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基于DSP的磁悬浮系统的设计
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2017-11-13
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本文主要讨论由 DSP 为核心构建的磁悬浮系统，并详细分析控制系统的两个关键要素：主控器和悬浮驱动器。在设计中，这两部分我们分别采用数字处理芯片TMS320LV5402 和两象限桥式悬浮斩波器。最后分析了具体数字实现中应注意的问题。
1．控制系统的构建：
图一为单电磁铁控制系统的结构图。电磁铁的可控量为其线圈的端电压，通过改变线圈电流，改变气隙磁密，从而改变电磁吸力的大小。由于电磁铁的动力学模型是三阶不稳定系统，故在开环情况下，系统是不稳定的，必须对电磁铁的气隙进行反馈控制，才能保持气隙恒定。控制系统的工作原理为：首先通过气隙传感器检测电磁铁的气隙变化，模数转换后，进行数字滤波并放大，再与控制的给定值比较获得到偏移量，采取一定的控制算法（本试验中采用的是改进型 PID 控制），获取控制量，此控制量通过 PWM 发生器，产生 PWM 波驱动主电路，改变电磁铁两端的电压，从而改变电磁线圈的电磁吸力的大小，以控制被悬浮物体的稳定悬浮。结构图中方块内部为整个数字控制器。从以上分析可知，此系统中控制器和主电路的选取，对整个电路的刚度、实时性和稳定性有着重要意义。下面就这两个方面进行分析。
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