摘要：现代电机控制的发展在提高性能、降低损耗、减少成本和其它不断出现的新的技术指标及特殊应用上的要求越来越高，因此有许多新的复杂的控制算法产生，交流电机有许多直流电机所没有的优点，但是寸于交流电机的控制相对直流电机更为困难，而DSP的应用使得交流电机控制系统无论是在结构复杂程度、成本和效率上都有很大改观。本文结合了交流感应电机的速度控制中较为有效的控制方法即磁场导向控制（FOC）理论和T1公司的DSP控制器TMS320LF2407介绍了DSP在电机闭环控制中的应用。关键词：电机控制磁场定向理论DSP矢量控制1引言交流感应电机因为其很多优点如结构牢固，运行稳健可靠，成本低廉和高效率等而被广泛使用，但是交流电机的可控制性不如直流电机，而在很多应用中有如精确定位、转距控制、速度控制等要求。为了实现这些功能和提高控制精度，需要采用闭环控制系统和采用较为复杂、有效的控制算法，这些复杂的控制方法中包含了大量的数据运算及系统的适时性要求，对微处理器运算能力和速度要求更高。传统方法在成本和性能上已经很难满足人们的要求。随着电子技术的发展，数字信号处理器的（DSP）应用解决了处理器的运算能力和速度问题。一些电机控制专用DSP如TI的TMS320LF2407，其中集成了电机控制的许多必要的外围器件，如模数转换器、脉宽调制发生器和一些专用逻辑电路，给开发更高性能价格比的控制系统带来极大方便。
标签： dsp foc控制算法 交流电机调速控制系统
上传时间： 2022-06-26
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无刷直流电动机是现代工业设备中重要的运动部件，保留了有刷直流电动机宽阔而平滑的优良调速性能，同时又克服了有刷直流电动机机械换向带来的一系列的缺点，在各个领域中得到广泛应用。本论文阐述了无刷直流电动机的系统构成和工作原理，分析了无刷直流电动机的数学模型、等效电路、传递函数以及调速原理。采用转速电流双闭环控制与H PWM．L ON的脉宽调制方法驱动控制无刷直流电机，并在MATLAB／Simulink平台上进行了计算机仿真。仿真结果表明，控制系统有较好的动静态特性。论文还分析了经典PID控制和模糊控制各自的优缺点，并介绍了结合二者优点的模糊自适应PID控制的优点。在MATLAB／Simulink平台进行了基于模糊自适应PID控制器的无刷直流电机控制系统的计算机建模仿真。与采用经典PID控制器的控制系统相比，采用模糊自适应PID控制器的控制系统的动静态特性都得到改善。本论文设计了无刷直流电机控制系统的硬件，包括控制单元、功率变换单元，并进行了电磁兼容性设计。控制单元以TI的TMS320F2812DSP控制器为核心，设计了位置传感器接口电路、人机界面电路、电平转换电路、电流采样电路以及采样调理电路等。功率变换单元以三菱的IPM PS21 563．P为核心，设计了整流电路、逆变电路、能耗制动电路以及多项保护电路。设计了基于TMS320F281 2 DSP控制器的速度电流双闭环电机驱动控制程序、位置检测程序、电流采样程序、人机界面程序以及各项安全保护程序等。在对硬件部分和软件部分进行调试后，对控制系统进行了实验，通过实验波形，检验了控制系统的工作性能。本文最后对整个系统的设计进行了总结，并对本系统存在的问题和后续的研究工作提出了自己的看法看法。
上传时间： 2022-06-28
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无刷直流电机广泛应用于电动摩托车上，它的控制器直接影响电动摩托车的质量和运行效率。但目前市场上控制器的控制芯片大多不具备专业无刷直流电机控制模块，在外围电路的设计中需要搭建很多的逻辑门电路来实现控制器MOSFET电桥的逻辑驱动控制，在MOSFET上下桥臂的互锁功能和死区时间的设置等都靠模拟电路去实现，可靠性及维修性较差，本文利用具有ARM Cortex-M3内核的STM32芯片的高性能和灵活的配置，研制了一种应用于电动摩托车上的低压大功率低成本的无刷直流电机控制器，很好地解决了这一问题。论文的主要研究内容如下：（1）做了大量调研工作对现有的控制器进行分析比较，从中筛选出最佳的开发方案。（2）建立了无刷直流电机的控制仿真模型，用Proteus软件对无刷直流电机的驱动方式以及调速原理进行了仿真，通过仿真结果的分析对所设计的实际电路进行了改进。（3）建立了MOSFET的驱动电路的仿真模型，对驱动电路中的电子元件的作用进行了全面的分析，结合芯片内部特征通过仿真软件LTspice IV对实际驱动电路进行了验证。（4）建立了STM32开发以及仿真调试环境，完成了全部程序的设计。（5）搭建了一个小型的开发系统，对控制器的硬件和软件进行了调试，研制出电动摩托车无刷直流电机控制器的样机。
上传时间： 2022-06-29
