基于DSP的混合悬浮控制系统的硬件设计
来源： 作者： 发布时间：2016-04-15 06:13:11 浏览量： 
图3 悬一体电感浮斩波器的拓扑结构
前级处理电路
前级处理电路其主要功能是完成传感器信号的放大，与基准信号的比较，以及信号的转换，滤波。由于没有采用速度传感器，而通过软件方法获得的信号又不能令耦合电感人满意，可设计对气隙信号进行微模压电感分处理的微分电路，如图4所示。
图4 微分电路
此电路的输入与输出关系为：
A/D转换电路
A/D转换电路实现采样保持和A/D转换两种功能，它是在TMS320LF2407A微处理器控制下完成操作的。本文采用MAX125芯片实现这一部分功能。
根据MAX125接口电路的特点，设计如图5所示与TMS320LF2407A的接口电路。
图5 MAX125和TMS320LF2407A的接口电路
D/A转换电路
D/A转换电路选用TI公司的高性能D/A转换器TLC7225，它片内包含四路8位电压输出数/模转换器(DAC)，每个DAC都有分离的片内锁存器。数据通过一个公共的8位TTL/CMOS兼容(5V)输入口送入这些数据寄存器之一。
实验结果
混合悬浮系统的参数如下所示：
图6为悬浮系统慢浮起过程的示波器记录。混合悬浮系统初始机械气隙为0.02m，稳定悬浮机塑封电感械气隙为0.015m。
X轴：2.00s/div;一通道Y轴：2.00V/div;二通道Y轴：1.00V/div
图6 混合悬浮系统慢起浮气隙实验结果
图7给出了混合悬浮系统慢起浮电流的实验结果。电感器厂家
X轴：2.00s/div;Y轴：2.00V/div 电流钳：100mV/A
图7 混合悬浮系统慢起浮电流实验结果
实验结果表明该硬件设计能够实现电磁铁的稳定悬浮。
结论
与传统的纯电磁悬浮系统相比，电磁和永磁组成的混合悬浮系统在相同悬浮功率的情况下可实现大气隙悬浮，即可达到20mm左右的悬浮气隙，这可降低车载蓄电池容量和重量，降低列车的自重，增加有效载荷，因而可以降低轨道精度要求，从而降低轨道工程造价。该系统采用以TMS320LF2407A为核心的悬浮控制电路，具有非常快的数据处理能力，克服了模拟电感厂家控制器和以单片机为核心的数字控制器的缺陷。通过实验实现了系统的稳定悬浮，验证了设计的合理性。
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