SMCK伺服電機(jī)控制實驗箱以下簡稱SMCK實驗箱，是針對工(gōng)科(kē)高校本科(kē)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應用于電機(jī)數字控制的實驗和技術(shù)研究,支持2812和28335CPU。

結構簡介及特點

采用實驗箱及電路(lù)闆結構，能實現三種電機(jī)的控制，包括直流有刷永磁電動機(jī)（帶減速器），直流無刷電動機(jī)（帶減速器）和三相(xiàng)步進電機(jī)。也可(kě)以單獨控制一種電機(jī)，成本更低。

1、産品結構及特點（參考SMCK伺服系統組成結構圖）

⑴ 實驗箱總體上采取在一塊主電路(lù)闆上插接其他(tā)小功能電路(lù)闆的組成形式，主電路(lù)主要完成信号的鏈接，人機(jī)接口，及PWM信号，CAP信号，電壓電流反饋信号測量的功能。

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

⑶ 功率部分(fēn)是IPM_DRIVER功率轉換闆，直接插接到SMCK實驗箱上，功率器件(jiàn)采用國(guó)際整流器IR公司的IPM模塊IRAMS10UP60B-2，闆上通過光(guāng)藕器件(jiàn)與DSP隔離(lí)，還(hái)附帶測試孔，能方便測試光(guāng)藕後的PWM波形。

⑷ 電流電壓信号檢測部分(fēn)是SMCK_AS信号檢測闆，直接插接到SMCK實驗箱上，能實時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(lù)闆及DSP，客戶可(kě)以在主電路(lù)闆上方便的測量反饋信号，也可(kě)以利用其反饋信号開發DSP控制算法。

⑸ 人機(jī)接口部分(fēn)位于主電路(lù)闆上，由顯示屏、觸摸按鍵及給定電位器組成。顯示屏采用320*240點陣、5.2寸單色液晶，操作界面更友好，觀察信息更方便，并可(kě)以完成速度信号動态曲線描繪，使系統性能表現的更直觀。給定電位器能完成電機(jī)的連續跟蹤的給定任務。人機(jī)接口和磁粉制動器以及其他(tā)輔助控制功能由主電路(lù)闆上的一個單片機(jī)進行控制，不占用DSP的處理時間。

⑹ 電源部分(fēn)在實驗箱内部，控制電源與功率電源分(fēn)别供電，功率電源采用一個24V/5A的開關電源，滿足電機(jī)功率要求，24V電源幹擾少，有短(duǎn)路(lù)自(zì)保護，可(kě)靠且安全。

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

EL-SMCK實驗箱系統硬件(jiàn)框圖

實驗項目

2812CPU闆能進行的脫機(jī)實驗

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

2812CPU闆能進行的仿真實驗：

實驗一直流有刷永磁電動機(jī)控制方案	實驗二直流無刷電動機(jī)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 開環尋找最佳換相(xiàng)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(xiàng)步進電機(jī)DSP控制方案	實驗四三相(xiàng)步進電動機(jī)位置閉環控制實驗