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《哈尔滨工程大学》 2010年
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基于DSP转台伺服控制系统的设计

吴天柱  
【摘要】: 本文以实际工程项目为背景,通过对转台伺服控制系统进行深入的研究,并通过对系统的软、硬件的优化设计,设计了一种高精度、高响应的转台伺服控制系统。 根据转台伺服系统的工作原理,制定了系统的实现方案,对系统的重要元件进行了选型。设计转台伺服系统的硬件平台,完成TMS320F2812最小系统板的硬件设计,电机的驱动电路板硬件设计,搭建好嵌入式系统上位机硬件平台,完成DSP与ARM之间的通信工作,开发出友好的图形界面。采用嵌入式控制器DSP与ARM相结合的硬件架构,DSP控制器完成主要完成对电机的位置控制、数据交换等功能,上位机ARM完成了通信管理、人机接口功能。采用广州友善之臂公司生产的S3C2440处理器实现了上层图形用户界面的开发,完成了上位机对下位机的控制,在嵌入式Linux平台上采用Qt/Embedded技术设计了友好的人机交互界面。 本文对转台伺服控制系统进行了研究,建立了系统的模型,分析了模糊控制理论和传统PID控制理论的各自优缺点,采用了模糊PID控制算法,分析了该算法的原理,在软件设计中考虑到干扰的问题,采用了软件数字滤波的思想,并给出了模糊PID控制算法的软件实现,同时编写了位置控制的程序,实现了对转台伺服系统的位置控制。 试验结果表明,本文提出的模糊PID算法的控制效果优于传统PID控制器,减小了系统的超调量,比传统PID控制器取得了更好的动、静态性能,提高了控制的精度,使系统有了较强的鲁棒性,达到了系统性能指标的要求。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP273

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 郑艳文;王彤宇;林琳;黄郁馨;范根新;;基于DSP的二轴转台伺服控制系统设计[J];机电工程;2013年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张西龙;高精度二维转台的设计与研究[D];长春工业大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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2 鲜斌,王平,齐智平;CNC系统中的伺服控制卡[J];电气传动;2000年04期
3 梁亦铂 ,王正茂,何涛;全数字直流电机调速系统的原理及数学模型[J];中小型电机;2001年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张开生;张攀峰;李强华;李霞;;塑料瓦楞板同步剪切的仿人智能控制系统[J];工程塑料应用;2007年02期
2 张开生;吕银芳;王雪梅;;注塑机温度控制方法研究[J];工程塑料应用;2007年07期
3 程蓓;采用O_2和CO信号控制燃烧的方案[J];安徽电力职工大学学报;2003年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 陈秀;刘勇夫;冀晓童;高扬;徐青;王辉;;基于起停式飞剪矢量控制系统的研究[A];2011年河北省冶金信息化自动化年会论文集[C];2011年
4 朱熀秋;李烽;潘伟;孙晓东;;无轴承异步电机转子磁场定向控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 朱通;朱熀秋;孙永波;郝晓红;;无轴承永磁薄片电机试验平台及驱动系统设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 王孝红;解海洋;景绍洪;袁铸钢;;灰色模糊控制器在水泥粉磨系统中的仿真研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 陈国东;孙跃;戴欣;王智慧;;非接触电能传输系统的分段控制方法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 宋莉;伍清河;;三自由度悬浮系统的全程滑模控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 虞正民;颜文俊;包哲静;;基于损耗模型和模糊搜索的异步电机最优效率控制方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 刘星桥;韩辉;鲍丰亮;;基于霍尔元件的永磁同步直线电机伺服控制系统[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
3 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
4 梁燕军;海洋平台非线性系统最优减振控制研究[D];中国海洋大学;2010年
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6 邵宗凯;无刷双馈电机建模及智能控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
7 杨新桦;金属带式无级变速器控制系统和控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
8 曾智刚;波浪运动升沉补偿液压平台关键问题试验研究[D];华南理工大学;2010年
9 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
10 詹跃东;质子交换膜燃料电池的综合智能协调控制研究[D];昆明理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯小冬;基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究[D];南京医科大学;2010年
2 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
3 凌刚;基于DSP+FPGA的永磁同步电动机伺服驱动器研究[D];安徽工程大学;2010年
4 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年
5 李华英;航空发动机多变量鲁棒控制方法研究[D];南昌航空大学;2010年
6 马爱清;真空差压铸造系统加压模型建立与控制算法设计[D];南昌航空大学;2010年
7 于张喜;立式刨切机机构设计优化[D];山东科技大学;2010年
8 刘鲁艳;基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计[D];山东科技大学;2010年
9 刘立辉;基于嵌入式系统平台的城市噪声分布地图[D];山东科技大学;2010年
10 高圆圆;基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘凤芹;张国玉;王凌云;高玉军;;基于单片机的两轴转台控制系统[J];长春理工大学学报(自然科学版);2008年04期
2 伞晓刚;王晶;薛育;;大型光电经纬仪转台的一种轻量化设计[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年04期
3 艾敏;付芸;;一种二维转台的中框架有限元分析[J];长春理工大学学报(自然科学版);2011年01期
4 王珍;;三轴仿真转台设计方法研究[J];长沙航空职业技术学院学报;2010年03期
5 杨海峰,李奇,姬伟;高精度伺服稳定跟踪平台数字控制器研制[J];东南大学学报(自然科学版);2004年S1期
6 侯其立;徐科军;;从Matlab仿真到DSP实现信号处理算法[J];电气电子教学学报;2012年02期
