AGV控制器中DSP的嵌入

2016-11-02 16:55:30 来源:网络 编辑:agvbaike
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在自动导航AGV小车中,采用以DSP为系统控制核心的专用运动控制器为系统的控制主体,通过转换接口与工控机相连,DSP从主机接收指令,控制直流伺服电机实现所要求的动作。控制系统时,以DSP作为控制核心,用软件编程实现了电机的PI 控制。当给定期望速度值(在控制范围内)后,DSP根据电机的速度-控制电压关系曲线计算出对应的数值,并经过D/A转换便得到控制电压值,控制电压施加在驱动电路中即可实现电机速度的控制。DSP通过对编码脉冲的计数,可测得电机的实际转速。实际转速与期望速度作比较,产生的速度偏差送入PI控制器处理,得到控制电压修正值,进而调节控制电压的大小,实现了电机转速的闭环稳定控制。

DSP芯片是一种具有特殊结构的微处理器,内部采用程序和数据分开的哈佛结构,具有专门的硬件乘法器,广泛采用流水线操作,提供特殊的DSP指令,可以用来快速的实现各种算法。在本设计中,DSP选用TI公司的产品TMS320C240,它把具有低功耗、高性能处理能力的定点的核心CPU与为电机控制应用优化的几个先进外围设备结合在一起,从而成为应用于电机控制的理想微处理器。
TMS320C240采用改进型哈佛结构设计,有独立的三条程序地址总线、读数据地址总线和写数据地址总线可以并行访问程序和数据存储器,因此在一个机器周期内,可以并行完成三个存储器操作。同时,芯片内部有54k字的双口数据/程序RAM,16K字的 Flash EEPROM。对于一般的控制应用,不需外扩数据程序存储器,简化了系统结构。由于采用改进型哈佛结构流水线操作,TMS320C240大大提高了指令执行速度。在内部时钟20MHz时,指令周期仅为50ns。优化的CPU结构,更加快了指令执行速度,一次32位的计算只需一个指令周期,这为复杂控制算法的实现提供了良好的条件。

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