数控直流电流源(电子设计大赛论文)..doc

数控直流电流源 摘 要 本系统以摩托罗拉16位DSP芯片56F807为核心处理器，主要负责A/D采集、D/A输出和PID算法的计算。在恒流电源控制电路中，采用大功率达林顿管提供恒流电源所需要的大电流，负载可变，输出电压在10V以内变化。D/A输出电压控制输出电流在20mA到2000mA之间调节，并保持稳定。本系统采用单闭环负反馈PID(比例、积分、微分)算法控制，缩短上升时间，减小超调量，减小了输出电流的偏差。采用总线接口键盘，具有设定值调整，微调（步进量1），粗调（步进量10）三种调整功能，中文LCD，可同时显示设定值，实际值和测量误差的绝对值。本系统具有超压保护和报警功能。我们自行设计了15V、+12V和5V电源为系统供电。 Abstract This system depends on Motorola DSP56F807 as the core. It is mainly used for A/D collection, D/A controller and PID control algorithm in the automatic control system.In the constant ampere power source circuit, we use complementary silicon power darlington transistors for the large current supply, variable load and variable voltage within 10V.D/A output voltage can control the current between 20mA and 2000mA. This system adoption list shuts the wreath negative feedback PID( proportion, integral calculus, differential calculus) calculate way control, shortening to rise time, let up super adjust the quantity, let up to output the deviation of the electric current. Adopt the bus connects a keyboard, having the initial value adjustment, tiny adjust, large adjust three kinds of adjust the function, LCD with Chinese characters, which can show the initial value at the same time, actual value and measure absolute value of the error margin. This system has super press the protection and warning system. We by ourselves designed the 15 Vs, 12V and 5V power supplies to be the system power supplies. 1 方案比较，设计与论证 1.1 控制方案比较 方案一（见图1）此方案是传统的模拟PID控制方案，其优点是不占用CPU处理器的时间，对处理器性能的要求比较低。但模拟PID控制方式的参数不易匹配，调节时间长，难以把精度做得很高，并且难以实现题中要求的良好的人机交互功能。 图1 控制方案一框图 方案二（见图2）此方案采用 摩托罗拉16位DSP芯片56F807为核心处理器来实现，该平台具有高处理速度，适合实现复杂的算法和控制。这种方案可以方便地实现PID的控制算法。本设计采用了方案二。 图2 控制方案二框图 1.2 检测方案比较 方案一 直接对负载进行采样 直接对负载进行采样简单易行。但由于负载电阻为可调节电阻，输出可能有电流可能会受接触电阻的变化而不稳定，故不宜选取。 方案二 对采样电阻进行采样 采样电阻采用标准精密电阻，阻值稳定，将阻值的变化对电流的影响降低到最小程度。另外，对采样电阻进行采样，有效避免了外接测量电路对电流的影响。因此采用方案二。 2 理论分析 2.1 PID控制算法 PID是一种在单片机控制中常用的算法, P