基于F2812 DSP的磁悬浮轴承系统数字控制器的研究

本论文采用美国 TI(Texas Instruments)公司的 C2000 系列产品中目前最新、运算速度最快的定点 DSP 芯片 TMS320F2812 作为磁悬浮轴承系统数字控制器的 CPU,应用模拟多路开关实现了磁悬浮轴承 5 路位移传感器信号的采集。用C 语言和汇编语言混合编写了磁悬浮轴承数字控制器的软件。围绕 F2812 DSP 设计了磁悬浮轴承控制器的硬件电路,用 CPLD 逻辑控制实现了 DSP 对 8 路 D/A 的操作。 本文在实验室磁悬浮轴承系统上进行实验研究,采用 PID 控制算法,其中的四个径向自由度由本文设计的数字控制器控制,轴向自由度由模拟控制器控制。五个自由度的位移信号采用 10 个涡流传感器的差动方式来测量,功率放大器采用的是开关功率放大器。应用本文研究的控制器成功地将试验转子系统实现了静态悬浮和动态悬浮,最高转速达到 15000r/min。静态和动态悬浮试验结果表明设计的磁悬浮轴承系统控制器稳定性好、重复性好,其控制精度达到了预期的效果。