您现在的位置:首页 > 科技成果科技成果

NNC-PID控制器对电液位置控制系统的DSP实现

发布时间:2017-05-31 10:21:16  来源:大电流电感厂家   查看:

  电液位置伺服控制系统的典型特征是非线性、不确定性、时变性、外界干扰和交叉耦合干扰等,系统精确的数学模型不易建立。因此,对电液系统的控制一直是一个复杂控制系统问题。

  常规PID控制器具有结构简单、参数意义明确、控制的动态和静态特性优良等特点。人工神经网络(NNC)具有信息综合、学习记忆和自适应能力、逼近任意非线性函数的能力,可以处理那些难以用模型和规则描述的过程,但也存在局部最小点,不易达到最优控制。

  将NNC与PID控制相结合组成智能控制器可以取得更好的控制效果,这里提出采用DSP实现NNC-PID控制器对电液位置系统进行智能控制,满足电液位置伺服对控制系统响应快和高精度的要求。

  1 电液位置伺服系统构成

  以喷漆机械手第一关节为对象,构造了研究实验装置,如图1所示。其中反馈器件采用精密导电塑料电位计。整个控制系统以DSP为核心、由喷漆机械手第一关节、位置传感器、12位A/D转换器和D/A转换器、信号调理电路和输出放大驱动电路以及上位机PC等组成,实现定位和伺服跟踪控制。

  


  2 控制系统硬件设计

  TMS320F2812是TI公司推出的2000系列的数字信号处理(DSP),主要应用在控制领域。频率达150 MHz,定点32位的CPU,可运行16×16和32×32的运算。片上高达128 KB的程序存储器,128 KB的ROM和18 KB的SARAM,外部接口16位数据线和19位地址线,可外扩l MB的ROM。此外还集成有16通道的12位的A/D转换器,最小化周期80 ns,以及56个可单独编程的通用I/0(GPIO)引脚。高速的数字信号处理能力及丰富的外扩资源使TMS320F2812适合应用在要求较高的控制系统。

  2.1 控制系统总体结构

  控制系统采用了PC+DSP的控制方案,系统总体结构如图2所示。其中PC机主要用来显示控制界面,调节各控制参数,实时显示各相关信号。而DSP则完成低层的控制功能,通过A/D转换器采集各一体成型电感路信号,经过一定的算法处理模压电感后,由D/A口输出,以及通过I/0口、光电隔离驱动放大电路来控制各电磁阀的开关。同时通过通信,向PC机发送采集来的信号,并接收PC机的起动、停止等指令以及各控制参数。

  

系统总体结构

  2.2 A/D转换电路

  TMS320F2812的A/D转换器模块时钟可达25 MHz,转化精度为12位,可采集16个通道,0~3 V的电压模拟信号。多种触发方式:软件触发(DOC)、事件管理器A(EVA)、事件管理器B(EVB)。其转化数据与输入电压的关系为:数字量=4 095x(V输入-VADCLO)/3,其中VADCLO为各通道的基准电压。

  在PCB布线时,信号引入端到TMS320F2812引脚的距离要尽量的短,同时各通道远离数字信号,并且大面积铺地。A/D转换器电路模块中J3接传感器,J19可接示波器等,可供其他仪器采集数据。

  2.3 I/O及驱动设计

  I/0板主要用来驱动各电磁阀,驱动电流可达数安培,电磁噪声较大,各继电器的开关会产生较强电磁干扰,开关的电流冲击及电压峰值较大,这会影响DSP的运行。因此与DSP主板分开布线制板。I/O板设计中采用74LS244作为驱动元件,TLP521作为光电隔离和继电器来驱动外负载。在PCB布线时,有大电流通过的导线适当加粗,该板可驱动8路(可扩展至16路)的电磁阀。

  2.4 通信电路

  USB通信电路设计中采用的ISPl581是Philips公司的通用串行总线接口器件,它完全符合USB2.0规范。支持USB2.0的自检工作模式和USBl.1的返回工作模式,直接与ATA/ATAPI外设相连,集成8 K字节的多结构FIF0存储器;高速的DMA接口:7个0UT端点和一个固定的控制IN/OUT端点。通过一个高速的通用并行接口,ISPl581为基于微控制器/微处理器的系统提供了高速的USB通信能力。使smd功率电感器用已有的结构和参考的固件,不仅缩短了开发时间,还减少了开发风险和电感厂家费用,是一种简捷、经济的USB外设解决方案。

  将ISPl581映射到TMS320F2812的XINTF ZoneO空间,使用

公式

作为ISPl581的片选信号,选用TMS320F2812的1个GPIO引脚作为复位ISPl581的信号,将读写控制信号直接相连,在对ISPl581操作中有重要作用的中断信号接到DSP的XINTl,以便DSP能及时处理USB的通信中断,由于ISPl581的存储空间是8位组织的,共模电感而TMS320F2812的存储空间是16位组织的,可将其数据线DO~D15直接相连,ISP1581的地址线A0接地,A1与DSP的A0相连,A2与DSP的A1相连,依次类推至A7与DSP的A6相连。ISP1581的工作模式选为通用处理器模式,即单独的地址线AO~A 7,处理器和DMA共用数据线D0~D15,读写模式选为8051模式即读写控制为 平面变压器厂家 | 平面电感厂家

开关电源设计“利器”Mathcad使用技巧详解 Mathcad在我们平常的电源设计中,起到了非常重要的作用,有时甚至被工程师们称为 办公计算利器 Mathcad渐渐成了一个必不可少的工具,它可以使我们的工作效率提高。对于Mathcad,大多工程师

请大神看看为什么会产生这种现象 本帖最后由 liunixy 于 2015-3-24 14:27 编辑 示波器测量原理图中DGND1与DGND两点, 测得如图波形,求解释!满意回复+2caoenq 查看完整内容应该改是地铺的有问题,他们之间的电感换成导线试一试+2maychang 查看完整内容地线上加电感,只有很特殊的情况才会这样做。 而且地线上串联电感有相当的讲究,不是随便串联一个就可以的。 +22436

DSP芯片外围电路典型设计(数字信号处理器芯片TMDSP(数字信号处理器)芯片是一种能够实时快速地实现各种数字信号处理算法控制的微处理器,已经在通信与信息系统、信号与处理、自动控制、雷达、航空航天、医疗等许多领域得到了广泛的应用。目前生产DSP芯片的

CopyRight2014
大电流电感 | 大功率电感 | 扁平线圈电感 注塑加工厂