5。1主程序设计 29

5。2中断服务程序的设计 31

6试验结果及分析 37

6。1软硬件系统搭建 37

6。2软硬件联合调试 37

6。3试验结果及对比分析 39

结论44

致谢45

参考文献46

1 绪论

1。1课题背景

电机作为机械能-电能的转化设备，已经有了十分普遍的应用。它不仅具有传统的良好的起动、制动性能，运行效率高，优越的线性调速特性和控制性能，高质量、高效率、平滑运转等优点[1]，还可以在很宽的范围内实现无级调速。因此，在对调速性能要求高的生产设备中有广泛的应用。直流电机在很宽的范围内是可控的，并具有稳定性和线性的特征。因此，在工业中，对于要求恒速和负载的操作，它们是最常用的选择[2]。尽管近年来不断受到其他电动机（如：交流变频电动机）的挑战，但到目前为止，直流电动机在性能表现方面的优越性仍然其他电动机不能比的。

由于全球汽车总量的不断增加，环境问题日益恶化，电动汽车的兴起越来越受人们重视。电机作为电动汽车的核心部件，由于电动汽车的运行工况很复杂，这就期待电机及其驱动系统有非常好的的特性[3]。直流电机的控制方法和结构都比较简单，仅要对电压进行控制而不必对磁极位置进行检测。也存在系统造价低，技术相对成熟的优势。因而，电动汽车中很多使用直流电机。例如，意大利菲亚特公司研发的900E/E2电动汽车使用直流他励电动机作为驱动。因此，对直流电机的研究具有广阔的应用价值。

1。2研究现状

1。2。1直流电机分类及特点

1。2。2控制核心硬件的发展趋势

1。2。3控制算法的发展

1。3 本文的研究内容

考虑到成本及应用范围等因素，本文选用了有刷直流电机，型号为DBM60，工作电压为直流24V。首先，建立该电机调速系统的模糊PID仿真模型。在MATLAB/Simulink中对该模型完成系统仿真，并且将仿真结果同常规PID进行对比，分析性能的好坏。然后，实现控制系统的硬件设计。选用型号为SEED-DPS2812M的目标板，它所使用的DSP芯片为TMS320F2812。对于硬件部分，利用Altium Designer画出PCB。最后是软件设计部分，这需要利用TI公司提供的CCS软件（CCSv3。3）进行程序的编写和调试，程序调试完成之后，再通过仿真器的JTAG接口连接目标板和PC机，实现控制系统软硬件联合调试，得出试验结果。

2直流电机调速系统与建模

2。1 直流电机调速系统及试验系统的组成

2。1。1 直流电机调速系统的组成

在现代控制理论中，就控制精度和性能而言，闭环控制较开环控制有绝对的优点，所以闭环控制得到非常多的应用。而对本控制系统而言，直流电机作为被控对象，速度作为被控目标量，所以选择转速作为反馈控制量。获得和设定的目标转速的差值作为控制算法的输入，通过控制算法的运算得出的控制量是电机的输入量。然后得到电机的转速输出量，最后一直循环执行这个控制过程，实现调速控制的目的。具体过程如图2。1所示。论文网

图2。1 直流电机调速系统的组成

2。1。2 试验系统的组成

对于搭建好的试验台架，包括供电电源是由24V直流电压源供电；有刷直流电机一台，型号为DBM60，它的主要性能参数如表2。1所示；磁粉制动器作为负载，连接到直流电机的输出端，可以通过控制它的电流大小，改变相关负载的大小。本试验系统选用的是LUOTIE公司的POB-0。5的磁粉制动器，表2。2显示了它的相关技术参数。选用的目标板是艾睿合众公司的SEED-DPS2812MV2。1，它基于的DSP控制芯片是TMS320F2812，用于实现控制算法；硬件电路部分在本文第四章中设计得出；最终将目标板的JTAG接口连上仿真器然后和PC机建立连接，从而建立一个完整的试验系统。