基于DSP的电脑绣花机高精度电机控制系统设计与实现

本篇论文主要探讨了基于数字信号处理器(DSP)的电脑绣花机电机控制系统的研究与实现。随着中国改革开放的深化和服装行业的快速发展，电脑绣花机作为传统刺绣与电子技术融合的产物，其电机控制在其中扮演着至关重要的角色。为了提高产品的性价比，本文着重于开发一款高性能的数控系统。 论文首先详细分析了电脑绣花机所使用的两种电机，即无刷直流同步电机和步进电机。无刷直流同步电机因其多种驱动方式（如全桥驱动），其中选择星形连接的三相电机全桥驱动方式作为系统的控制策略。步进电机则采用细分驱动技术，以提升其精确度和响应速度。作者深入研究了空间矢量PWM(SVPWM)算法，并将其与细分控制技术结合，形成了一种创新的基于DSP的SVPWM细分驱动与控制技术。 在硬件设计上，论文选择了TI公司（Texas Instruments）的电机控制专用DSP芯片TM320F2812作为核心控制器，该芯片以其特性为基础，构建了直流无刷同步电机伺服系统，包括对三相混合式步进电机的驱动和控制电路设计。 在软件层面，采用了模块化程序设计方法。上位机的人机交互界面使用C语言进行图形库设计，而下位机的电机主控系统则结合了汇编语言和C语言，实现了对主轴运动无刷直流同步电机和绣框运动三相混合式步进电机的精细控制。在CCS3.1开发环境中，进行了程序的调试和优化，最终将程序烧写至DSP的片内RAM，以实现无缝的运动控制。 实验部分，作者通过搭建的硬件装置和精心设计的软件控制，对系统进行了全面的测试和分析。结果显示，所研发的电脑绣花机电机控制系统设计精良，具备快速响应、精准定位、人机交互、起停控制、调速和倒缝等功能。整个控制系统在性能上稳定可靠，能满足电脑绣花机的高精度缝制需求，显示出了广阔的应用前景和良好的市场潜力。 关键词：直流伺服电机、步进电机、细分技术、空间矢量PWM (SVPWM)、数字信号处理器(DSP)。这篇武汉理工大学硕士学位论文不仅提供了电机控制技术的具体实施方案，还展示了在实际应用中如何将理论知识转化为高效实用的产品设计。