基于dsp2407a的直流無刷電機控制策略與實現(xiàn)開題報告

題基于DSP2407A論文工作計劃工作進度計劃2009.4.1—2009.6.31期間主要工DSP2407A的學(xué)法的學(xué)習(xí)。2009.7.1—2009.10.30期間主要工查閱有關(guān)資料，熟悉控制電機所需要的各種學(xué)習(xí)PCB板的制作方法，熟悉 等軟件制作控制系統(tǒng)所需要的電路板，并進行硬件調(diào)試2009.11.1—2009.1.30期間主要工編寫DSP2407A上的程序用于驅(qū)動硬件電路，包括控制電機的雙閉環(huán)以及附加傳感器。DSP2407APC的通信，本階段將使用串口2009.2.25—2009.5.31期間主要工建立上位PCDSP之間的通信。結(jié)合調(diào)試好的硬件和電機控制程序，對電機進行實控制果預(yù)計要求及成果以直流無刷電機為對象，完成控制開發(fā)出一套滿足實際控制需要的硬件控制系統(tǒng)開發(fā)出滿足實際需要的軟件控制程導(dǎo)師簽名件直流無刷電CPU2407ADSP開發(fā)PC機員姓職所在單位名見室簽名院長簽 選引模塊化關(guān)節(jié)的研究現(xiàn) 的選題及研究方的研究內(nèi)容及預(yù)期達到的目研究內(nèi)預(yù)期達到的課題難點及工作安參考文選引中感的研究之一[1]。特別是九十年代以來機器人多功能性、靈活形和容錯性研究后“模塊化設(shè)計成為機器人研究新的熱點引起了、等大學(xué)和研究機構(gòu)的極大“模塊化設(shè)計是針對常規(guī)機器人的設(shè)計方法。模塊化是系統(tǒng)設(shè)計和建立的一種現(xiàn)代方法[2]。按模塊模塊化設(shè)計的優(yōu)點e.便于等模塊化關(guān)節(jié)的研究現(xiàn)隨著國外機器系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，機器人模塊化的研究也得到了長NASA空間遙操作計劃項目中的模塊化遙操作機器人任務(wù)執(zhí)行系統(tǒng)；Standford大學(xué)的斯坦福機器人機器人研究室的雙單元模塊化機器人；南加利福尼亞模塊化機器人一致致力于模塊化機器人的研究，并與其他公司聯(lián)合開發(fā)生產(chǎn)模塊化機器人產(chǎn)品[3]。圖1-1中的左圖為其開發(fā)的模塊化機器人，右圖為模塊化機器人的CONRO項目計劃設(shè)計的微小可重構(gòu)機器人（Warfighter圖1-1模塊化可重構(gòu)機器的工程服務(wù)公司生產(chǎn)的MRJ光電編制動器放大器限位開關(guān)和內(nèi)部電纜組成其特CAN總線上的一個節(jié)點[4]。1-2Engineeringserviceslnc.MRJ機器 設(shè)計 模型結(jié)構(gòu)[5]。其中每一個關(guān)節(jié)包括一直流無刷電機諧波器制動裝置密封軸承輸出位置和力矩的傳感器。整個結(jié)構(gòu)為鋁材。1-3RoboticsResearchCorporation生產(chǎn)的機器人東京技術(shù)開發(fā)出了稱之為可重組的十字形機器（RBR的三維試驗?zāi)Ｐ?。并準備將其用于空間在軌機器人[6]。其特點是：可根據(jù)任1-4TokyoinstituteofTechnology設(shè)計的RBR德國AmtecGmbH司的powercube自由度模塊化機器人。如1-5所示1-5powercube始進行這方面的研究工作，其中有航空航天大學(xué)機器人成功開發(fā)出的智能運動單元。其通訊采用RS485方式，節(jié)點數(shù)可達32個，最大轉(zhuǎn)矩為51N.m最大轉(zhuǎn)速為160度/秒郵電大學(xué)了AmtecGmbH本了該系統(tǒng)速度閉環(huán)控制實驗，取得了比較理想的結(jié)果。的研究內(nèi)容及預(yù)期達到的目本課題是研制機器人模塊化關(guān)節(jié)的控制系統(tǒng)部分，要求可靠性高、操作性強，研究內(nèi)容具體包括以下幾個方面：控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計，整套控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計包括控制器部分、電機驅(qū)動器部分、CN通信部分以及傳感器。控制器包括控制SP的電路，光電模塊以及電流反DSP控制器構(gòu)成的電動機控制系統(tǒng)事實上是一個單片系統(tǒng)，因為整個電動機控制所需的各種功能都可由DSP現(xiàn)因此目標系統(tǒng)升級容易擴展性、性都很好在本課題中模塊化關(guān)節(jié)伺服運動控制器的主控采用TI公司的電機控制DSPTM320L2407A伺服運動控制器的設(shè)計包括主控電路、驅(qū)動電路、信號反饋電路。其主要功能如下[19]：整個控制器具有重組、可擴展能力，即采用模塊化設(shè)計具有接收處理機或其它關(guān)節(jié)控制信息的能力具有實時伺服控制的能具有向處理機提供反饋信息的能力具有向其它模塊化關(guān)節(jié)發(fā)送控制信息的能C總線接口單元接收來自處理機或其它模塊化關(guān)節(jié)的控制信息伺服控制器單元將該控制信息與信號反饋單元的反饋信息進行控制算法的TMS320LF2407A有內(nèi)置的CAN2.0B總線控制器模塊，該控制器是一個16位的外設(shè)模塊，片上CAN控制器與CAN物理總線的接口采用PCA82C250驅(qū)動器。