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随着电力电子技术、微处理器技术以及新的电机控制技术的发展，交流调速性能日益提高，变频调速技术的出现使交流调速系统有取代直流调速系统的趋势。但是国民经济的快速发展要求交流变频调速系统具有更高的调速精度、更大的调速范围和更快的响应速度，一般的通用变频器已经不能满足工业应用的需求，而交流电机矢量控制调速系统能够很好的满足这个要求。矢量控制（Ficld Oricnted Control），能够实现交流电机电磁转矩的快速控制，本文对三相交流异步电机的矢量控制系统进行了研究和分析，以高性能数字信号处理器为硬件平台设计了基于DSP的三相交流异步电机的矢量控制系统。并分析了逆变器死区效应的产生，实现了逆变器死区的补偿。本文介绍了交流调速及其相关技术的发展，变频调速的方案以及国内外对矢量控制的研究状况。以三相交流异步电机在三相静止坐标系下的数学模型为基础，通过Clarke变换和Parke变换得到三相交流异步电机在两相旋转坐标系下的数学模型，并利用转子磁场定向的方法，对该模型进行分析，设计了转子磁链观测器，以实现交流电机电流量的有效解耦，得到定子电流的转矩分量和励磁分量。仿据直流电机的控制方法，设计了矢量控制算法的电流与速度双闭环控制系统。设计了以TMS320LF2407A为主控制器的硬件平台，在此基础上实现了矢量控制算法，论述了电压空间矢量调制（SVPWM）的原理和方法，并对其进行了改进。最后对逆变器的死区进行了补偿。实验表明基于转子磁场定向的矢量控制（FOC）系统，结构简单，电流解赫方便，动态性能好，精度较高，能够基本满足现代交流电机控制系统的转矩和速度要求。
上传时间： 2022-06-30
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随着工业自动化的发展，人们对电机控制系统的性能要求越来越高。矢量控制、直接转矩控制等先进的控制理论不断提出，而微处理器和控制器的更新换代特别是数字信号处理（DSP）的出现，使得理论成为实践。智能化功率模块和空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术的出现，极大的改善了电机的控制性能。本论文重点讲述了以功能强大的DSP、智能化的功率模块和先进的SVPWM技术实现永磁无刷直流电机的开环调速。介绍了基于DSP的硬件控制平台的组成部分。重点分析了SVPWM技术原理、产生PWM波的控制算法和程序的实现，最后在DSP控制平台上对其控制性能进行了验证。本论文所有的硬件电路设计和程序编写基于TMS320F2806建立的数字控制系统。硬件电路中的电源电路，单片DSP最小系统电路等主要部分都是经过实际的焊制和调试。软件设计中的SVPWM程序主要采用C语言套用格式，使用CCS（C2000）编译环境下在DSP控制平台上进行了实际调试和验证。关键词：数字信号处理器；空间矢量PWM；逆变器
上传时间： 2022-07-01
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随着工业自动化的发展，人们对电机控制系统的性能要求越来越高。矢量控制、直接转矩控制等先进的控制理论不断提出，而微处理器和控制器的更新换代特别是数字信号处理（DSP）的出现，使得理论成为实践。智能化功率模块和空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术的出现，极大的改善了电机的控制性能。本论文重点讲述了以功能强大的DSP、智能化的功率模块和先进的SVPWM技术实现永磁无刷直流电机的开环调速。介绍了基于DSP的硬件控制平台的组成部分。重点分析了SVPWM技术原理、产生PWM波的控制算法和程序的实现，最后在DSP控制平台上对其控制性能进行了验证。本论文所有的硬件电路设计和程序编写基于TMS320F2806建立的数字控制系统。硬件电路中的电源电路，单片DSP最小系统电路等主要部分都是经过实际的焊制和调试。软件设计中的SVPWM程序主要采用C语言套用格式，使用CCS（C2000）编译环境下在DSP控制平台上进行了实际调试和验证。关键词：数字信号处理器；空间矢量PWM；逆变器
上传时间： 2022-07-01
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本书为《电机与拖动基础》一书配套用书，包括该教材中全部思考题的解答，可供采用此教材的老师备课时参考，也可供学生作为学习参考用书。 本 书 是 为 工 业 自 动 化 等 非 电 机 专 业 编 写 的 教 材 ， 全 面 阐 述 了 这 些 专 业 所 需 的 电 机 与 电力拖动的基本理论和基础知识。 本书为第4版，第1版由中央广播电视大学出版社出版，第2、3版由清华大学出版社 出版。本书被普通高校、夜大学广泛选用，受到师生普遍欢迎，第3版被选定为普通高等 教育“十一五”国家级规划教材。根据教材的使用情况及有关专业发展的需要，对本书再 次进行修订。 本 书 保 留 了 原 有 1 2 章 的 绝 大 部 分 内 容 ， 对 第 8 章 三 相 异 步 电 动 机 的 启 动 与 制 动 、 第 1 0章三相交流电动机调速、第1 1章电动机的选择进行了重新编排，增加了异步电动机三 相反并联晶闸管软启动、变频电源等内容，使本书能更紧密地结合近些年相关专业发展的 实 际 情 况 。 本 书 受 到 了 普 遍 欢 迎 和 肯 定 ， 其 特 点 并 没 有 也 不 能 改 变 ， 仍 然 适 用 于 不 同 层 次、不同学校的相关专业。 