文中詳細(xì)分析比較了用于主動磁懸浮軸承的PC機(jī)控制系統(tǒng)和DSP控制系統(tǒng)各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場合,分析結(jié)果表明:在研究階段采用PC機(jī)控制系統(tǒng)比采用DSP控制系統(tǒng)更利于各種先進(jìn)控制算法的開發(fā)。文中在此基礎(chǔ)上研制了由PCI數(shù)據(jù)采集和控制卡和PC機(jī)構(gòu)成的基于PCI總線的主動磁懸浮軸承控制系統(tǒng)。PCI數(shù)據(jù)采集和控制卡采用DSP2812作為其控制器件,采用PCI9052實(shí)現(xiàn)其與PC機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸和邏輯通信,并應(yīng)用C語言編寫了PCI卡的控制程序。該卡具有AD采樣,轉(zhuǎn)速測量和DA輸出三種功能。文中在DOS操作系統(tǒng)上移植了μC/OS-II實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核,并應(yīng)用C語言編寫了PC機(jī)的控制程序,實(shí)現(xiàn)了主動磁懸浮軸承的實(shí)時(shí)多任務(wù)控制。文中采用該控制系統(tǒng)在一個(gè)五自由度主動磁懸浮軸承試驗(yàn)臺進(jìn)行了試驗(yàn)研究,運(yùn)用超前校正不完全微分PID控制算法,成功實(shí)現(xiàn)了主動磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的靜態(tài)懸浮和24000r/min的高速旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:本文研制的基于PCI總線的主動磁懸浮軸承控制系統(tǒng)穩(wěn)定性好、可靠性高、使用簡單,為開發(fā)先進(jìn)的主動磁懸浮軸承控制算法提供了一個(gè)良好的軟硬件平臺。 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

五自由度磁懸浮軸承系統(tǒng)的組成

圖 3.5 一階 R-C 和二階 Sally_key 低通濾波器 Bode 圖比較由于位移傳感器電路的輸出電壓為 0～5V，還需要通過一定的電壓調(diào)節(jié)電路將其轉(zhuǎn)換為DSP2812 的 AD 輸入電壓相匹配的 0～3V。3.3.2 限幅電路研制雖然AD采樣前置電路已經(jīng)將0～5V的傳感器信號轉(zhuǎn)換成了與AD輸入要求匹配的0～3V信號，但是出于安全的考慮，還需在信號進(jìn)入AD通道前增加限幅電路，以保障DSP2812的AD通道不被損壞[32]。實(shí)驗(yàn)室普遍采用的限幅電路是雙二極管形式。從理想的情況看，其限幅功能沒有問題，沒有考慮到實(shí)際二極管的正向壓降問題。雖然這種方法簡單，在限幅要求不太嚴(yán)格的時(shí)候是錯(cuò)的選擇，但是它也有限幅不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)者的本意是將輸出電壓outU 限制ref2outref1V < U<V（其中ref1V 、ref2V 分別為限幅電路電壓值的上下限），但實(shí)際二極管大約0.7V 的正向壓降，所以實(shí)際的限幅范圍在 (0.7V)~(0.7V)ref2ref1V V+之間，這可能使 A輸入信號電壓超過規(guī)定的范圍，造成 DSP 壽命的縮短或損壞。針對這一缺點(diǎn)，本文改進(jìn)了限幅電路的設(shè)計(jì)，利用運(yùn)算放大器工作在飽和區(qū)進(jìn)行限幅。

outref2 = V。如圖 3.6 所示，輸入相同的波形，比較這兩種限幅電路的輸出波形。設(shè)定限幅電路電壓上下限分別為ref1V =3.3V、ref2V =0。從圖中可以看出，實(shí)驗(yàn)室常用的限幅電路的輸出范-0.4V～3.8Ｖ，本文采用的限幅電路的輸出范圍約為 0～3.3Ｖ。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3377626