PCA82C250采用阻抗為120Ω雙絞線程序，基于CN總線的應(yīng)用層傳輸協(xié)議以及上位機的控制軟件。底層控制程序包括產(chǎn)生三路/O以及DDPD算法是部分D控制是最早發(fā)展起來的控制策略之DID的3意的控制效果。關(guān)節(jié)控制器與主控計算機利用CAN總線進行通訊、接受控制指令并通過其反饋系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)。CAN總線點到點通信處理過程如下：CAN控制器初始化模CAN控制器數(shù)據(jù)CAN控制器數(shù)據(jù)MFC進行編寫。面對底層程序，它能很輕松的與驅(qū)動程序結(jié)合，就是在自己的代碼中直接使用C這使得VC程序員能夠更輕松的建立與底層程序的聯(lián)系。所以使用MFC編輯界面，可減少重復(fù)學(xué)習(xí)的頻率和矩的測試，通過測試來保證設(shè)計是否達到指標。以直流無刷電機為對象，完成控制開發(fā)出一套滿足實際控制需要的硬件控制系開發(fā)出滿足實際需要的軟件控制程由于本課題的研究對象是直流無刷電機，控制起來比較復(fù)雜，所以驅(qū)動電路的設(shè)計即是重點也是難點。在做驅(qū)動電路的時候，應(yīng)盡早進行電磁兼容性的設(shè)計，而有源器件選擇與電子電路分析以及印刷電路板設(shè)計，是使產(chǎn)品達到電磁兼容性指標要求的關(guān)鍵，必須予以足夠的重視。另外，還要有效地抑制電磁騷擾，這就必須綜合使用接地、、濾波等措施，而地線設(shè)計則是其中最重要的設(shè)計，往往也是難度最大的一項設(shè)計。除此以外，編寫基于CAN及在上位機用于CAN總線轉(zhuǎn)換成USB的程序，都是難點。工作安2009.4.1—2009.6.31期間主要工DSP2407A的學(xué)習(xí)對直流無刷電機機構(gòu)、性能的了解，對一般控制電機方法的學(xué)習(xí)復(fù)習(xí)并熟悉C、C++語言，掌握CCS2000開發(fā)工具，學(xué)習(xí)嵌入式開2009.7.1—2009.10.30期間主要工查閱有關(guān)資料，熟悉控制電機所需要的各種學(xué)習(xí)PCB板的制作方法，熟悉 等軟件制作控制系統(tǒng)所需要的電路板，并進行硬件調(diào)試2009.11.1—2009.1.30期間主要工編寫DSP2407A上的程序用于驅(qū)動硬件電路，包括控制電機的雙閉環(huán)以及附加傳感器。2009.2.25—2009.5.31期間主要工編寫PC機的界面，用以控制電機，同時使用CAN總線建立上PCDSP之間的通信結(jié)合調(diào)試好的硬件和電機控制程序，對電機進行實際的控2009.6.1—2009.8.30期間主要工調(diào)試操作整個關(guān)節(jié)系統(tǒng)將做好的關(guān)節(jié)安裝到機械臂上進行總體的調(diào)2009.9.1—2009.12.30期間主要工系統(tǒng)地整理和總結(jié)各部分已研究的內(nèi)容，完成參考文獻AndersonR.buildingamodularrobotcontrolsystemusingpassivityandscatteringtheory.IEEEProcofIntConfOnRoboticsandAutomation1996，698-705.FryerJA，MckeeGT.ResourceModelingandCombinationinModularRoboticsSystems.IEEEProcofIntConfOnRoboticsandAutomation，1998:3167-3172.FujitaM，KitanoH.KageyamaK.AReconfigurableRobottform.RoboticsandAutonomousSystems，1999，29:119-132.GertzMW，KboslaPK.Onika，AMultilevelHuman-MachineInterfaceforReal-TimeSensor-BasedSystems.ASCE/SPACE94，The4thInt’lConfandExpoOnEngineering，ConstructionandoperationsinSpace，1994.陳伯世，電力拖動自動控制系統(tǒng)，機械工業(yè)科技編著，TMS320LF24OXDSP應(yīng)用程序設(shè)計，機械工業(yè)高金源計算機控制系統(tǒng)－理論設(shè)計與實現(xiàn)航空航天大學(xué)韓安太.DSP控制器原理及其在運動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[M].,何克忠，李偉，計算機控制系統(tǒng)， PLC應(yīng)用劉和平，TMS320LF240XC語言開發(fā)應(yīng)用，航空航天大學(xué)張雄偉，DSP的原理與開發(fā)應(yīng)用，電子工業(yè)趙峰，羅俊卿，一種基于PCDSP黃立培，電動機控制,機械工業(yè)區(qū)健昌，電子