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1、图书分类号：TM359.6U.D.C.: 621.3工学硕士学位论文基于 DSP 的直流锁相控制系统设计硕士研究生：陈玉华导师：丁雪梅教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：仪器科学与技术所在单位：自动化测试与控制系答辩日期： 2007 年 7 月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified Index：TM359.6U.D.C.: 621.3A Dissertation for the Degree of M. Eng.Design of Phase Locked Loop Control Systemfor DC Motor Using DSPCandidate：Supervisor：A
2、cademic Degree Applied for：Specialty：Date of Oral Examination：University：Chen yuhuaProf. Ding xuemeiMaster of EngineeringInstrument Science and TechnologyJuly, 2007Harbin Institute of Technology摘要摘要随着科学技术的发展，电子设计自动化（ EDA）技术的普及，全数字式系统已经成为测控系统的一个发展方向。全数字化控制方案不但保证了系统的精度、可靠性和易调性，而且使采用复杂的控制算法成为可能，使得系统的体积
3、变小，结构更加紧凑，组成部件更加规范，有利于克服干扰。锁相技术产生于上世纪 30年代，之后在通信系统中得到广泛应用。随着数字集成电路成本的降低和锁相技术的发展，锁相技术逐渐在电机控制中得到广泛应用。采用锁相环进行控制，不仅使系统结构简单，而且可以获得相当高的控制精度。随着大规模集成电路的进步而发展起来的激光直写技术，虽然历史不长，但却取得了长足的进步。而激光直写技术的快速发展，对伺服系统的性能提出了越来越高的要求，尤其是速度的稳定性方面。本文对采用锁相环技术组成的直流电动机速度控制系统进行初步的理论探讨，阐述了在直流电动机速度控制中数字锁相原理的应用以及以 TI公司的 DSP芯片TMS320L
4、F2407A为基础构成的全数字锁相调速系统的实现，并简单介绍了数字 PID算法原理。采用两闭环（相位环，速度环）的变结构控制方案，来实现系统速度控制。采用可编程逻辑器件实现一些逻辑电路，以备扩展系统功能用。该系统具有抗干扰能力强、精度高，控制参数可调等特点。关键词直流电机；调速；锁相控制；PID控制；- I -哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWith the development of science and technology, and the popularization ofEDAs technique, the full digital system has beco
5、me to be a developmentorientation on control system. The full numeric control scheme not onlyguaranties accuracy, dependability of system, but also causes to adopt thecomplex control algorithm to become the probability. It causes that the bigsystem changes into little, the structure of system is mor
6、e terse, and furthermoremakes up the components more normal, and is favor of overcoming the disturber.Phase lock technique was generated in 1930s ,and then extensively used incommunication system. With the cost reduction of digital IC and development ofphase lock, phase lock technique was extensivel
7、y used in motor control. Usingphase-locked loop to control motor, we can make fabric of systems simple andcontrol precision high.With the large scale integrated circuit progressing, the laser direct writingtechnology came .With the great progress of laser direct writing technology, thehigher require
8、ment for servo- systems becomes a question. This paper reports onthe application of the phase lock loop(PLL) tech-nique to DC motors speedregulating and the realization of a all-digital PLL system Based onTMS320LF2407A of TI company. And we also introduce some numeric PIDsalgorithm principle. In the
9、 system a variable structure was applied, and functionsof three loops PID algorithm. It is steady systematically to have anti jammingand operation, and the accuracy is high, and the control parameter is shifted, yetthe distinguishing feature such as motors velocity online real time alteration andso
10、on.KeywordsDC motorspeed regulatingPLL controlPID control；- II -目录目录第 1章绪论 . 11.1课题背景 . 11.1.1课题来源 . 31.2与课题有关的国内外技术研究现状 . 41.2.1伺服系统的研究现状 . 41.3本课题所要解决的主要问题 . 8第 2章电机调速方案 . 92.1直流调速系统的优势 . 92.2锁相技术 . 102.2.1锁相技术的发展 . 102.2.2锁相环原理 . 102.2.3锁相环的性能指标 .112.2.4锁相技术在电机控制中的应用 . 132.3直流电机调速稳速方案 . 172.3.1直流电机调速方案介绍 . 172.3.2一般调速系统存在的问题. 192.3.3系统调速方案的选择 . 212.4本章小结 .
