本文關(guān)鍵詞：主—被動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)平臺的數(shù)字型PWM開關(guān)式驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)和硬件架構(gòu)搭建

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【摘要】：根據(jù)我國航天技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃,在載人航天工程二期中,將建設(shè)載人空間實(shí)驗(yàn)室,以開展一系列空間科學(xué)實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)包括空間基礎(chǔ)物理學(xué)、空間材料科學(xué)、空間生命科學(xué)和生物技術(shù)科學(xué)等微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)。微重力主動(dòng)隔振系統(tǒng)是一套服務(wù)于具有微重力水平需求的空間微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷的支撐平臺。該系統(tǒng)首先用位移傳感器和加速度傳感器測量實(shí)驗(yàn)載荷的振動(dòng)信息,然后利用控制器對位移傳感器和加速度傳感器測量到的振動(dòng)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并得到相應(yīng)的控制指令,最后使用控制指令驅(qū)動(dòng)電磁激勵(lì)器對實(shí)驗(yàn)載荷施加一定的力來抑制其振動(dòng),為微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供環(huán)境保障。在此背景下,本文做了以下工作：(1)根據(jù)電磁激勵(lì)器的驅(qū)動(dòng)電路的性能要求,分析和設(shè)計(jì)了數(shù)字型PWM(Pulse Width Modulation)開關(guān)式驅(qū)動(dòng)電路。電路的設(shè)計(jì)主要由DSP(Digital Signal Processor)芯片TMS320F2808-ep、驅(qū)動(dòng)芯片DRV8432、A/D轉(zhuǎn)換器ADS1258-ep以及其它功能電路完成。編寫了數(shù)字型PWM開關(guān)式驅(qū)動(dòng)電路相關(guān)的程序,包括：PWM產(chǎn)生程序、A/D采集電壓程序、SPI (Serial Peripheral Interface)通信程序和PI (Proportional Integral)調(diào)節(jié)程序。(2)依據(jù)電磁激勵(lì)器的驅(qū)動(dòng)電路的性能要求對電磁激勵(lì)器的數(shù)字型PWM開關(guān)式驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了測試。主要包括：輸入與輸出關(guān)系測試、輸出電流靈敏度測試、階躍響應(yīng)測試、電流紋波測試、效率測試和恒流特性測試,結(jié)果表明：驅(qū)動(dòng)電路的輸入與輸出關(guān)系、輸出電流靈敏度、電流紋波、效率和恒流特性均滿足微重力主動(dòng)隔振系統(tǒng)對電磁激勵(lì)器的驅(qū)動(dòng)電路的要求,但是階躍響應(yīng)測試中的超調(diào)量較大,針對此問題,需要進(jìn)一步優(yōu)化電路。(3)按照主-被動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)平臺的隔振功能要求,搭建了主-被動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)平臺的硬件架構(gòu)。包括：主-被動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)平臺關(guān)鍵器件的選型、整體結(jié)構(gòu)的搭建以及部分電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì),給出了主-被動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)平臺關(guān)鍵器件和整體結(jié)構(gòu)的機(jī)械設(shè)計(jì)圖和實(shí)物圖。最后,對本文的研究進(jìn)行了總結(jié)歸納,并對需要進(jìn)一步研究的工作給出了建議。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V524

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本文編號：1211004