基于DSP的直流电机驱动控制电路设计.pdf

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1、万方数据·64·《测控技术))2007年第26卷第1期基于DSP的直流电机驱动控制电路设计何存富，周龙，宋国荣，何守印，吴斌(北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京100022)摘要：基于H型双极模式PWM控制原理，设计了一种直流微电机正反转调速功率放大电路。采用IR2110作为该功率放大电路的驱动模块，构成的整个驱动电路具有结构简单、驱动能力强、功耗低的特点。通过TMS320F脚ADSP芯片产生驱动电路所需要的双PWM信号。同时，DSP芯片采集和处理电机电枢电流及转速信号，实现直流电机的反

2、馈控制。DSP芯片又通过串口和PC机建立通信，最终实现通过PC机发布指令控制直流电机的运动。关键词：H型双极模式PWM控制；功率放大；直流电机；IR2110；DSP中图分类号：TP211文献标识码：B文章编号：1000—8829(2007)01一0064—04CircuitDesignforDrivingandControllingDCMotorBasedonDSPHECun—fu，ZHOULong，SONGGuo—rong，HEShou—yin，WUBin(CollegeofMechanical

3、EnsineeringandAppHedElectronicsTechnology，BeijingUniversityofTechnology，Seijing100022，China)Abstract：ApoweramplificationofH—bridgebipolarPWMcontrolisdesignedforcontrollingDCmicro-motorofpositiverotation．re·verserotationandspeedregulation．Theentiredriv

4、ecircuithascharacteristicsofsampleconstruction，powerfuldriveenergyandlowconsumedpowerbyusingIR2110asthedrivemodular．TheDSP(TMS320FL2407A)generatesthedualpulsewidthmodulated(PWM)signalwhichthedrivecircuitneedsasinput．Inaddition，theDSPimplementstheclose

5、d·loopcontrolofDCmotorbyacqui-ringtherotationalspeedofmotorandthecurrentofarmature．TheDSPcommunicateswithPCbyserialport，thus，thePCcansendcontrolcommandstooperatethemotionofDCmotor．Keywords：H·bridgebipolarPWMcontrol；poweramplification；DCmotor；IR2110；DS

6、P传动控制系统是通过对电机的控制，将电能转换为机械能，并且控制工作机械按给定的运动规律运动的装置。而用直流电动机作为原动机的传动称为直流传动。由于直流传动系统具有良好的启动、制动、正反转及调速等性能，目前在传动领域仍占主要地位。在机器人技术领域，直流电机作为机器人各关节或执行机构的动力源得到了广泛的应用。因此，机器人控制器作为机器人信息处理和控制的主体，其设计好坏将决定机器人系统的整体行为和整体性能。早期的机器人，特别是工业机器人所采用的控制系统基本上是设计者基于自己的独立结构而开发的，它采用了专

7、用计算机、专用机器人语言、专用操作系统、专用微处理器¨J。本设计基于通用DSP控制芯片开发了直流电机控制驱动卡，取得了满意的控制效果。1直流电机PWM控制原理脉冲宽度调制(PWM，pulsewidthmodulation)装置‘21是一种利用大功率晶体管的开关特性来调制固定电压的直流电源，按固定的频率来接通和断开，并根据需要改变一个周期内“接通”收稿日期：2006—03—14基金项目：国家自然科学基金资助项目(10372009)作者简介：何存富(1958一)，男，山西省大同市人，博士学位，副院长，

8、教授，博士生导师，主要研究方向为现代测控技术与方法，计算机测试与控制技术，智能仪器与虚拟仪器，无损检测新技术；周龙(198l一)，男，湖北省荆州市人，硕士研究生，主要研究方向为计算机测试与控制技术。与“断开”时间的长短，通过改变直流伺服电动机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速。因此，这种装置又称为开关驱动装置。PWM控制原理如图1所示。可控开关s(可以是三极管，MOSFET，IGBT等)以一定的时间间隔重复地导通和断开。当s导通时，供电电源通过开关s施