DSP電機(jī)控制套件

1、EL-SMCK伺服電機(jī)控制實驗開發(fā)套件一、適用范圍SMCK伺服電機(jī)控制實驗箱以下簡稱SMCK實驗箱，是針對工科高校本科電氣信息類、控制類、電氣工程及其自動化專業(yè)以及自動化專業(yè)的實驗教學(xué)而設(shè)計的一個產(chǎn)品，適合于DSP應(yīng)用于電機(jī)數(shù)字控制的實驗和技術(shù)研究,支持2812和28335CPU。二、結(jié)構(gòu)簡介及特點采用實驗箱及電路板結(jié)構(gòu)，能實現(xiàn)三種電機(jī)的控制，包括直流有刷永磁電動機(jī)（帶減速器），直流無刷電動機(jī)（帶減速器）和三相步進(jìn)電機(jī)。也可以單獨控制一種電機(jī)，成本更低。EL-SMCK實驗箱系統(tǒng)硬件框圖 1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及特點（參考SMCK伺服系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖） 實驗箱總體上采取在一塊主電路板上插接其他小功能電路板的

2、組成形式，主電路主要完成信號的鏈接，人機(jī)接口，及PWM信號，CAP信號，電壓電流反饋信號測量的功能。 核心控制部件是DSP的CPU板，直接插接到SMCK實驗箱上，控制功率部件，接受反饋信號，及與主電路板上的單片機(jī)通信。其輸出的PWM信號及接收的速度脈沖信號已引到主電路板上，可以很方便的測量。目前有TMS320C2812一種CPU控制板。 功率部分是IPM_DRIVER功率轉(zhuǎn)換板，直接插接到SMCK實驗箱上，功率器件采用國際整流器IR公司的IPM模塊IRAMS10UP60B-2，板上通過光藕器件與DSP隔離，還附帶測試孔，能方便測試光藕后的PWM波形。 電流電壓信號檢測部分是SMCK_AS信號檢

3、測板，直接插接到SMCK實驗箱上，能實時監(jiān)測功率模塊輸出的電流及電壓信號，并將其轉(zhuǎn)換為弱電信號，反饋回主電路板及DSP，客戶可以在主電路板上方便的測量反饋信號，也可以利用其反饋信號開發(fā)DSP控制算法。 人機(jī)接口部分位于主電路板上，由顯示屏、觸摸按鍵及給定電位器組成。顯示屏采用320*240點陣、5.2寸單色液晶，操作界面更友好，觀察信息更方便，并可以完成速度信號動態(tài)曲線描繪，使系統(tǒng)性能表現(xiàn)的更直觀。給定電位器能完成電機(jī)的連續(xù)跟蹤的給定任務(wù)。人機(jī)接口和磁粉制動器以及其他輔助控制功能由主電路板上的一個單片機(jī)進(jìn)行控制，不占用DSP的處理時間。 電源部分在實驗箱內(nèi)部，控制電源與功率電源分別供電，功率電

4、源采用一個24V/5A的開關(guān)電源，滿足電機(jī)功率要求，24V電源干擾少，有短路自保護(hù)，可靠且安全。 控制對象包括24V直流伺服電機(jī)（加減速器）、步進(jìn)電機(jī)、磁粉制動器、光電編碼器、角位移傳感器，它們都是通過電纜與實驗箱主電路板連接的。不同的電機(jī)機(jī)組組成形式有所不同。直流有刷永磁電動機(jī)采用歐姆龍公司的1000線增量式旋轉(zhuǎn)光電編碼器，直流無刷電機(jī)采用電機(jī)內(nèi)部的霍爾信號傳感器，三相步進(jìn)電機(jī)不接測速裝置。見下面的機(jī)組示意圖。2、產(chǎn)品型號和配置方案型號配置方案EL-SMCK-DC直流有刷永磁電動機(jī)伺服控制實驗開發(fā)套件EL-SMCK-BLDC直流無刷電動機(jī)伺服控制實驗開發(fā)套件EL-SMCK-SM三相步進(jìn)電動機(jī)

5、伺服控制實驗開發(fā)套件EL-SMCK三合一三種電機(jī)伺服控制實驗開發(fā)套件3、實驗套件硬件單元Ø 主電源（24V/5A開關(guān)電源）Ø 人機(jī)接口控制器（新華龍單片機(jī)，LCD顯示屏，觸摸按鍵，）Ø 功率單元（IPM模塊，IRAM10UP60B-2）Ø 控制電源（開關(guān)電源，給控制部分供電）Ø 脈沖隔離（高速光耦）Ø 制動單元（磁粉制動器）Ø 電流檢測單元（線性光電隔離器）Ø 接口單元Ø TI2000系列CPU板（F2812）Ø DSP仿真器（并口或USB口）Ø 小功率機(jī)組（24V小功率伺服電機(jī)+負(fù)載

