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基于DSP的自适应直流调速系统

张晋铭  
【摘要】: 本文对具有时变和非线性特点的直流调速系统的控制策略进行了研究,针对常规PID控制器参数固定不变,不具备自适应的特点,将神经网络引入直流调速系统。采用小脑模型神经网络(CMAC)控制器与常规PD控制器相结合的自适应控制器,取代常规的PID或PI控制器,实现对直流电机的控制,并基于DSP来实现。 本文采用瑞泰创新的TCETEK-F2812-A评估板作为系统开发平台,设计了直流电机的外围控制电路,充分利用TMS320F2812DSP片内集成的丰富的外设资源,简化系统的硬件电路设计,降低了硬件成本,并利用DSP的高速运算能力来实现较复杂的控制策略。 本文详细介绍了系统的软硬件设计方法和本文所采用的自适应控制策略,并对实物进行了实际控制实验。针对实验中出现采用常规CMAC前馈控制器控制效果不佳的现象,对常规CMAC前馈控制器的工作原理和直流调速系统的特点进行了分析,将系统的动态误差取代系统的给定量作为CMAC网络的输入信号,即将CMAC前馈控制器改为反馈控制器。并针对改成CMAC反馈控制器后,系统长时间运行后会出现过学习导致系统震荡的现象进行了分析,将CMAC控制器的权值修正进行约束以及在稳态精度内对其泛化能力进行相应约束后,即可得到比较理想的控制效果,且能防止过学习现象。 经过大量实验表明:本文设计的基于DSP的自适应直流调速系统,充分利用了CMAC较好的非线性逼近能力,在线学习速度快,输出误差小的优点,提高了直流调速系统的整体性能指标。并且能适应环境或系统参数的变化,控制品质高,自适应能力强,因此,具有很高的实际应用和推广价值。


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