本书主要特点是： (1) 将电机原理与电力拖动两部分内容有机地结合为一个整体。 (2) 以 电 力 拖 动 系 统 中 应 用 最 广 泛 的 他 励 直 流 电 动 机 和 三 相 异 步 电 动 机 及 其 电 力 拖 动为重点。 (3) 侧 重 于 基 本 原 理 和 基 本 概 念 的 阐 述 ， 并 始 终 强 调 基 本 理 论 的 实 际 应 用 。 阐 述 电 机原理时紧密围绕着电力拖动，并着重分析电动机的机械特性。 (4) 文字阐述方面层次清楚、概念准确、通俗易懂、深入浅出。有许多地方例如直流 电机电枢绕组电阻值的计算、电力拖动系统过渡过程中有关虚稳态点的概念、三相绕线式 异步电动机定子串电阻启动计算等，比前两版简单、准确。变压器连接组别的确定方法受 到授课教师和学生好评。 (5) 内容阐述循序渐进，富于启发性，便于自学。 (6) 针对各章内容中的重点和难点，精心编写了大量的例题、思考题和习题。题目具 有典型性、规范性、启发性、趣味性和正确性，能很好地引导学生掌握本课程的主要理论， 培养学生解决工程实际问题•的能力。 (7) 适用面宽。本书从内容上、写法上都考虑了为不同层次的学生所使用，大学本科电机与拖动基础。
标签： 电机与拖动基础
上传时间： 2022-07-04
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简介本文档介绍了如何使用dsPIC30F数字信号控制器（Digital Signal Controller，DSC）控制正弦电流来驱动具有位置传感器的永磁同步电机（Permanent Mag-net Synchronous Motor，PMSM）.电机控制固件使用dsPIC30F外设，而数学运算则由DSP引擎完成。为充分利用dsPIC30F的特殊DSP运算性能，固件采用C语言编写，只有某些子程序采用汇编语言编写。应用特性·使用空间矢量调制（Space Vector Modulation，SVM）方法产生用于驱动PMSM电机各相的正弦电流·正弦电压与PMSM电机转子位置同步·四象限运行，可实现正向、反向和制动运行·基于数字比例一积分一微分（Proportional Integral Derivative，PID）控制的闭环转速控制·相位超前技术可实现更宽的调速范围·由dsPICODSC的DSP引擎实现小数数学运算
上传时间： 2022-07-05
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1.1特点·可以驱动12V~36V电机相连，电机额定电流不超过4A。·可以与有位置传感器和无位置传感器的无刷电机相连。·对于有位置传感器的无刷电机，可以根据霍尔传感器进行换相；对于无位置传感器的无刷电机，可以根据感应电动势进行换相。·可以与编码器相连进行准确位置控制。·可以进行正反转控制。·驱动电路和控制电路完全隔离，避免驱动部分给控制部分带来干扰。·可以与YXDSP-F28335A，YXDSP-F28335B相连。YX-BLDC系统主要包含两部分，分别为YX-BLDC的硬件系统与相应的测试软件。YX-BLDC采用驱动芯片+MOSFET的形式，可以将直流母线电压逆变成交流电压来达到对直流无刷电机的控制；YX-BLDC可与YX-28335相连，DSP输出的PWM经过隔离送入驱动芯片，后经MOSFET来达到对电机的变频调速。相应的测试软件包括以下几个部分：·有位置传感器无刷电机的开环控制·有位置传感器无刷电机的闭环控制，采用PID控制·无位置传感器无刷电机的开环控制·若与实验箱连，与上位机相连的有位置传感器的无刷电机的闭环PID控制
上传时间： 2022-07-05
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本文阐述了利用DRV8825驱动步进电机的工作原理、使用方法并给出了具体的硬件和软件设计。在此基础上介绍了德州仪器公司的步进电机驱动芯片DRV8825，该芯片具有片上 1/32 微步进分度器的 2.5A 双极步进电机驱动器,特别适合驱动小型步进电机。目前被广泛应用在3D打印机、微型步进电机上，具备一定的实用价值。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元，可以分别通过控制脉冲个数和频率，从而达到准确定位和调速的目的，在机电一体化产品中有着广泛的应用。设计中常用的步进电机又有单极型和双极型之分。相对而言，单极型电机虽然应用效率较低，但是驱动电路简单，在早些年有较大的成本优势，特别是在高电压、大电流的应用中。不过近年来，随着各大厂家双极型电机专用驱动芯片的大量推出，在性能不断提高的同时，价格也在不断下降，再综合了其占用 PCB 空间小，控制简单等优点[1-3].采用双极型电机及专用驱动芯片取代单极性电机已经成为了一种趋势。本文将介绍一种双极型电机专用控制芯片 DRV8825，并提供一个基于该芯片的打印机电机驱动电路设计方案。
上传时间： 2022-07-10
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