6、+編碼器+負(fù)載控制器+角位移傳感器，根據(jù)電機(jī)不同有所區(qū)別）4、軟件資源為了更好的讓客戶在我公司的SMCK伺服電機(jī)控制實驗箱這個硬件平臺上研究和開發(fā)更多更好的伺服電機(jī)控制技術(shù)，我公司隨產(chǎn)品一起銷售伺服電機(jī)的控制軟件，提供源代碼，但該軟件的知識版權(quán)屬于我公司，具體請參閱公司的技術(shù)保密協(xié)議。以下是部分軟件模塊：編號名稱功能1dcmotor.c直流有刷永磁電機(jī)PWM控制系統(tǒng)(包括轉(zhuǎn)矩控制、速度控制、位置控制)2bldc.c直流無刷電機(jī)PWM控制系統(tǒng)(包括轉(zhuǎn)矩控制、速度控制、位置控制)3sm.c3相步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)4pid_reg3.cPID控制程序5Speed_pr.c速度計算程序6f281xqe

7、p_no_index.c脈沖捕獲程序7f281xadc04u.c模擬量采樣程序8f281xhall3.c霍爾信號捕獲程序9f281xbldcpwm.c無刷電機(jī)PWM信號發(fā)生程序10f281xbdcpwm.c有刷電機(jī)PWM信號發(fā)生程序三、實驗項目：2812CPU板能進(jìn)行的脫機(jī)實驗：實驗一 直流有刷永磁電動機(jī)速度閉環(huán)控制實驗l 可通過按鍵輸入速度設(shè)定值，觀察電機(jī)速度的穩(wěn)定性。l 可通過按鍵輸入負(fù)載設(shè)定值，觀察電機(jī)的抗干擾性能。 l 可通過示波器測量主電路板上的測試點，測量包括PWM信號、CAP信號、電流檢測信號，電壓檢測信號在內(nèi)的波形，對PWM控制原理及電機(jī)運行原理有直觀的認(rèn)識。l 可通過液晶顯示

8、屏中的速度動態(tài)曲線描繪模塊，觀察控制系統(tǒng)的動態(tài)特性。 實驗二 直流有刷永磁電動機(jī)位置閉環(huán)控制實驗l 可通過按鍵輸入位置設(shè)定值，觀察電機(jī)位置控制的穩(wěn)態(tài)精度及跟隨的快速性。l 可通過給定電位器連續(xù)輸入位置設(shè)定值，觀察電機(jī)位置控制的連續(xù)跟蹤性能。 l 可通過按鍵輸入負(fù)載設(shè)定值，觀察電機(jī)隨動過程中的抗干擾性能。l 可通過液晶顯示屏中的速度動態(tài)曲線描繪模塊，觀察電機(jī)隨動過程中的速度曲線變化。 實驗三 直流無刷電動機(jī)速度閉環(huán)控制實驗l 可通過按鍵輸入速度設(shè)定值，觀察電機(jī)速度的穩(wěn)定性。l 可通過按鍵輸入負(fù)載設(shè)定值，觀察電機(jī)的抗干擾性能。 l 可通過示波器測量主電路板上的測試點，測量包括PWM信號、CAP信號

9、、電流檢測信號，電壓檢測信號在內(nèi)的波形，對PWM控制原理及電機(jī)運行原理有直觀的認(rèn)識。l 可通過液晶顯示屏中的速度動態(tài)曲線描繪模塊，觀察控制系統(tǒng)的動態(tài)特性。 實驗四 直流無刷電動機(jī)位置閉環(huán)控制實驗l 可通過按鍵輸入位置設(shè)定值，觀察電機(jī)位置控制的穩(wěn)態(tài)精度及跟隨的快速性。l 可通過按鍵輸入負(fù)載設(shè)定值，觀察電機(jī)隨動過程中的抗干擾性能。l 可通過液晶顯示屏中的速度動態(tài)曲線描繪模塊，觀察電機(jī)隨動過程中的速度曲線變化。 實驗五 三相步進(jìn)電動機(jī)位置閉環(huán)控制實驗l 可通過按鍵輸入位置設(shè)定值，觀察電機(jī)位置控制的穩(wěn)態(tài)精度及跟隨的快速性。l 可通過按鍵輸入負(fù)載設(shè)定值，觀察電機(jī)隨動過程中的抗干擾性能。l 可通過示波器測

