SMCK伺服電機控制實驗箱以下(xià)簡稱SMCK實驗箱，是針對(duì)工(gōng)科高(gāo)校本科電氣信息類、控制類、電氣工(gōng)程及其自(zì)動化專業以及自(zì)動化專業的實驗教學而設計(jì)的一個産品，适合于DSP應用(yòng)于電機數字控制的實驗和(hé)技術研究,支持2812和(hé)28335CPU。

結構簡介及特點

采用(yòng)實驗箱及電路闆結構，能(néng)實現(xiàn)三種電機的控制，包括直流有刷永磁電動機（帶減速器），直流無刷電動機（帶減速器）和(hé)三相步進電機。也(yě)可以單獨控制一種電機，成本更低(dī)。

1、産品結構及特點（參考SMCK伺服系統組成結構圖）

⑴ 實驗箱總體上(shàng)采取在一塊主電路闆上(shàng)插接其他(tā)小(xiǎo)功能(néng)電路闆的組成形式，主電路主要完成信号的鏈接，人機接口，及PWM信号，CAP信号，電壓電流反饋信号測量的功能(néng)。

⑵ 核心控制部件是DSP的CPU闆，直接插接到(dào)SMCK實驗箱上(shàng)，控制功率部件，接受反饋信号，及與主電路闆上(shàng)的單片機通信。其輸出的PWM信号及接收的速度脈沖信号已引到(dào)主電路闆上(shàng)，可以很(hěn)方便的測量。目前有TMS320C2812一種CPU控制闆。

⑶ 功率部分是IPM_DRIVER功率轉換闆，直接插接到(dào)SMCK實驗箱上(shàng)，功率器件采用(yòng)國際整流器IR公司的IPM模塊IRAMS10UP60B-2，闆上(shàng)通過光藕器件與DSP隔離，還附帶測試孔，能(néng)方便測試光藕後的PWM波形。

⑷ 電流電壓信号檢測部分是SMCK_AS信号檢測闆，直接插接到(dào)SMCK實驗箱上(shàng)，能(néng)實時(shí)監測功率模塊輸出的電流及電壓信号，并将其轉換爲弱電信号，反饋回主電路闆及DSP，客戶可以在主電路闆上(shàng)方便的測量反饋信号，也(yě)可以利用(yòng)其反饋信号開(kāi)發DSP控制算(suàn)法。

⑸ 人機接口部分位于主電路闆上(shàng)，由顯示屏、觸摸按鍵及給定電位器組成。顯示屏采用(yòng)320*240點陣、5.2寸單色液晶，操作(zuò)界面更友好(hǎo)，觀察信息更方便，并可以完成速度信号動态曲線描繪，使系統性能(néng)表現(xiàn)的更直觀。給定電位器能(néng)完成電機的連續跟蹤的給定任務。人機接口和(hé)磁粉制動器以及其他(tā)輔助控制功能(néng)由主電路闆上(shàng)的一個單片機進行控制，不占用(yòng)DSP的處理(lǐ)時(shí)間。

⑹ 電源部分在實驗箱内部，控制電源與功率電源分别供電，功率電源采用(yòng)一個24V/5A的開(kāi)關電源，滿足電機功率要求，24V電源幹擾少，有短路自(zì)保護，可靠且安全。

⑺ 控制對(duì)象包括24V直流伺服電機（加減速器）、步進電機、磁粉制動器、光電編碼器、角位移傳感器，它們都是通過電纜與實驗箱主電路闆連接的。不同的電機機組組成形式有所不同。直流有刷永磁電動機采用(yòng)歐姆龍公司的1000線增量式旋轉光電編碼器，直流無刷電機采用(yòng)電機内部的霍爾信号傳感器，三相步進電機不接測速裝置。見右側的機組示意圖。

EL-SMCK實驗箱系統硬件框圖

實驗項目

2812CPU闆能(néng)進行的脫機實驗

實驗一直流有刷永磁電動機速度閉環控制實驗	實驗二直流有刷永磁電動機位置閉環控制實驗	實驗三直流無刷電動機速度閉環控制實驗
1、可通過按鍵輸入速度設定值，觀察電機速度的穩定性。 2、可通過按鍵輸入負載設定值，觀察電機的抗幹擾性能(néng)。 3、可通過示波器測量主電路闆上(shàng)的測試點，測量包括PWM信号、CAP信号、電流檢測信号，電壓檢測信号在内的波形，對(duì)PWM控制原理(lǐ)及電機運行原理(lǐ)有直觀的認識。 4、可通過液晶顯示屏中的速度動态曲線描繪模塊，觀察控制系統的動态特性。	1、可通過按鍵輸入位置設定值，觀察電機位置控制的穩态精度及跟随的快(kuài)速性。 2、可通過給定電位器連續輸入位置設定值，觀察電機位置控制的連續跟蹤性能(néng)。 3、可通過按鍵輸入負載設定值，觀察電機随動過程中的抗幹擾性能(néng)。 4、可通過液晶顯示屏中的速度動态曲線描繪模塊，觀察電機随動過程中的速度曲線變化。	1、可通過按鍵輸入速度設定值，觀察電機速度的穩定性。 2、可通過按鍵輸入負載設定值，觀察電機的抗幹擾性能(néng)。 3、可通過示波器測量主電路闆上(shàng)的測試點，測量包括PWM信号、CAP信号、電流檢測信号，電壓檢測信号在内的波形，對(duì)PWM控制原理(lǐ)及電機運行原理(lǐ)有直觀的認識。 4、可通過液晶顯示屏中的速度動态曲線描繪模塊，觀察控制系統的動态特性。
實驗四直流無刷電動機位置閉環控制實驗	實驗五三相步進電動機位置閉環控制實驗
1、可通過按鍵輸入位置設定值，觀察電機位置控制的穩态精度及跟随的快(kuài)速性。 2、可通過按鍵輸入負載設定值，觀察電機随動過程中的抗幹擾性能(néng)。 3、可通過液晶顯示屏中的速度動态曲線描繪模塊，觀察電機随動過程中的速度曲線變化。	1、可通過按鍵輸入位置設定值，觀察電機位置控制的穩态精度及跟随的快(kuài)速性。 2、可通過按鍵輸入負載設定值，觀察電機随動過程中的抗幹擾性能(néng)。 3、可通過示波器測量主電路闆上(shàng)的測試點，測量包括PWM信号、電流檢測信号，電壓檢測信号在内的波形，對(duì)步進電機控制原理(lǐ)及電機運行原理(lǐ)有直觀的認識。

2812CPU闆能(néng)進行的仿真實驗：

實驗一直流有刷永磁電動機控制方案	實驗二直流無刷電動機PWM控制方案
步驟1 轉矩控制實驗步驟2 速度閉環PID控制實驗步驟3 位置、速度雙閉環控制實驗	步驟1 開(kāi)環尋找最佳換相表及轉矩控制實驗步驟2 速度閉環PID控制實驗步驟3 位置、速度雙閉環控制實驗
實驗三三相步進電機DSP控制方案	實驗四三相步進電動機位置閉環控制實驗