基于32位DSP及電機驅動(dòng)芯片的懸掛運動(dòng)控制系統設計

　　隨著(zhù)32位DSP的普及，32位處理器已經(jīng)成為控制領(lǐng)域的主流產(chǎn)品，與傳統的微處理器相比速度更快、性能更強、資源豐富，更符合發(fā)展的腳步。TMS320F28027是一款32位的DSP，具有運算速度快、穩定性高的優(yōu)點(diǎn)。本文利用TMS320F28027控制兩個(gè)步進(jìn)電機，從而使物體在平面內運動(dòng)，實(shí)現物體在平面內可以任意地畫(huà)指定的曲線(xiàn)和圓等。圖1為懸掛系統的模型。

　　1系統總體方案的設計

　　圖2為懸掛系統控制框圖，以TMS320F28027為控制芯片，利用L298N驅動(dòng)兩個(gè)步進(jìn)電機。步進(jìn)電機采用42HS4813A4，其額定電流為1.3A，步距角為1.8°，利用LCD-12864液晶顯示被控制物的實(shí)時(shí)坐標?？刂?個(gè)步進(jìn)電機正向、反向轉動(dòng)來(lái)達到物體在平面內任意運動(dòng)的效果。

　　圖1懸掛系統的模型

　　圖2懸掛系統控制框圖

　　2硬件電路設計

　　2.1 L298N

　　L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機驅動(dòng)芯片。圖3為L(cháng)298N模塊的電路原理圖。該芯片的主要特點(diǎn)是：工作電壓高，其最高工作電壓可達46V;輸出電流大，瞬間峰值電流可達3A，持續工作電流為2A;內含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅動(dòng)器。利用2個(gè)L298N來(lái)分別控制2個(gè)步進(jìn)電機，步進(jìn)電機的額定電流為1.3A，同時(shí)通2相時(shí)，電流為2.6A，L298N可以達到42HS4813A4步進(jìn)電機的電流要求。

　　圖3 L298N模塊電路原理圖

　　2.2絕對式編碼器

　　絕對式編碼器的精度必須要高于步進(jìn)電機的精度，所以這里采用的是10位絕對式編碼器。選用的型號是Mini1024J，精度為10位，優(yōu)點(diǎn)在于采用無(wú)接觸霍爾檢測技術(shù)，傳感器運行不受灰塵或其他雜物影響，很好克服了基于光學(xué)檢測原理的缺點(diǎn)。

　　3系統軟件設計

　　3.1幾何關(guān)系1：從任意點(diǎn)移動(dòng)到任意點(diǎn)算法

　　坐標示意圖如圖4所示，有如下的邊長(cháng)和角度關(guān)系：

　　圖4坐標示意圖

　　3.2幾何關(guān)系2：當前位置坐標顯示算法

　　如圖5所示，存在以下的角度和邊長(cháng)關(guān)系：

　　控制代碼如下：

　　圖5坐標示意圖