實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

其中，V為電機(jī)轉(zhuǎn)速，SYSCLOUT為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率，TxCMP為周期寄存器設(shè)定值，NPR為電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)定的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所需脈沖數(shù)。

位置補(bǔ)償模塊與速度跟蹤模塊實(shí)現(xiàn)過程相似，角度誤差最終轉(zhuǎn)換成電機(jī)轉(zhuǎn)速，補(bǔ)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(jī)驅(qū)動(dòng)的核心算法，它實(shí)現(xiàn)了電機(jī)隨傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變速的功能，是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)平的基礎(chǔ)。當(dāng)傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后便可由PID算法計(jì)算出比例偏差，如果比例偏差大于設(shè)定的最小值便進(jìn)入計(jì)算積分項(xiàng)Sk、微分項(xiàng)dk程序，最后計(jì)算出PID最終結(jié)果：

Upid=KpxekxKIxSk+KDxdk (2)

3 系統(tǒng)主要功能模塊調(diào)試與分析

3.1 PWM脈沖功能調(diào)試

PWM脈沖功能是DSP控制系統(tǒng)最重要的功能之一，是驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最主要手段?？刂葡到y(tǒng)通過發(fā)送脈沖來控制電機(jī)位置，DSP通過改變發(fā)送脈沖的頻率來控制調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。文中通過DSP2812的T1PWM與T3PWM管腳分別控制兩個(gè)調(diào)平電機(jī)。PWM功能測試結(jié)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(yùn)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(xiàng)主要功能都運(yùn)行正常。

3.2 串口通信功能調(diào)試

在本文設(shè)計(jì)中，采集傳感器的數(shù)據(jù)使用的手段是通過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(gòu)成兩種通信模式：RS232與RS485。由于采用RS485雖然通信距離長，抗干擾強(qiáng)，但是這種方式不能直接與PC機(jī)通信，因此本文選用MAX3232元件將通信功能設(shè)計(jì)成RS232模式。圖9為RS232與PC機(jī)通信測試圖，其中上半部分為PC機(jī)軟件發(fā)送數(shù)據(jù)圖，下半部分為CCS軟件中寄存器數(shù)據(jù)觀察窗。測試程序運(yùn)行過程中，在PC機(jī)上通過串口獵人軟件發(fā)送一串16進(jìn)制數(shù)據(jù)：0x00，0x01，0x02，0x03，0x04，0x05，在寄存器視窗中觀察到數(shù)據(jù)采集數(shù)組中成功的接收到了PC機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。

3.3 實(shí)時(shí)調(diào)平算法程序調(diào)試結(jié)果

經(jīng)過算法程序反復(fù)調(diào)試，獲得了理想的濾波及PID參數(shù)，程序運(yùn)行效果良好，控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)±20°以內(nèi)最高搖擺速度不高于20°/s的工況內(nèi)的實(shí)時(shí)調(diào)平，實(shí)時(shí)調(diào)平精度可控制在±0.3°，滿足了武器系統(tǒng)的要求。

4 結(jié)論

文中以TMS320F2812為核心，通過濾波算法及PID算法的應(yīng)用，并通過試驗(yàn)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了某武器系統(tǒng)的實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)平。本文的研究結(jié)果對(duì)于搖擺周期變化無規(guī)律，搖擺角度幅值變化無規(guī)律等復(fù)雜情況下的機(jī)電式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)自動(dòng)調(diào)平提供了一個(gè)通用的解決方法。