基于扩充临界比例系数法的电磁轴承数字PID控制器参数整定

通过对电磁轴承系统的原理介绍,建立了电磁轴承数字控制系统模型,同时介绍了电磁轴承数字PID控制系统,采用MATLAB系统的工具箱对电磁轴承的控制系统建立数字和模拟两种模型并进行仿真,得到仿真结果,依据仿真结果研究了数字PID控制器参数对电磁轴承控制系统的影响,应用基于系统临界震荡的闭环整定方法的扩充临界比例系数法对数字PID控制器参数进行整定,得出较理想的仿真结果,为今后电磁轴承数字控制系统的设计提供了一种简洁高效的方法。     

工控DSP在电磁轴承中的应用

为满足更多先进控制的需要，采用工业控制专用芯片DSP TMS320S240设计和开发了一种新的数字控制器，重点从控制器硬件，软件结构方面进行了讨论，并介绍了调试方法和试验结果，由于工业控制专用的DSP芯片集成了闪存，A/D，PWM，看门狗和许多通讯通道，因而新开发的数字控制器不仅结构简单，且其速度和可靠性也得到提高，使用简单的数字PID控制算法，可实现8.5kg转子的五自由度稳定起浮，这种数字控制系统可作为开发和实施实时控制策略，实现电磁轴承产品工程化的实用平台，也可以替代现有的模拟控制系统。     

基于DSP的电磁轴承控制器硬件设计

电磁轴承系统动态性能好坏取决于所用的控制器 ,主动控制可使电磁轴承实现复杂和特殊控制。目前采用的传统模拟控制器仅在一定程度上满足了电磁轴承系统的性能 ,但要实现复杂和特殊控制则难以胜任 ,数字控制提供了更加灵活的解决方式 ,文中主要讨论能实现这种柔性控制的基于DSP的电磁轴承控制器硬件设计中的几个技术问题。附图 6幅 ,参考文献 1篇。     

基于遗传算法的电磁轴承PID控制模型的研究与SIMULINK仿真

结合在实际项目中应用的电磁轴承,分析其基本组成和工作原理,对转子在平衡点附近线性化理论加以探讨.分析了电磁轴承控制系统中控制器类型、功放环节、传感器环节对控制系统的要求,最终建立模拟PID控制器的控制模型.采用遗传算法整定PID控制器中比例、积分、微分环节的控制参数,具有控制模型简单、精确度高等优点;同时采用simulink仿真验证了模型的优越性,对理论研究和实际应用具有指导和借鉴意义.     

基于DSP2812的磁悬浮轴承位移检测控制系统设计

针对磁悬浮轴承系统位移检测的特点,设计了一套以TMS320F2812 DSP为核心的磁悬浮轴承位移检测控制系统.详细介绍了电涡流位移传感器的工作原理,设计了磁悬浮轴承系统的数字控制器、位移信号调理电路等相关硬件电路,并对所设计的位移检测数字控制系统进行了软件实现,给出了主程序和中断子程序流程图,最后,对所设计的磁悬浮轴承位移检测数字控制系统进行了试验验证.     

农村电网中的SVG数字控制系统

根据SVG的基本原理,通过对SVG的控制方法进行比较,选择采用电流跟踪控制的控制策略.设计了基于DSP的SVG数字控制系统,该控制系统采用DSP芯片TMS320F2812作为控制系统的中央处理器.详细说明了控制器的软硬件设计,并给出系统结构图和程序流程图.试验结果表明该农网SVG数字控制系统具有良好的工作性能.     

电磁轴承中PWM开关功率放大器的实现

在电磁轴承中为了提高功率放大器的效率,一般采用PWM开关功率放大器。功率放大器控制电磁轴承中电磁铁线圈的电流,以获得轴承悬浮所需要的吸力。因此,电磁线圈电流的控制精度和速度将直接影响电磁轴承的悬浮特性。功放设计中,以电流型PWM控制器UC3842为控制核心,产生控制模拟开关通断时间的PWM信号;采用新型的高侧电流传感器AD628检测电磁线圈中的电流,并进行放大作为反馈信号,所设计的PWM开关功放应用于磁悬浮轴承中,其控制精度和速度达到了磁轴承悬浮的应用要求。     

基于DSP的电磁轴承控制系统的设计与应用

介绍了电磁轴承数字控制系统的基本组成和工作原理;设计了以TMS320VC5409为核心部件的数字控制系统,重点分析了硬件系统设计方案和基于模块化思想的软件系统。并详细介绍了基于CH372的USB通信方案。采用数字PID算法进行调试验证,实现了电磁轴承的稳定悬浮。     

磁悬浮轴承控制系统的硬件设计

针对以数字信号处理器（DSP）为控制核心的五自由度磁悬浮轴承控制系统,采用了数字PID控制算法进行控制,给出了控制系统的硬件结构、相关硬件电路的具体分析及改进的过流保护电路。基于LabVIEW设计了轴心轨迹监控系统前面板,实现了对磁悬浮转子的实时控制及监控。实验结果表明,该磁悬浮轴承控制系统能够满足控制要求和实现对控制对象的实时监控。     

