主动振动控制具有隔振率高、适应性强、可抗强冲击振动等优点，可使关键设备在恶劣冲击振动环境下可靠工作。但是，主动振动控制系统对相位要求较为严格，要求系统具有极强的实时性，否则由于相位滞后，控制效果将会受到严重影响。因而在数字式主动振动控制系统中，通常的单片机难以达到实时性要求，本文采用高速ＤＳＰ器件解决控制的实时性问题。
ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７是ＴＩ公司专为实时控制而设计的高性能１６位定点ＤＳＰ器件，指令周期为３３ｎｓ，其内部集成了前端采样Ａ／Ｄ转换器和后端ＰＷＭ输出硬件，在满足系统实时性要求的同时可简化硬件电路设计。本文在总结模拟主动控制系统设计制作经验的基础上，设计了以ＴＭＳ３２０Ｆ２４０７为核心的数字式主动振动控制系统。
１ 主动振动控制系统及其数学模型
１．１ 控制系统工作原理
主动振动控制系统模型如图１所示。隔振对象通过弹性体与基础相连接，基础振动（振幅为ｕ）通过弹性体（刚度为ｋ）传递到隔振对象上，引起隔振对象振动。传感器置于二者之间检测相对位移并输入到控制器，控制器输出的控制量经过功率驱动后输出到电磁作动器控制隔振对象的振动，同时控制器根据隔振对象的加速度反馈实时调节控制参数。
１．２ 系统数学模型描述 根据主动振动控制系统工作原理建立的系统振动模型如式（１）所示。为使隔振对象加速度x最小，控制力ｆ的计算式如式（２）所示。其中，ｕ－ｘ为基础和隔振对象相对位移，可通过光电位移传感器（ＰＳＤ）测得。
式中，ｍ为隔振对象质量，x为隔振对象加速度，u为基础加速度，ｋ为隔振弹性体刚度，ｃ为隔振系统阻尼。
系统作用力ｆ由置于气隙磁场中的载流线圈提供。当在线圈上施加电压ｖ时，其上的咯伦兹力ｆ和施加电压Ｖ如式（３）和式（４）所示。
式中，ｂ为气隙磁感应强度，ｌ为线圈有效长度，ｉ为线圈电流
本文关键字：控制系统 DSP/FPGA技术，单片机-工控设备 - DSP/FPGA技术
