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基于DSP+CPLD的数字化交流伺服的研究的中期报告

一、项目背景

随着自动化技术的发展，数字化伺服技术在工业自动化领域逐渐得到广泛应用。数字化伺服系统具有稳定性高、精度高、可靠性高等特点，已经取代了传统的模拟伺服系统，并成为现代化工业控制的主要手段之一。

数字化伺服系统的核心部分是数字化伺服控制器，包含信号采样、信号处理、运算控制等模块。市场上常见的控制器有基于单片机和FPGA的控制器。单片机控制器往往具有成本低、适合初学者的优势，但同时也存在计算能力受限、响应速度慢等缺点。而基于FPGA的控制器则具有高速、高性能、可编程性强等优点，但相比单片机控制器成本较高，不易于上手。

本项目基于DSP和CPLD技术，设计一款性能高、价格适中的数字化伺服控制器，旨在满足中小型企业的生产需求。

二、研究内容

1.DSP芯片的选型：选择型号为TMS320F28335的DSP芯片，该芯片具有高性能、低功耗、高精度、易上手等优点，可以满足数字化伺服控制器的计算和算法处理需求。

2.CPLD芯片的选型：选择型号为EPM240T100C5N的CPLD芯片，该芯片具有可编程性强、逻辑阵列密度大、电源功耗低等特点，可以满足数字化伺服控制器对数字信号的处理和控制需求。

3.信号处理：利用DSP芯片实现ADC模块的配置与读取、数字滤波器的设计与实现、PID控制算法的编写和运行。

4.控制器实现：利用CPLD芯片实现控制器核心模块，包括PWM信号产生、编码器读取和计数、电流采样和调节等。

5.软件开发：使用C语言、VerilogHDL等编程语言，基于DSP和CPLD芯片实现数字化伺服控制器的功能，开发上位机控制软件，实现用户参数配置、曲线绘制等功能。

三、目前进展

1.芯片选型和环境搭建：完成DSP和CPLD芯片的选型和相应的编程环境的搭建。

2.信号处理：实现ADC模块的读取和数字滤波器设计，完善PID控制算法的编写和运行。

3.控制器实现：利用CPLD芯片实现PWM信号产生和编码器读取功能。

4.上位机软件开发：完成上位机软件基础架构的设计和部分功能的实现。

四、下阶段工作计划

1.控制器实现：利用CPLD芯片实现电流采样和调节功能。

2.上位机软件开发：实现用户参数配置、曲线绘制等功能。

3.系统集成与调试：将各模块组合起来进行测试和调试，保证整个系统的稳定性和可靠性。

4.编写最终论文：撰写数字化伺服控制器的设计原理和实现方法，介绍系统的性能、优缺点和应用范围。

五、参考文献

[1]马少华、王海涛，基于DSP的交流伺服控制系统，中国科技期刊，2017年8月。

[2]刘慧娟、李长河，基于CPLD的PWM产生器设计，微型机与应用，2016年7月。

[3]郭凯、潘成才，基于TMS320F28335的数字化交流伺服控制系统研究，电工电能新技术，2014年12月。