10、量主電路板上的測試點，測量包括PWM信號、電流檢測信號，電壓檢測信號在內(nèi)的波形，對步進(jìn)電機(jī)控制原理及電機(jī)運行原理有直觀的認(rèn)識。2812CPU板能進(jìn)行的仿真實驗：實驗一 直流有刷永磁電動機(jī)控制方案步驟1 轉(zhuǎn)矩控制實驗步驟2 速度閉環(huán)PID控制實驗步驟3 位置、速度雙閉環(huán)控制實驗實驗二 直流無刷電動機(jī)PWM控制方案步驟1 開環(huán)尋找最佳換相表及轉(zhuǎn)矩控制實驗步驟2 速度閉環(huán)PID控制實驗步驟3 位置、速度雙閉環(huán)控制實驗實驗三 三相步進(jìn)電機(jī)DSP控制方案實驗四 三相步進(jìn)電動機(jī)位置閉環(huán)控制實驗四、成套產(chǎn)品配置：1、直流有刷永磁電動機(jī)伺服控制實驗開發(fā)套件EL-SMCK-DC設(shè)備名稱型號備注DSP處理部分Te

11、chv系列CPU板Techv-2812DSP仿真器并口型仿真器EL-EPP-XDS510二選一USB型仿真器EL-USB-XDS510實驗箱SMCK實驗箱SMCK負(fù)載數(shù)控負(fù)載磁粉制動器0.5A,2NM角位移傳感器精密角度電位器DHWDJ-1736T線性度1%光電編碼器歐姆龍1000線增量式E6B2-CWZ6C電機(jī)直流有刷永磁電機(jī)55YNGK1:125帶減速器機(jī)組SMCK機(jī)組底座、支架、刻度盤、指針及彈性聯(lián)軸器SMCK底板、直流有刷電機(jī)支架、光電碼盤支架、角位移傳感器支架、角度刻度盤、角度指針其他指導(dǎo)書、光盤直流有刷永磁電機(jī)（帶減速器）參數(shù)：勵磁方式：永磁額定電壓：直流24伏額定電流：2安額定功

12、率：60瓦減速比：1:125減速后額定轉(zhuǎn)速：40轉(zhuǎn)每分軸徑：12毫米/4毫米 雙出軸2、直流無刷電動機(jī)伺服控制實驗開發(fā)套件EL-SMCK-BLDC設(shè)備名稱型號備注DSP處理部分Techv系列CPU板Techv-2812DSP仿真器并口型仿真器EL-EPP-XDS510二選一USB型仿真器EL-USB-XDS510實驗箱SMCK實驗箱SMCK負(fù)載數(shù)控負(fù)載磁粉制動器0.5A,2NM電機(jī)直流無刷電機(jī)57ZWN98帶行星減速器角位移傳感器精密角度電位器DHWDJ-1736T線性度1%機(jī)組SMCK機(jī)組底座、支架、刻度盤、指針及彈性聯(lián)軸器SMCK底板、直流無刷電機(jī)支架、角位移傳感器支架、角度刻度盤、角度指

13、針其他指導(dǎo)書、光盤直流無刷電機(jī)參數(shù)：額定電壓：直流24伏額定電流：6.0安額定功率：80瓦極對數(shù)：2極對減速比：1:18減速后額定轉(zhuǎn)速：111轉(zhuǎn)每分軸徑：12毫米，雙出軸3、三相步進(jìn)電動機(jī)伺服控制實驗開發(fā)套件EL-SMCK-SM設(shè)備名稱型號備注DSP處理部分Techv系列CPU板Techv-2812DSP仿真器并口型仿真器EL-EPP-XDS510二選一USB型仿真器EL-USB-XDS510實驗箱SMCK實驗箱SMCK負(fù)載數(shù)控負(fù)載磁粉制動器0.5A,2NM電機(jī)三相步進(jìn)電機(jī)57BYG360CL角位移傳感器精密角度電位器DHWDJ-1736T線性度1%機(jī)組SMCK機(jī)組底座、支架、刻度盤、指針及彈性聯(lián)軸器SMCK底板、3相步進(jìn)電機(jī)支架、角位移傳感器支架、角度刻度盤、角度指針其他指導(dǎo)書、光盤三相步進(jìn)電機(jī)參數(shù)：接法：角形額定電壓：直流24伏額定電流：6.0安保持轉(zhuǎn)矩：0.9牛米步距角：1.2度軸徑：8毫米，單出軸4、三合一三種電機(jī)伺服控制實驗開發(fā)套件EL-SMCK設(shè)備名稱型號備注DSP處理部分Techv系列CPU板Techv-2812DSP仿真器并口型仿真器EL-EPP-XDS510二選一USB型仿真器EL-USB-XDS510實驗箱SMCK實驗箱SMCK負(fù)載數(shù)控負(fù)