基于DSP的隨機(jī)振動(dòng)控制器的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、振動(dòng)環(huán)境模擬試驗(yàn)在航空航天、電子、汽車和建筑等領(lǐng)域有著十分廣闊的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)使用的振動(dòng)環(huán)境模擬試驗(yàn)控制系統(tǒng)主要依賴國(guó)外進(jìn)口，開展振動(dòng)環(huán)境模擬控制技術(shù)的研究十分重要，開發(fā)數(shù)字式振動(dòng)控制器有較強(qiáng)的商業(yè)和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以作者在“江蘇東華測(cè)試技術(shù)股份有限公司研究生工作站”所做課題“數(shù)字式隨機(jī)振動(dòng)控制器的研究與開發(fā)”為背景，著重對(duì)振動(dòng)試驗(yàn)控制系統(tǒng)中的隨機(jī)振動(dòng)功率譜復(fù)現(xiàn)控制算法進(jìn)行了分析和研究，并論述了采用高性能DSP芯片設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)振

2、動(dòng)控制器的方法。本文在理論和實(shí)際應(yīng)用上都做了一些研究，主要工作包括以下幾個(gè)方面:
　　首先，分析了隨機(jī)振動(dòng)裝置控制技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、目前已經(jīng)取得的科研成果以及尚存在的不足之處。介紹了隨機(jī)振動(dòng)功率譜復(fù)現(xiàn)控制算法的基本原理，總結(jié)了控制算法各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的工程實(shí)現(xiàn)方法。
　　其次，著重研究了控制算法中的頻響函數(shù)估計(jì)方法和驅(qū)動(dòng)譜修正方法。針對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)采用H1估計(jì)法估計(jì)系統(tǒng)頻響函數(shù)誤差較大，并且在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中忽略系統(tǒng)頻響函數(shù)的

3、變化導(dǎo)致均衡速度慢的問題，提出基于風(fēng)估計(jì)迭代修正頻響函數(shù)的功率譜復(fù)現(xiàn)控制算法，提高了功率譜復(fù)現(xiàn)試驗(yàn)的調(diào)節(jié)速度和控制精度。針對(duì)在試驗(yàn)的全頻段采用固定步長(zhǎng)修正驅(qū)動(dòng)譜均衡速度較慢的問題，提出利用預(yù)試驗(yàn)結(jié)果設(shè)置各頻率點(diǎn)迭代步長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)譜分頻變步長(zhǎng)迭代算法，提高了驅(qū)動(dòng)譜迭代修正的效率。在MATLAB中以某型振動(dòng)臺(tái)的頻響函數(shù)模型對(duì)控制算法進(jìn)行了功率譜復(fù)現(xiàn)試驗(yàn)仿真，結(jié)果表明上述控制算法在理論上優(yōu)于傳統(tǒng)算法。
　　接著，完成了隨機(jī)振動(dòng)控制器的開發(fā)工

4、作。在控制器硬件設(shè)計(jì)方面，選用高精度的DSP芯片TMS320C6713作為主控芯片、FPGA芯片EP1C3作為輔助芯片，詳細(xì)介紹了控制器數(shù)據(jù)采樣模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、電源電路以及TMS320C6713外圍電路模塊的設(shè)計(jì)方法。在軟件設(shè)計(jì)方面，論述了TMS320C6713中控制算法的整體實(shí)現(xiàn)過(guò)程以及各關(guān)鍵算法模塊的實(shí)現(xiàn)流程;設(shè)計(jì)和驗(yàn)證了利用EP1C3內(nèi)部空間設(shè)計(jì)軟FIFO模塊實(shí)時(shí)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，減少了EP1C3對(duì)TMS320C6713的