基于DSP的微弧氧化工艺自动控制系统研制.pdf

中南民族大学
硕士学位论文
基于DSP的微弧氧化工艺自动控制系统研制
姓名:马荩
申请学位级别:硕士
专业:等离子体物理
指导教师:何翔
2011-05
中南民族大学硕士学位论文

摘要
驱动控制技术是制约微弧氧化工艺发展的关键技术之一。研究出操作简单、
可靠性高和稳定性好的微弧氧化工艺自动控制系统,可降低对操作人员专业水平
的要求,保证工艺和效果的重复性,还对微弧氧化工艺的应用和商业化推广有着
重要的意义。
本文在原有微弧氧化电源的基础上进行改进,采用 PC 机与高性能 DSP 控制
器相结合的方式设计了微弧氧化工艺的自动化控制系统,实验人员只需针对某种
工艺在人机界面上进行设置,微弧氧化过程便可自动进行。文中首先简单介绍了
微弧氧化工艺的控制方法,阐述了控制系统的技术要求,据此,给出了系统的总
体设计方案。
本文根据系统要求确定了以 TMS320F2812 为核心的控制系统。介绍了 DSP 控
制系统硬件结构,在此基础上分模块设计了系统主程序、中断服务程序以及子程
序,实现了现场数据采集、可控硅驱动、斩波驱动和功率驱动保护的功能。按照
通信系统的目标和软件设计原则,设计了上位机人机界面。PC 机与 DSP 之间使
用串口进行通信,采用了三层通信协议,包括异步串行通信协议、数据链路层通
信协议和应用层协议,并应用校验和重发机制来保证数据传递的可靠性。上位机
采用 Visual Studio 2005 的 MFC 对话框结构应用程序框架设计用户界面。在软
件设计时,采用了多线程的编程方法;DSP 将实验过程中的实时工艺参数上传到
上位机进行存储。最后,在实验室完成了相关的调试工作,并列出了本控制系统
需要完善和进一步研究的地方,结果表明:该微弧氧化控制系统符合设计要求。
关键词:微弧氧化;工艺自动控制;DSP;通信协议;人机界面;
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基于 DSP 的微弧氧化工艺自动控制系统研制

Abstract
Drive control technology is one of the key technologies which restrict the
development of the automatic control system of micro-arc oxidation technology.
Research on simplicity of operation, high reliability and stability micro-arc oxidation
process automatic control system can not only reduce the professional level
requirement of operating staff, guarantee the repeatability of process and effect,but
also have significance in the application and popularization for the micro-arc
oxidation process.
This paper makes improvement based on the original micro-arc oxidation power
supply. Combined the PC with the high-powered DSP to design the automatic control
system of micro-arc oxidation process; the experimenter just need to set technology
curve on the interface, then the micro-arc oxidation process can be automated. This
paper firstly gives a brief introduction of micro-arc oxidation process control methods,
then describes the technology requirements for the control system. Accordingly, get
the overall design scheme of the system.
This paper takes TMS320F2812 as the core of the control syste