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基于DSP的电脑绣花机电机控制系统的研究与实现

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随着改革开放的深入和服装业的飞速发展,作为服装产业附属产业之一的刺绣业也兴旺发达起来,刺绣这一传统的手工艺术在信息社会中得到了质的飞跃。电脑绣花机就是传统的刺绣与电子、机械相结合的产物,电机控制是它的核心。对于这种成本要求较高的产品,迫切需要开发高性价比的数控系统,本文就是针对工业电脑绣花机电机控制系统进行研究设计。论文首先分析了构成电脑绣花机的两种电机的特点、结构、工作原理及控制方法。介绍了无刷直流同步电机的几种驱动方式并选择三相电机星形连接全桥驱动方式作为本系统的控制策略;深入探讨了步进电机的各种驱动方法后选取细分驱动技术,然后在对空间矢量PWM(SVPWM)算法进行细致学习的基础上,将其与细分控制技术结合,实现了一种基于DSP的SVPWM细分驱动及控制技术。硬件方面,选用TI公司的电机控制专用DSP芯片TMS320F2812作为主控芯片。通过深入分析伺服系统各组成环节,根据TMS320F2812的特点,完成直流无刷同步电机伺服系统的设计;详细研究了基于TMS320F2812的SVPWM细分技术,实现了对三相混合式步进电机的驱动和控制。软件方面,使用模块化程序设计方法,针对上位机人机交互界面,采用C语言完成所有图形库的设计;对于下位机电机主控系统,采用汇编语言与C语言相结合,实现了对主轴运动无刷直流同步电机、绣框运动三相混合式步进电机的控制算法,在CCS3.1环境下对程序进行了调试和完善后下载烧写到DSP的片内RAM中进行协调运动控制。在实验硬件装置和软件控制的基础上,进行了大量的测试和分析,实验证明本文研究开发的电脑绣花机电机控制系统设计精密合理、简单、可靠、高效,具有快速响应、定位精确的特点,可实现人机交互、起停控制、调速、倒缝等功能。测试结果表明整套控制系统硬件和软件设计合理可行,满足电脑绣花机的缝制需要,性能稳定、可靠,具备良好的市场前景。

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