TI公司的DSP開發工具軟件CCS集成開發環境講稿
上傳時間: 2013-04-24
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伺服系統是一種輸出能夠快速而精確地響應外部的輸入指令信號的控制系統。伺服系統在工業控制和家用電氣、航空航天等領域的應用越來越廣泛。現代工業生產對伺服設備的性能也提出了越來越高的要求。因此,研制高性能、高可靠性的交流伺服系統有著十分重要的現實意義。 在伺服領域,永磁同步電機在結構特點和運行方式上具有比其它類型的傳統伺服電機更為優秀的運行性能和更廣泛的適用范圍,被越來越多的應用到交流伺服系統。以數字信號處理技術為基礎、以永磁同步電機為執行電機,采用高性能控制策略的全數字化永磁同步交流伺服控制系統必將成為伺服控制系統發展的趨勢。 本論文在研究永磁同步電動機運行原理的基礎上,詳細討論了磁場定向矢量控制理論,確定了id=0的控制策略和空間矢量脈寬調制(SVPWM)的電壓調制方法。本文采用TI公司生產的專門用于電機控制的數字信號控制芯片DSP(TMS320LF2407A)作為控制系統核心處理芯片,設計了一套基于DSP的全數字永磁同步電動機伺服控制系統。論文詳細論述了控制電路各部分及外圍輔助電路的設計和調試,包括功率驅動電路,供電電路與電源電路以及傳感器電路等等。軟件開發均在TI的CCStudl02.2集成開發環境下完成,軟件采用匯編語言編寫,完成了主程序模塊和子程序模塊設計,實現了電流A/D采樣、模型切換、轉速PI調節等功能,實現了位置、速度和電流雙閉環矢量控制,同時給出了主程序和各個子程序模塊的流程圖。 實驗結果表明,基于DSP實現的全數字化交流伺服系統具有響應速度快、速度超調小、轉矩脈動小等特點,具有良好的動靜態特性以及較高的精度。基本達到了課題預期的效果,從而證明了系統設計的可行性。
上傳時間: 2013-05-18
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本文簡要介紹了無刷直流電動機的發展歷程和未來的發展趨勢。通過分析無刷直流電動機工作的基本原理和無刷直流電動機的數學模型,建立了基于Simulink的動態仿真模型。通過對無位置傳感器無刷直流電動機轉子位置檢測算法的分析和磁鏈與轉子位置的相應關系的分析,本文使用磁鏈關系函數判斷轉子位置的算法,并基于Simulink建立了算法模型進行仿真分析驗證,從仿真得到的結果可知,此位置檢測算法是可行的。 @@ 在文中進行了轉矩脈動原因分析,并對換相轉矩脈動進行補償。在低速時采用電流滯環進行補償,高速時采用單斬波調制方式進行補償。通過對三段式啟動方法的分析和結合本文所采用的轉子位置檢測算法,本文采用兩步啟動方式,通過仿真分析證明是可行的。分析了經典PID調節算法和專家PID調節算法。對傳統PID控制中出現的問題,本文把變參數PID調節算法應用到無位置傳感器無刷直流電動機控制上。并建立了仿真模型,進行仿真分析。從仿真分析的結果可知其控制性能優于傳統的PID調節算法。 @@ 文中介紹了TMS320LF2407A芯片和IR2130功率集成驅動器的結構和特點。在系統硬件設計中以TMS320LF2407A芯片為核心,設計了控制系統電路、功率驅動電路、電流電壓檢測電路、功率管過電壓保護電路、啟動限流電路、轉速調節電路。 @@ 在系統軟件設計中,主要實現了電機的起停、轉子位置計算、轉速計算和轉速閉環控制的功能。用DSP實現脈沖調制輸出和信號采樣。 @@關鍵詞:無位置傳感器;無刷直流電動機;間接位置檢測;磁鏈關系函數
上傳時間: 2013-04-24
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高精度慣性加速度計能夠實現實時位移檢測,在當今民用和軍用系統如汽車電子、工業控制、消費電子、衛星火箭和導彈等中間具有廣泛的需求。在高精度慣性加速度計中,特別需要穩定的低噪聲高靈敏度接口電路。事實上,隨著傳感器性能的不斷提高,接口電路將成為限制整個系統的主要因素。 本論文在分析差動電容式傳感器工作原理的基礎上,設計了針對電容式加速度計的全差分開環低噪聲接口電路。前端電路檢測傳感器電容的變化,通過積分放大,產生正比于電容波動的電壓信號。 本論文采用開關電容電路結構,使得對寄生不敏感,信號靈敏度高,容易與傳感器單片集成。為了得到微重力加速度性能,設計電容式位移傳感接口電路時,重點研究了噪聲問題和系統建模問題。仔細分析了開環傳感器中的不同噪聲源,并對其中的一些進行了仿真驗證。建立了接口電路寄生電容和寄生電阻模型。 為了更好的提高分辨率,降低噪聲的影響如放大器失調、1/f噪聲、電荷注入、時鐘饋通和KT/C噪聲,本論文采用了相關雙采樣技術(CDS)。為了限制接口電路噪聲特別是熱噪聲,著重設計考慮了前置低噪聲放大器的設計及優化。由于時鐘一直導通,特別設計了低功耗弛豫振蕩器,振蕩頻率為1.5M。為了減小傳感器充電基準電壓噪聲,采用兩級核心基準結構設計了高精度基準,電源抑制比高達90dB。 TSMC 0.18μm工藝中的3.3V電壓和模型,本論文進行了spectre仿真。 關鍵詞:MEMS;電容式加速度計;接口電路;低噪聲放大器;開環檢測
