基于DSP的直流直线电机控制软件的研究与开发

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程立

摘要
作为一种利用电能直接产生直线运动的电子机械装置，直线电机可以直接驱动机
械负载作直线运动，它所具有的突出优点已使其越来越受到人们的重视。
本文在前人研究成果的基础上，深入研究了直流直线永磁电动机的位移和频率控
制方法，结合电机控制专用的高速的数字信号处理器TMS320LF2407，设计了电机的
运动控制程序，使得电机的精确定位以及高频往复运动得以实现。
文中对直线电机的运动原理及其结构进行了分析，在此基础上建立了直流直线电
机的数学模型并提出了电机的控制方案和整个控制系统的结构。电机的控制系统是由
位移检测装置、控制器、隔离电路、功率放大器以及上位计算机组成，其中DSP控制
器是电机控制系统的关键部分，它负责对电机的位移反馈信号进行处理并输出控制信
号来控制电机的运动。DSP控制器所具有的特别适用于电机控制的事件管理器模块使
得电机的控制易于实现并且硬件结构简单，软件设计容易实现。
要使电机精确地实现预定的运动，控制软件是关键。整个控制程序由主程序、通
用定时器周期中断子程序、串行口通信子程序、电机对零子程序以及位移调节子程序
组成。其中位移控制是由PID算法来实现的。在完成了控制程序的设计后，文中进行
了实验，将电机运动过程中的位移量和运动时间绘制成曲线，其控制效果良好，这证
明控制程序是切实可行的。
关键词：直流直线电机，数字信号处理器，位移检测，PID控制，控制程序设计