和新PID算法的有效性，同时也强调了DSP控制器在调试和升级上的便利性。 关键词：PID伺服控制，无刷直流电机，移动机器人，PWM，DSP，CCSLink 这篇论文对于理解基于DSP的直流伺服电机控制器设计有很高的参考价值，不仅涵盖了理论建模、控制策略和硬件实现，还包含了实际应用和性能评估，是DSP控制技术在电机控制领域的一个具体实践案例。