基于TMS320F2407的主动振动控制系统

D）输出信号经由信号处理电路、加速度传感器输出信号经由电荷放大器后，再分别通过TMS320F2407中的A/D转换器输入到DSP核心中。DSP核心根据加速度反馈修正控制参数，由位移输入计算出控制量，进行PWM调制后送到PWM功率驱动部分，由功率驱动部分驱动电磁作动器进行振动控制。
　　
　　
　　
　　
　　2.2.1DSP及存储器
　　
　　F2407中集成了32K字的FLASHEEPROM和1.5k字的RAM，由于控制算法的需要，本系统需扩充外部RAM。TMS320F2407片内的FLASH可用作程序存储器，但在开发阶段使用FLASH作为程序存储极为不便，因为每一次程序的修改都需要对FLASH进行清除、擦除和编程操作，而且进行CCS调试时只能设置硬件断点，故从调试的角度考虑，应扩充程序RAM。为了不增加系统复杂度，从扩充的数据RAM中分出一块作为调试时的程序RAM。如图3所示，CY7C1021为64K×16的SRAM，存取时间最小为10ns，故不需要插入等待周期，可保证系统全速运行。
　　
　　在调试时，用跳线短接PS和与门输入脚，在存储映像文件中将CY7C1021前32K字设为数据RAM，后32K字设为程序RAM，可将程序实时下载到程序RAM中进行调试，避免了对FLASH的繁琐操作。当开发完成时将VCC和与门短接，同时修改映像文件，将64KRAM全部用作数据存储器，而将程序写入内部FLASH中，系统即可脱离开发环境独立运行。
　　
　　2.2.2传感器处理电路及A/D变换
　　
　　加速度传感器和位移传感器输出需进行预处理后再进行A/D变换。前者输出电荷信号，应用电荷放大器将其转化为电压信号，后者输出微弱的电流信号（数个微安），进行前置放大及相关模拟处理后得到表示位移的模拟电压信号，经过处理的此二路信号分别送入DSP片内A/D转换器的1、2通道进行模/数变换。
　　
　　图4
　　
　　2.2.3PWM调制及驱动
　　
　　核心程序计算出控制量后进行PWM调制、功率驱动后输出到作动器中。PWM调制在片内完成，而功率驱动则需依靠外加的驱动电路来完成。商品化的PWM驱动器体积大、价格昂贵，在此采用了瞬息万变制的小功率PWM驱动器，其电路图如图4所示。IR2110完成初次驱动，将来自DSP的TTL电平转化为12W电平输出，推动由四个功率管IRF3710构成的H桥进行开关动作，H桥再驱动作动器施加控制力。
　　
　　2.3控制器软件
　　
　　2.3.1控制算法
　　
　　控制算法是整个系统的核心，要求较高的实时性和一定的自适应能力。算法由两部分组成，如图5所示，上半部分根据隔振对象相对位移输入完成的控制量的计算，下半部分根据隔振对象加速度反馈完成控制参数的实时优化。算法先根据式（5）估算出各个系数的值，运用PID算法根据隔振对象加速度反馈输入依次对各系数进行校正，得到最优控制参数。之后脱离PID算法，完全依靠式（5）计算输出。当中环境发生变化，控制效果变差时，再重新调用PID校正参数。这样既满足了实时性的要求，又提高了适应能力。
　　
　　2.3.2中断控制
　　
　　根据系统控制要求，A/D需定时采样隔振对象加速度和相对位移信号，为提高效率，A/D转换结果以中断方式读取。因此中断控制包括定时器中断控制和A/D转换结束中断控制。
　　
　　TMS320F2407有

《基于TMS320F2407的主动振动控制系统(第2页)》