7 孟浩然;王建立;李洪文;;基于TMS320F2812的直流力矩电机伺服系统[J];电子测量技术;2007年03期
8 宋莹,高雪松,季晓勇;CPLD在DSP系统中的应用设计[J];电子技术应用;2004年08期
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10 王肇勋;;0.2秒测微自准平行光管的装配及调整[J];光学工程;1985年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张岩峰;双轴速率转台[D];长春理工大学;2008年
2 张照薪;基于C8051F单片机和CANbus的航空三轴伺服转台控制系统的设计与研究[D];太原理工大学;2008年
3 刘娟;带传动间隙转台的精确控制[D];南京航空航天大学;2008年
4 王志;三轴电控转台测角系统[D];长春理工大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 刘伯育;;交流电机位置伺服系统的扰动补偿控制[J];机电工程;2014年01期
2 洪建水;彭萌;程国扬;;扰动与给定补偿用于改善伺服电机调速性能[J];微电机;2013年12期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 富历新,董春,相欣;基于PC总线的四轴电机运动控制器[J];电气传动;1998年05期
2 周永鹏,何顶新,周纯杰,万淑芸;船厂数控切割机两轴联动伺服控制器的PC模板化设计[J];电气传动;1999年01期
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4 顾正平;8098单片机直流电机调速系统[J];微型机与应用;1998年03期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 喻德顺;MCU的发展及其趋势[J];微处理机;1996年03期
2 陈芳,沈兰荪,涂承宇,王爱民;短波软件无线电[J];数字通信;1997年04期
3 张晖,宋星文,王扶文;用VB开发DSP的监控界面环境[J];微型电脑应用;1997年04期
4 周璇,余松煜;甚低码率视频编码器的TMS320C80实现[J];电子技术应用;1998年07期
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6 吕晖,董在望;基于软件无线电概念的DAB基带处理器[J];广播与电视技术;1999年12期
7 朱军;信号恒虚警检测的DSP实现[J];微机发展;1999年04期
8 陈三宝,徐泽群,房雪莲;基于DSP技术的实时信号分析系统研究[J];武汉交通科技大学学报;2000年04期
9 张锡宁;无线通信技术新发展──软件无线电[J];电气电子教学学报;2000年01期
10 赵慧民,张光昭,庄宏成,陈锐祥;DSP在ADSL Modem中的一种应用与实现[J];电子技术;2000年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 甘金明;;基于DSP的路灯监控视频捕捉器设计[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
2 刘希凌;汪渤;郑智辉;;基于DSP+FPGA的机场视频辅助监控系统设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
3 陈树人;裴文超;尹东富;;基于DSP的棉田杂草实时识别试验研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 龚敏;王林泓;龚卫国;杨利平;;基于DSP的心电检测及自诊断系统的设计[A];中国仪器仪表学会医疗仪器分会第四次全国会员代表大会暨2009年学术年会论文集[C];2009年
5 邹垚;张超;;基于DSP的人脸识别算法实现与优化[A];中国通信学会通信建设工程技术委员会2010年年会论文集[C];2010年
6 吴庆国;;A-律μ-律压扩的DSP实现方法研究[A];江苏省电子学会2010年学术年会论文集[C];2010年
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8 ;A Wavelet Transform Power Harmonic Detection Method Based on DSP[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 小龙;创造DSP辉煌二十年[N];中国电子报;2002年
3 本报记者 汪云;DSP拿得住渠道终端吗?[N];计算机世界;2001年
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5 浩军;无线将左右DSP市场[N];中国计算机报;2001年
6 本报记者 王小庆;宽带革命挑战DSP[N];中国电子报;2001年
7 本报记者 王小庆;DSP的应用只是开始[N];中国电子报;2002年
8 山东 孙海善 蒋海燕;台达DSP-680CBA型电源典型故障检修(上)[N];电子报;2010年
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10 CCID-MRD微电子研究所;我DSP市场销售额保持年增40%[N];中国电子报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李辉;改进的离散余弦反变换迭代算法研究与音频DSP核设计[D];电子科技大学;2010年
2 赵庆亮;基于DSP的自动平衡控制理论与方法研究[D];北京化工大学;2012年
3 孙科林;基于多核DSP的实时图像处理平台研究[D];电子科技大学;2012年
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5 张兵;基于DSP的液压振动台功率谱复现研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
6 肖传伟;智能相机的设计研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
7 林伟杰;永磁同步电机伺服系统控制策略的研究[D];浙江大学;2005年
8 宋新见;数字式噪声目标被动测距声纳研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
9 周娴;100Gbps PM-(D)QPSK相干光传输系统DSP算法研究[D];北京邮电大学;2011年
10 王强;基于声信号检测的管道TPD预警系统研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 万乐生;基于DSP的发动机试验台测控系统研究[D];杭州电子科技大学;2009年
2 张吉;基于DSP的虹膜采集与识别装置的研究[D];沈阳工业大学;2010年
3 李波;基于DSP和PCI的箭地接口卡设计[D];上海交通大学;2011年
4 顾俊俊;基于DSP的野外火灾图像识别的研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 喻显茂;一种基于DSP的监测系统研究与开发[D];华中科技大学;2011年
6 杨忠;基于DSP无线数据传输系统设计与实现[D];上海交通大学;2012年
7 刘鹏程;基于DSP的海上油膜厚度测量数据采集系统的研究[D];天津大学;2010年
8 谢刚;FT-Matrix DSP向量定点MAC单元的设计与实现[D];国防科学技术大学;2010年
9 王巍;一种DSP建模调试及代码生成工具的设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
10 刘巍伟;基于DSP的视觉图像处理研究[D];河北大学;2009年
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