基于DSP的工业缝纫机伺服控制系统研究

摘要

随着服装业的兴起，对缝制设备的需求量也越来越大。在不断追求缝制质量和速度的前提下，具有较高自动化水平的工业缝纫机越来越受到市场的青睐。因此，结合工程应用实际，开展了工业缝纫机伺服控制系统的研发工作，具有重要的工程应用价值。本文对基于DSP和永磁同步电动机驱动的工业缝纫机伺服控制系统进行设计和开发。
　　 论文根据工业缝纫机的应用需求，设计了以DSP为核心控制器和永磁同步电动机的驱动的伺服控制系统总体方案。在分析永磁同步电动机的结构和特点的基础上，建立了永磁同步电动机(PMSM)数学模型，深入研究了基于磁场定向的矢量控制基本原理，以及空间电压矢量(SVPWM)的控制算法。并根据工业缝纫机动静态性能的要求，设计了位置、速度、电流三闭环的伺服控制结构。论文还对系统的精确定位进行了分析，提出了能耗制动和反接制动相结合的方法，很好地解决了系统快速停车的问题。
　　 论文给出了工业缝纫机伺服控制系统硬件和软件设计。硬件部分，采用TI公司的电机控制专用DSP芯片TMS320LF2406作为主控芯片，设计了功率驱动电路、电源主电路、电流检测电路、位置/速度检测电路、脚踏板控制电路、电磁铁驱动电路、人机接口及串行通讯电路等。软件部分利用模块化设计思想，采用C语言和汇编语言设计了系统控制程序，文中给出了各个模块的流程图。论文还讨论了系统软硬件抗干扰的措施。
　　 本文设计的基于DSP的工业缝纫机伺服控制系统，实现了自动剪线、自动扫线、自动加固缝及抬压脚等功能，具有精度高、稳定性好、噪音小的特点。测试结果表明，所设计的伺服系统完全能够满足缝纫要求，且性价比高，具有良好的市场前景。