實(shí)時(shí)自動(dòng)調平控制系統設計

其中，V為電機轉速，SYSCLOUT為系統時(shí)鐘頻率，TxCMP為周期寄存器設定值，NPR為電機驅動(dòng)器設定的電機轉動(dòng)一圈所需脈沖數。

位置補償模塊與速度跟蹤模塊實(shí)現過(guò)程相似，角度誤差最終轉換成電機轉速，補償速度跟蹤模塊程序造成的位置誤差。

2)PID算法模塊程序

PID算法是電機驅動(dòng)的核心算法，它實(shí)現了電機隨傳感器數據實(shí)時(shí)變速的功能，是實(shí)現實(shí)時(shí)調平的基礎。當傳感器數據經(jīng)過(guò)數據處理后便可由PID算法計算出比例偏差，如果比例偏差大于設定的最小值便進(jìn)入計算積分項Sk、微分項dk程序，最后計算出PID最終結果：

Upid=KpxekxKIxSk+KDxdk (2)

3 系統主要功能模塊調試與分析

3.1 PWM脈沖功能調試

PWM脈沖功能是DSP控制系統最重要的功能之一，是驅動(dòng)電機的最主要手段?？刂葡到y通過(guò)發(fā)送脈沖來(lái)控制電機位置，DSP通過(guò)改變發(fā)送脈沖的頻率來(lái)控制調節電機的轉速。文中通過(guò)DSP2812的T1PWM與T3PWM管腳分別控制兩個(gè)調平電機。PWM功能測試結果如下所示。圖的上半部分為示波器采集圖，下半部分為CCS中程序運行時(shí)寄存器的值。由圖7～8可以看出PWM脈沖產(chǎn)生與PWM脈沖頻率改變兩項主要功能都運行正常。

3.2 串口通信功能調試

在本文設計中，采集傳感器的數據使用的手段是通過(guò)DSP2812中集成的串口通信模塊，串口通信與不同的芯片組合可以構成兩種通信模式：RS232與RS485。由于采用RS485雖然通信距離長(cháng)，抗干擾強，但是這種方式不能直接與PC機通信，因此本文選用MAX3232元件將通信功能設計成RS232模式。圖9為RS232與PC機通信測試圖，其中上半部分為PC機軟件發(fā)送數據圖，下半部分為CCS軟件中寄存器數據觀(guān)察窗。測試程序運行過(guò)程中，在PC機上通過(guò)串口獵人軟件發(fā)送一串16進(jìn)制數據：0x00，0x01，0x02，0x03，0x04，0x05，在寄存器視窗中觀(guān)察到數據采集數組中成功的接收到了PC機發(fā)送的數據。

3.3 實(shí)時(shí)調平算法程序調試結果

經(jīng)過(guò)算法程序反復調試，獲得了理想的濾波及PID參數，程序運行效果良好，控制系統可以實(shí)現±20°以?xún)茸罡邠u擺速度不高于20°/s的工況內的實(shí)時(shí)調平，實(shí)時(shí)調平精度可控制在±0.3°，滿(mǎn)足了武器系統的要求。

4 結論

文中以TMS320F2812為核心，通過(guò)濾波算法及PID算法的應用，并通過(guò)試驗調整系統參數，實(shí)現了某武器系統的實(shí)時(shí)自動(dòng)調平。本文的研究結果對于搖擺周期變化無(wú)規律，搖擺角度幅值變化無(wú)規律等復雜情況下的機電式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)自動(dòng)調平提供了一個(gè)通用的解決方法。