上傳時間: 2013-05-23
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大功率電力電子裝置的廣泛應用使電力系統無功功率補償和諧波污染問題日趨嚴重,動態無功功率補償和諧波抑制成為現代電力傳動領域研究的熱點。傳統補償技術由于主控制器運算能力的限制,難以對實時信號進行有效分析,影響了補償效果。而DSP計算速度快,能夠實現復雜的數字信號處理或數字實時控制。本文針對礦井直流提升機的無功補償問題,設計了一種基于DSP的TCR型動態無功補償器,以穩定電網電壓、減小電壓波動,提高功率因數。 本文綜述了無功補償技術的國內外研究概況、水平和發展趨勢,基于 MATLAB 對電力電子裝置諧波源進行了諧波分析與仿真,分析和介紹了 TCR 的無功補償原理及瞬時無功理論,確定了無功補償系統主電路及其控制系統,提出了系統的總體方案。 本設計選用 TMS320F2812 DSP 芯片作為主處理器,設計了信號輸入、濾波放大和信號調理等 DSP 外圍硬件電路;軟件方面采用模塊化設計,編寫了軟件流程圖,給出了部分程序代碼。 本文基于MATLAB軟件對無功補償控制系統的補償效果進行了模擬仿真。仿真結果表明:系統線電壓、負載無功功率和TCR無功功率等在兩個周期內達到穩定,系統線電壓波動小于3%,系統線電壓和系統線電流中僅含有較少量的5次、7次和 11 次諧波,總諧波畸變率滿足《公用電網諧波》標準的要求,為在煤礦中的實際應用提供了理論基礎。
上傳時間: 2013-07-24
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在步進電機驅動方式中,效果最好的是細分驅動,當今高端的步進電機驅動器基本都采用這種技術。步進電機的細分驅動技術是一門綜合了數字化技術、集成控制技術和計算機技術的新技術,被廣泛應用于工業、科研、通訊、天文等領域。 本文設計了一種基于DSP以及FPGA的兩相混合式步進電機SPWM(正弦脈寬調制)波細分驅動系統。在DSP系統中采用TMS320I.F2407A微控制器作為核心控制器件,用軟件產生SPWM波;在FPGA系統中采用FPGA芯片,通過VerilogHDL語言,實現了SPWM波;在功率驅動級電路上采用雙極性H橋的驅動方式。最終實現了對兩相混合式步進電機SPWM波細分驅動,大大提高了步進電機的運轉性能。 本文介紹了兩相混合式步進電機的工作原理、控制原理以及細分驅動的基本原理。通過對恒轉矩細分驅動的分析,提出了兩相混合式步進電機SPWM波細分驅動的方案,并給出了SPWM波產生的數學模型。最后,對步進電機的SPWM波細分驅動系統進行了實驗測量,給出了實驗結果。 實驗的結果表明,設計的基于DSP與FPGA的SPWM波細分驅動系統可以很好地克服電機低頻振蕩的問題,提高電機在中、低速運行的性能。電機的掃描范圍與理論值基本接近;微步距在誤差允許的范圍內也基本可以滿足要求。
上傳時間: 2013-04-24
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發光二極體(Light Emitting Diode, LED)為半導體發光之固態光源。它成為具省電、輕巧、壽命長、環保(不含汞)等優點之新世代照明光源。目前LED已開始應用於液晶顯示
上傳時間: 2013-04-24
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隨著微電子技術的發展,可編程邏輯器件取得了迅速的發展,其功能日益強大,FPGA內部可用邏輯資源飛速增長,近來推出的FPGA都針對數字信號處理的特點做了特定設計,集成了存儲器、鎖相環(PLL)、硬件乘法器、DSP模塊等,通過使用各個公司提供的FPGA開發軟件使用硬件描述語言,可以實現特定的信號處理算法,如FFT、FIR等算法,為電子設計工程師提供了新的選擇。實時圖像處理系統采用FPGA+DSP的結構來完成整個復雜的圖像處理算法。將圖像處理算法進行分類,FPGA和DSP份協作發揮各自的長處,對于算法實現簡單、運算量大、實時性高的這類處理過程由大容量高性能的FPGA實現,DSP則用來處理經過預處理后的圖像數據,來運行算法結構復雜,乘加運算多的算法。