論文題目：基于DSP的無刷直流電機的控制系統(tǒng)設(shè)計Design of brushless DC motor control system based on DSP 
論文語種：中文
您的研究方向：電氣工程及其自動化
是否有數(shù)據(jù)處理要求：否
您的國家：中國
您的學(xué)校背景：上海交通大學(xué)（網(wǎng)絡(luò)教育）
要求字?jǐn)?shù)：8000字
論文用途：本科畢業(yè)論文
是否需要盲審（博士或碩士生有這個需要）：否

補充要求和說明

基于DSP的無刷直流電機的控制系統(tǒng)設(shè)計Design of brushless DC motor control system based on DSP 

摘要：無刷直流電機具有結(jié)構(gòu)簡單、維修維護便捷以及運轉(zhuǎn)安全可靠的優(yōu)點，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域中。DSP芯片是可以依據(jù)無刷直流電機控制特點研發(fā)的，能夠滿足無刷直流電機的控制需求。首先，無刷直流電機控制系統(tǒng)概況，分別討論了無刷直流電機的發(fā)展沿革，無刷直流電機的主要控制技術(shù)以及無刷直流電機控制系統(tǒng)研制的意義。其次，分析了無刷直流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并且研究了無刷直流電機的理論模型。接著，進行了無刷直流電機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計，討論了DSP芯片的發(fā)展歷程以及其基本特點。設(shè)計了基于TMS320LF2407A的無刷直流電機控制系統(tǒng)的硬件，討論的硬件的總體設(shè)計，設(shè)計了主電路、TMS320LF2407A控制模塊、驅(qū)動電路以及檢測和保護電路。最后，進行了基于DSP的無刷直流電機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計，討論了軟件開發(fā)平臺和程序設(shè)計思想。
關(guān)鍵詞：無刷直流電機；DSP芯片；硬件設(shè)計；軟件設(shè)計

Abstract: the brushless DC motor has the advantages of simple structure, convenient repair and maintenance and safe and reliable operation of the advantages, has been widely applied in various fields. The DSP chip is based on brushless DC motor control characteristics of the R & D, can meet the control requirements of Brushless DC motor. First of all, the brushless DC motor control system, the development history of the brushless DC motor are discussed, the main control technology of Brushless DC motor and the brushless DC motor control system development. Secondly, analyzes the basic structure and the work principle of Brushless DC motor, and studies the theory model of Brushless DC motor. Then, the hardware design of Brushless DC motor control system, discussed the development process of DSP chip and its basic characteristics. Design of TMS320LF2407A brushless DC motor control system based on the hardware design, discusses the hardware, designing the main circuit, TMS320LF2407A control module, drive circuit, detection and protection circuit. Finally, the software design of brushless DC motor control system based on DSP is designed, and the software development platform, and the design concept of program.
Key words: brushless DC motor; DSP chip; hardware design; software design;

近年來，電力電子技術(shù)不斷發(fā)展，新型的永磁材料不斷研制成功，無刷直流電機有了長足的發(fā)展。無刷直流電機具有結(jié)構(gòu)簡單、維修維護便捷以及運轉(zhuǎn)安全可靠的優(yōu)點，同時無刷直流電動機也具備效率高和調(diào)速性能好的優(yōu)勢，，因此，廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域中。
無刷直流電機的控制經(jīng)歷了模擬電路、集成電路、數(shù)�？刂齐娐芬约叭珨�(shù)字化控制電路幾個階段。目前，以數(shù)字信號處理器（DSP）為核心的控制電路是無刷直流電動機控制器的首選。DSP芯片是可以依據(jù)無刷直流電機控制特點研發(fā)的，具有許多優(yōu)點，例如，運算速度快、具有集成的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、PWM脈沖發(fā)生器以及數(shù)字I/O等，能夠滿足無刷直流電機的控制需求。此外，DSP具備強大的事件管理器，能夠執(zhí)行高精度的復(fù)雜算法。因此，設(shè)計以DSP為核心的控制系統(tǒng)能夠有效地應(yīng)用于無刷直流電機控制。

1、無刷直流電機控制系統(tǒng)概況

1.1. 無刷直流電機的發(fā)展概況
一個多世紀(jì)以來，電動機作為機電能量轉(zhuǎn)換裝置，其應(yīng)用范圍已遍及國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域及人們的日常生活之中。電動機的主要類型有：同步電動機、異步電動機與直流電動機三種，其容量小到幾瓦，大道上千萬瓦。眾所周知，電動機具有運動效率高和調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點，但傳統(tǒng)的直流電動機均采用電刷，以機械方法進行換向，因而存在相對的機械磨擦，由此帶來了噪聲、火花、無線電干擾以及壽命短等致命弱點，再加上制造成本高及維修困難等缺點，從而大大限制了它的應(yīng)用范圍，致使目前工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，大多數(shù)均采用三相異步電動機。
隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，人們生活水平的提高，需要不斷地開發(fā)各種新型電動機�？茖W(xué)技術(shù)的進步，新技術(shù)新材料的不斷涌現(xiàn)，更促進了電動機產(chǎn)品的不斷推陳出新。針對上述傳統(tǒng)直流電動機的弊病，早在本世紀(jì)30年代，就有人開始研制以電子換向來代替電刷機械換向的無刷直流電動機，并取得了一定的成果。但由于當(dāng)時的大功率電子器件僅處于初級發(fā)展階段，沒能找到理想的電子換向元器件。使得這種電動機只能停留在實驗室階段，無法推廣使用。1995年，美國的D.哈里森等人首次申請了應(yīng)用晶體管換向代替電動機機械換向的專利，這就是現(xiàn)代無刷直流電動機的雛形，但由于電動機尚無起動轉(zhuǎn)矩而不能產(chǎn)品化。爾后又經(jīng)過人們多年的努力，借助于霍爾元件來實現(xiàn)換向的無刷直流電動機終于在1962年問世，從而開創(chuàng)了無刷直流電動機產(chǎn)品化的新紀(jì)元。70年代以來，隨著電力電子工業(yè)的飛速發(fā)展，許多新型的高性能半導(dǎo)體功率器件，如GTR、MOSFET、IGBT等相繼出現(xiàn)，以及高性能的永磁材料，如杉鉆、欽鐵硼等的問世，均為無刷直流電動機的廣泛應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2、無刷直流電機的結(jié)構(gòu)和工作原理
3、基于DSP的無刷直流電機控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
4、基于DSP的無刷直流電機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

5、結(jié)論

無刷直流電機在電機驅(qū)動、機器人等領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用，具有較高的可靠性和較好的調(diào)速控制性能。此外電力電子技術(shù)、DSP技術(shù)以及控制技術(shù)有了質(zhì)的飛躍，從而為無刷直流電機的控制系統(tǒng)提供有利的開發(fā)平臺。
（1）系統(tǒng)的分析了無刷直流電機的工作原理，性能參數(shù)以及控制模型；
（2）在理論分析的前提下，利用TMS320LF2407A芯片設(shè)計了無刷直流電機控制系統(tǒng)的硬件，同時，設(shè)計了無刷直流電機的軟件，分別設(shè)計主程序和兩個中斷子程序。

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