气动位置多变量DSP控制系统的实现

宋仁银，柴栋栋，王吉顺

(1.宁德师范学院物理与电气工程系，福建352100;2.中国航天科技集团公司六院101 所，北京 100074;3.中核集团兰州铀浓缩有限公司，兰州 730065)

气动系统具有成本低廉、较高的功率重量比、对环境要求不高(如防磁、防爆和防火等)、无污染、使用和维护方便等一系列优点，因而在工业自动化领域有着非常广泛的应用。工业自动化技术迅猛发展的同时，传统气动系统采用的机械定位及节流阀调速的方式已经无法满足要求，于是人们大多采用电-气比例系统，这样可以方便地实现无级调速及多点无级定位［1-2］。

随着电子科学技术的飞速发展，DSP 技术得到了人们更多的关注［3-4］。特别是在系统实时控制当中，信号的高速型可以提供实时位置信息，从而保证控制信号响应的快速性。研究针对气动伺服定位系统量身定制，可以完成各种复杂控制算法，设计出具有代表性的气动比例流量阀控缸系统，控制方法是以位移、速度和加速度多变量的状态反馈，设计以DSP 为控制元件的气动伺服定位控制器并加以实验研究。

1 控制器硬件设计

DSP 芯片是适合于进行数字信号处理运算的微处理器，可以实时快速地进行各种复杂的数字信号处理算法。采用DSP 控制器可以有效结合信号的实时处理能力和控制器的外设功能，为控制系统的设计提供了一个理想的解决方案。DSP 控制器的功能结构框图如图1 所示，主要分为以下4 个部分。第1 个部分为系统主体，是由DSP 芯片、电源、外部扩展存储器RAM、RS232 通信、CAN 总线、A/D 转换电路、D/A转换电路、仿真及逻辑电平转换等电路组成的。……