整個系統主要包括FPGA處理單元、DSP處理單元以及PCI接口通訊三個部分。主要取得的了以下的研究成果:(1)研究了FPGA的工作原理及應用,完成了Stratix芯片的選型。設計了數字圖像處理板的電路原理圖和PCB設計圖。并對電路板進行調試,工作正常。(2)完成了FPGA程序下載電纜的PCB電路設計,并調試成功,應用到FPGA的調試下載配置中,取得了良好的實驗與經濟效果。(3)充分利用FPGA的設計開發軟件與工具,完成了中值濾波、形態學濾波和自適應閾值的FPGA實現,并給出了詳細的實現過程。將算法下載到FPGA芯片,經過試驗調試,達到要求。(4)研究了PCI接口通訊的實現方式,選用PCI9054芯片實現通訊,完成PCI接口電路設計,經過調試,實現了中斷、DMA等方式,滿足了數據傳輸的要求。(5)學習了C6701DSP芯片的工作特性以及內部功能結構,完成了DSP外圍存儲器的擴展、時鐘信號發生以及電源模塊等外圍電路的設計。
上傳時間: 2013-07-16
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軌道電路是列車運行實現自動控制和遠程控制的基礎設備之一,鐵路信號系統是保證運輸安全的基礎設施,是實現鐵路統一指揮調度,保證列車運行安全、提高運輸效率和質量的關鍵技術設備,也是鐵路信息化的重要技術領域。 基于ARM與DSP的鐵路信號測試儀主要作用是及時測試鐵路信號狀況,反映鐵路運行的情況。開發此套系統是集測試25Hz相敏軌道電路的電壓自動記錄儀以及相位差監測儀、ZPW-2000A的載頻與低頻測試功能于一體,是性價比較高、功能齊全的監測管理系統,它發揮了ARM控制性好與DSP計算速度快的優勢,實現了互補。由于采用的主要是集成芯片,所以體積小,重量輕,功耗低和便于攜帶,便于現場檢測。在滿足要求的前提下,為降低開發成本提高可靠性,CPU采用LPC2210的ARM7芯片。為使測試儀直觀、操作簡便,系統提供了良好的人機界面,包括顯示,按鍵操作等。 論文對FFT以及相關算法進行了分析和Matlab仿真;論文中給出了時鐘電路、LCD電路、數據存儲器Flash、JTAG等各功能模塊的設計原理,完成了硬件電路設計;系統軟件設計遵循模塊化、自頂向下的設計思路。在軟件設計方面,首先采用的是傳統主循環控制方法,功能上主要實現了A/D采樣程序、LCD顯示程序、數據存儲程序等的設計,對兩路25Hz信號電壓相位差的計算,其誤差不人于1度。為了改善系統性能提高系統的實時性,系統中引入實時操作系統μC/OS-Ⅱ,也有利于代碼移植及系統功能擴展。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著微電子技術的發展,可編程邏輯器件取得了迅速的發展,其功能日益強大,FPGA內部可用邏輯資源飛速增長,近來推出的FPGA都針對數字信號處理的特點做了特定設計,集成了存儲器、鎖相環(PLL)、硬件乘法器、DSP模塊等,通過使用各個公司提供的FPGA開發軟件使用硬件描述語言,可以實現特定的信號處理算法,如FFT、FIR等算法,為電子設計工程師提供了新的選擇。實時圖像處理系統采用FPGA+DSP的結構來完成整個復雜的圖像處理算法。將圖像處理算法進行分類,FPGA和DSP份協作發揮各自的長處,對于算法實現簡單、運算量大、實時性高的這類處理過程由大容量高性能的FPGA實現,DSP則用來處理經過預處理后的圖像數據,來運行算法結構復雜,乘加運算多的算法。整個系統主要包括FPGA處理單元、DSP處理單元以及PCI接口通訊三個部分。主要取得的了以下的研究成果:(1)研究了FPGA的工作原理及應用,完成了Stratix芯片的選型。設計了數字圖像處理板的電路原理圖和PCB設計圖。并對電路板進行調試,工作正常。(2)完成了FPGA程序下載電纜的PCB電路設計,并調試成功,應用到FPGA的調試下載配置中,取得了良好的實驗與經濟效果。(3)充分利用FPGA的設計開發軟件與工具,完成了中值濾波、形態學濾波和自適應閾值的FPGA實現,并給出了詳細的實現過程。將算法下載到FPGA芯片,經過試驗調試,達到要求。(4)研究了PCI接口通訊的實現方式,選用PCI9054芯片實現通訊,完成PCI接口電路設計,經過調試,實現了中斷、DMA等方式,滿足了數據傳輸的要求。(5)學習了C6701DSP芯片的工作特性以及內部功能結構,完成了DSP外圍存儲器的擴展、時鐘信號發生以及電源模塊等外圍電路的設計。
上傳時間: 2013-07-22
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