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《武汉理工大学》 2006年
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嵌入式DSP在航海设备中的应用

卢华锋  
【摘要】:随着航运事业的发展,船舶航行安全越来越受到人们的重视。航向是保证船舶航行安全的最基本要素,船舶电罗经作为船舶的导航设备之一,在船舶导航中是必备的设备,它的精确度和可靠性直接影响船舶航行安全和预定航行任务的完成。 数字化、智能化是仪器仪表的发展方向之一,同时对仪表的数据采集速度和控制精度也要求越来越高,这就对仪表的硬件平台提出了更高的要求。电罗经作为船舶航行重要的仪器之一,要求其复示器能实时、准确地反应船舶航向。本文根据电罗经的结构和特点,介绍了一种基于嵌入式DSP作为微控制器的船舶电罗经复示器的研制。 步进电动机是种可以用数字信号直接组成较为简单又有一定精度的开环或者较高精度的闭环控制执行元件,电脉冲信号与步进电机步距角存在一定的线性关系,使得步进电机在速度控制、位置控制等方面得到了广泛的应用。 本文根据步进电机的步距角做得越来越小、步距误差不长期积累以及可靠性高等特点,同时结合了TI公司专门为大范围数字电动机控制(DMC)应用而设计的一款TMS320LF2407A DSP作为微控制器。在此基础上介绍了步进电动机的结构与原理,TMS320LF2407ADSP芯片的结构和特点,DSP控制两相混合式步进电动机细分步距角的数学模型,SPWM波形产生原理,DSP的串口通讯,步进电动机的开环控制与相电流反馈的闭环控制,系统的硬件和软件实现以及系统的抗干扰等方面的内容。 通过系统在试验和调试过程中的情况,表明了嵌入式DSP在船舶电罗经复示器的应用中具有较快的数据采集和处理速度,以及较高的控制精度,系统的可靠性高,易于升级等特点,在船舶航海仪器仪表领域将会具有广阔的应用前景。
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