磁悬浮轴承数字控制器故障诊断与处理

对磁悬浮轴承数字控制器的可靠性进行了研究,根据磁悬浮轴承数字控制器的特点与结构,将其分为DSP芯片以及信号输入通道、信号输出通道三个部分,分析了每个部分可能发生的故障类型,针对不同的故障类型研究了相应的故障诊断与处理方法,并以美国TI公司的浮点DSP芯片TMS320VC33为核心研制了高可靠磁悬浮轴承数字控制器。应用该数字控制器在五自由度磁悬浮轴承系统上进行了可靠性验证试验,试验中,当转子处于30 000r/min的高转速下手动复位DSP芯片以模拟其发生故障,控制器能够在100μs内判断出故障并切换到备用DSP芯片,在整个故障处理过程中磁悬浮轴承系统保持稳定。同样,在转子处于30 000r/min的高转速下任意切断单个或多个信号传输通道,控制器能在20μs内判断出故障通道并切换到备用通道,且整个切换过程对转子状态没有任何影响。     

Digital redesign of anti-wind-up controller for cascaded analog system

The cascaded conventional anti-wind-up (CAW) design method for integral controller is discussed. Then, the prediction-based digital redesign methodology is utilized to find the new pulse amplitude modulated (PAM) digital controller for effective digital control of the analog plant with input saturation constraint. The desired digital controller is determined from existing or pre-designed CAW analog controller. The proposed method provides a novel methodology for indirect digital design of a continuous-time unity output-feedback system with a cascaded analog controller as in the case of PID controllers for industrial control processes with the presence of actuator saturations. It enables us to implement an existing or pre-designed cascaded CAW analog controller via a digital controller effectively.     

Digital redesign of analog smith predictor for systems with input time delays

This paper presents a new methodology for digitally redesigning an existing analog Smith predictor control system, such that the cascaded analog controller with input delay can be implemented with a digital controller. A traditional analog Smith predictor system is reformulated into an augmented system, which is then digitally redesigned using the predicted intersampling states. The paper extends the prediction-based digital redesign method from a delay free feedback system to an input time-delay cascaded system. A tuning parameter v is optimally determined online such that in any sampling period, the output response error between the original analogously controlled time-delay system and the digitally controlled sampled-data time-delay system is significantly reduced. The proposed method gives very good performance in dealing with systems with delays in excess of several integer sampling periods and shows good robustness to sampling period selection.     

基于TMS320F28335的永磁同步电机数字化矢量控制器设计

为了提高永磁同步电机控制器的控制性能,设计和开发了一套以浮点型TMS320F28335数字信号处理器(DSP)为控制核心,主回路为“交-直-交”拓扑结构的永磁同步电机数字化矢量控制器.与采用TMS320LF2407、TMS320F2812等传统定点型DSP为控制核心的永磁同步电机控制器相比,其具有编程简单、运算速度快、...     

基于DSP的高速运动控制器的设计

根据开放式运动控制的要求,以数字信号处理器(DSP)为核心,使用大规模现场可编程芯片进行逻辑和位置反馈控制;应用面向对象技术开发控制系统软件,设计了多轴运动控制器。与传统运动控制器相比,它不仅克服了系统结构固定的缺陷,而且缩短了开发周期,提高了系统的集成度和执行速度。     

基于DSP的机床数控系统的研制

介绍了利用DSP构成的机床控制系统,提高了控制系统的集成度,降低了生产成本。实验结果证明,该控制系统具有良好的工作性能,它可用于普通机床的数控改造,也可用于主机厂配套构成数控机床产品。     

基于SOPC技术的视频图像处理系统研究

视频图像处理系统从最早期的以模拟系统为主逐步向数字化转变,而目前常用的用数字信号处理专用芯片(digital signal processor,DSP)做处理器的数字视频图像处理系统在高速信号实时处理中难以达到要求,系统可靠性低;相对而言,FPGA用于实时图像处理,在速度上具有很大的优势,其内部自身结构易于实现分布式的算法结构,使得各功能块可以同时工作,更有利于高速数字信号处理。FPGA(现场可编程门阵列)设计技术将尽可能大而完整的电路系统在单一SOPC(片上可编程系统)中实现,从而使得所设计的电路在规模、可靠性、开发成本、产品维护和硬件升级等多方面实现最优化。     

伺服电机控制系统中的电流检测硬件设计

现有的电流检测技术,大多采用模拟信号检测电流,存在保密性差、抗干扰能力弱等缺点,针对此现象设计了一种以DSP2808为核心的电流检测系统,采用闭环式霍尔电流传感器采集电机的电流信号,将检测到的电流信号按1：2000比例输出模拟信号,并将此模拟信号通过A／D转换器转换成数字信号,让数字信号隔离后传递给DSP来实现实时的电流检测。该电流检测系统经实验测试结果表明,具有高精度、误差小、噪声小、传输距离远等特点。     

基于转速的磁轴承柔性转子系统模糊控制策略研究

建立了五自由度磁悬浮轴承柔性转子试验系统,利用Matlab工具箱对比分析了不完全微分PID和模糊自调整PID控制策略对系统动态性能的影响,设计制作了基于TMS320F28335 DSP的数字控制器硬件电路,在模糊自调整PID控制策略的基础上引入转速量,在不同转速区段采用不同的模糊自调整因子,以满足转子在各转速区段对支承特性的不同要求,编写了相应的软件,完成了系统的高速旋转试验。仿真和试验结果均表明,采用基于转速的模糊自调整控制策略,可以改善磁悬浮轴承柔性转子系统的动态性能。