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动力装置主动隔振系统控制器开发
| 论文题名： | 动力装置主动隔振系统控制器开发 |
| 关键词： | 船舶浮筏;动力装置;主动隔振;控制器;信号采集 |
| 摘要： | 随着人们对工作环境、设备可靠性及耐用度、加工精度和设备隐蔽性的要求不断提高，对于振动控制的需求越来越多。单纯的被动隔振系统无法抑制自身频率1.414倍频以下的振动。主动隔振系统利用作动器产生与激振力相反的作用力可以有效地抑制低频振动。由于主动隔振系统的算法复杂度与实时性要求较高，使专用高性能硬件控制器的开发具有重要意义。目前微电子技术飞速发展，为高性能硬件控制器的开发提供了技术可行性。 本文以船舶浮筏为控制对象，针对抑制200 Hz以下的低频振动开发了一套主动隔振系统。系统中采用加速度信号作为系统输入或反馈，以DSP+FPGA双核处理架构作为控制核心，最终以电磁作动器作为执行机构。 本文重点是对主动隔振系统控制器硬件和软件的开发。其中硬件设计部分主要包括FPGA和DSP的最小系统电路、AD采集电路、DA采集电路、I/O电路和以太网通讯电路。其原理图和PCB版图都是在Cadence软件中绘制完成。软件设计部分是分为了FPGA端和DSP端两部分。其中FPGA是负责信号采集和输出，采用的开发语言为Verilog HDL。在FPGA中主要包括的程序功能模块有顶层模块、时钟模块、AD采集模块、DA输出模块和与DSP通讯模块。DSP是负责数字滤波、算法运算和与上位机通讯，它是基于StarterWare软件库开发的裸机程序。在DSP中主要的操作包括外设初始化、以太网通讯、参数保存、数字量信号处理和中断处理。 最后是使用信号发生器、示波器和校验仪等仪器对硬件控制器的功能进行板级验证。实验结果表明硬件控制器的设计功能均可实现。并且控制器在2 KHz采样率四通道并行控制时，支持基于前馈非耦合FxLMS自适应算法滤波器阶数最大320阶（辨识模型滤波器阶数300阶）。 |
| 作者： | 高超 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 陈辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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