Thạc Sĩ Nghiên cứu và ứng dụng card điều khiển số dsp để thiết kế bộ điều khiển số trong điều khiển chuyển đ

LỜI CẢM ƠN
Sau sáu tháng nghiên cứu, làm việc khẩn trương, được sự động viên, giúp đỡ
và hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS. Bùi Chính Minh, luận văn với đề tài
“Nghiên cứu và ứng dụng Card điều khiển số DSP (Digital signal Processor) để thiết
kế bộ điều khiển số trong điều khiển chuyển động” đã hoàn thành.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
Thầy giáo hướng dẫn TS. Bùi Chính Minh đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tác
giả hoàn thành luận văn này.
Khoa đào tạo Sau đại học, các thầy giáo, cô giáo thuộc bộ môn Tự động hoá
– Khoa Điện - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên đã giúp đỡ tác
giả trong suốt quá trình học tập cũng như quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn.





MỤC LỤC



Nội dung Trang



Trang phụ bìa



Lời cam đoan 1



Lời cảm ơn 2



Mục lục 3



Danh mục các hình vẽ, đồ thị 6



CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU KHIỂN SỐ 11



1.1. Lý thuyết về hệ điều khiển số 11



1.1.1. Cấu trúc điển hình của hệ điều khiển số 11



1.1.2. Cở sở của điều khiển số 21



1.1.2.1. Biến đổi Z 21



1.1.2.2 Tín hiệu và lấy mẫu tín hiệu trong hệ điều khiển số 24



1.2. Tổng hợp hệ điều khiển số 27



1.2.1. Lý luận chung. 27



1.2.2. Điều kiện để tổng hợp được bộ điều khiển số trong hệ. 29



1.2.3. Chọn tần số lấy mẫu. 30



1.2.4. Thiết kế bộ điều khiển số theo phương pháp liên tục. 32



1.2.4.1. Phương pháp vi phân 32



1.2.4.2. Bộ điều khiển số được xác định theo hàm truyền đạt 34



1.2.4.3. Phương pháp dùng biến đổi z 36



1.2.4.4. Tổng hợp bộ điều khiển có tính phần tử lưu giữ (ZOH) 37



1.2.5. Thiết kế bộ điều khiển số theo phương pháp trực tiếp 38



1.2.5.1. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số trên mặt phẳng z. 38



1.2.5.2. Bù ảnh hưởng của khâu trễ



1.2.5.3. Hệ ổn định vô tận 40



1.2.6. Dùng matlab để tổng hợp hệ điều khiển số 41



1.3. Điều khiển số trong điều khiển chuyển động 41



1.3.1. Một số cấu trúc điều chỉnh được sử dụng 41



1.3.2. Thiết kế và mô phỏng hệ thống bằng máy tính 47



CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU CARD DSP DS1104 49



2.1. Giới thiệu chung 49



2.2. Cấu trúc phần cứng của DS1104 51



2.2.1. Cấu trúc tổng quan 51



2.2.2. Ghép nối với máy chủ (Host Interface) 53



2.2.3. Các thành phần chủ yếu của DS1104 59



2.2.3.1. Bộ xử lý tín hiệu số DSP TMS320F240. 59



2.2.3.2. Hệ con AD (Analog to Digital). 65



2.2.3.3. Hệ con DA (Digital to Analog). 67



2.2.3.4. Hệ con Vào/Ra số (Digital I/O) 70



2.2.3.5. Hệ con bộ mã hoá so lệch 73



2.2.3.6. Thanh ghi điều khiển vào ra IOCTL 75



2.2.3.7. Sơ đồ chân I/O Connector của DS1104 76



2.3. Phần mềm dSPACE 78



2.3.1. Cài đặt dSPACE 79



2.3.2. Các khối dSPACE trong Simulink 80



2.3.2.1. Các điều khiển vào/ra tương tự 81



2.3.2.2. Các điều khiển vào/ra số 81



2.4. Một số các tính năng cơ bản của Card DS1104 cho điều khiển 81



chuyển động.



2.4.1. Các điều khiển vị trí Encoder 81



2.4.2. Điều khiển PWM (Pulse Width Modulation) 82



2.5. Tạo ứng dụng với dSPACE và Simulink 88



2.5.1. Tạo ứng dụng với Control Desk 93





2.5.2. Hiển thị các điều khiển, quan sát với Instrumentation



Management Tools.



CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG SỬ DỤNG CARD DS 1104

3.1. Tổng hợp hệ điều khiển chuyển động vị trí DC servo(theo phương



pháp tương tự)



3.1.1. Mô hình toán học của hệ 100



3.1.2. Cấu trúc hệ điều khiển vị trí và phương pháp tổng hợp các



mạch vòng

3.1.3. Tính toán các thông số hệ điều khiển vị trí và cấu trúc hệ điều khiển vị trí



3.1.4. Mô phỏng hệ trên Matlab 114



3.2.Hệ điều khiển vị trí động cơ DC Servo dùng bộ điều khiển Fuzzy logic



ứng dụng Card DS1104



3.3. Xây dựng hệ thống điều khiển chuyển động 121



3.3.1 Giới thiệu các thiết bị trong hệ thống thực 121



3.3.2. Lập trình điều khiển hệ 123



3.3.3. Các đặc tính thực nghiệm hệ điều khiển chuyển động 124



KÊT LUÂN VA KIÊN NGHI 129



TÀI LIỆU THAM KHẢO 129