本文關(guān)鍵詞：基于DSP的電機(jī)控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在工業(yè)控制領(lǐng)域中,例如在運(yùn)動(dòng)控制過(guò)程中,速度與位置要保證高度的精確性,電機(jī)控制技術(shù)顯得尤為重要。隨著各種微控制器的出現(xiàn),電機(jī)的數(shù)字控制成為主流,并且硬件的高度集成以及模塊化成為今后的發(fā)展趨勢(shì)。本課題將DSP技術(shù)應(yīng)用到電機(jī)控制中,建立電機(jī)控制級(jí)平臺(tái),設(shè)計(jì)了電機(jī)控制平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu),在此基礎(chǔ)上以DSP控制器為核心,建立了電機(jī)控制平臺(tái)的硬件,實(shí)現(xiàn)了以直流電機(jī)為驅(qū)動(dòng)的單級(jí)旋轉(zhuǎn)倒立擺控制及永磁同步電機(jī)(PMSM)的高性能矢量控制,但并不局限于對(duì)上述電機(jī)的控制,本系統(tǒng)同樣可以為其他類(lèi)型電機(jī)控制提供有效的理論和實(shí)際驗(yàn)證平臺(tái)。在實(shí)現(xiàn)上述兩種電機(jī)控制的基礎(chǔ)上,對(duì)PMSM無(wú)速度傳感器控制進(jìn)行了Matlab仿真研究,基于模型參考自適應(yīng)(MRAS)方法搭建了Simulink仿真模型,為今后無(wú)速度傳感器控制在電機(jī)控制平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。論文首先介紹了電機(jī)控制的發(fā)展現(xiàn)狀,以TI公司DSP2812為主控制器設(shè)計(jì)了硬件系統(tǒng),包括驅(qū)動(dòng)板,控制板,電源模塊,信號(hào)處理模塊等,其次針對(duì)倒立擺系統(tǒng)和永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)編寫(xiě)了相應(yīng)的軟件,包括ADC電流采樣程序,計(jì)算轉(zhuǎn)速程序,采用PID算法處理速度環(huán)和電流環(huán),PWM波形生成程序等,通過(guò)對(duì)系統(tǒng)調(diào)試得出的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和波形表明,控制過(guò)程穩(wěn)定,效果良好。最后對(duì)PMSM無(wú)速度傳感器控制進(jìn)行了Matlab仿真研究,通過(guò)推導(dǎo)PMSM的電流模型,結(jié)合波波夫超穩(wěn)定理論得出了電機(jī)轉(zhuǎn)速的自適應(yīng)率,基于MRAS方法搭建了Simulink仿真模型,仿真結(jié)果表明該方法的有效性,為今后在DSP上實(shí)現(xiàn)無(wú)傳感器控制算法奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：直流電機(jī) DSP2812 旋轉(zhuǎn)倒立擺 永磁同步電機(jī) 矢量控制 模型參考自適應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：渤海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM301.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 1 緒論13-16
• 1.1 課題研究的背景及意義13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r13-14
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容14-16
• 2 旋轉(zhuǎn)倒立擺控制與永磁同步電機(jī)矢量控制16-27
• 2.1 直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型16-17
• 2.2 倒立擺機(jī)械模型17
• 2.3 倒立擺控制總體框圖17-18
• 2.4 坐標(biāo)變換18-20
• 2.5 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型20-21
• 2.6 空間電壓矢量PWM控制技術(shù)(SVPWM)21-25
• 2.6.1 判斷合成電壓矢量us所在的扇區(qū)23-24
• 2.6.2 相鄰電壓矢量的作用時(shí)間的計(jì)算24
• 2.6.3 SVPWM的產(chǎn)生24-25
• 2.7 矢量控制策略25-26
• 2.8 永磁同步電機(jī)矢量控制硬件結(jié)構(gòu)圖26
• 2.9 本章小結(jié)26-27
• 3 電機(jī)控制平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)27-34
• 3.1 電機(jī)控制平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)27-28
• 3.2 電機(jī)控制平臺(tái)硬件電路設(shè)計(jì)28
• 3.3 電機(jī)控制板電路設(shè)計(jì)28-30
• 3.3.1 TMS320F2812介紹28-29
• 3.3.2 電平轉(zhuǎn)換電路29
• 3.3.3 信號(hào)調(diào)理電路29-30
• 3.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板電路設(shè)計(jì)30-33
• 3.4.1 功率回路設(shè)計(jì)31
• 3.4.2 母線(xiàn)電壓采集電路31-32
• 3.4.3 過(guò)壓保護(hù)電路32
• 3.4.4 相電流采集電路32-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)34-49
• 4.1 倒立擺系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)34-40
• 4.1.1 系統(tǒng)流程圖34
• 4.1.2 擺桿的倒立狀態(tài)檢測(cè)34-35
• 4.1.3 PID算法介紹35
• 4.1.4 直流電機(jī)位置伺服控制35-36
• 4.1.5 擺桿的倒立穩(wěn)定控制36-37
• 4.1.6 倒立擺自起擺控制37
• 4.1.7 測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果37-40
• 4.2 永磁同步電機(jī)矢量控制軟件設(shè)計(jì)40-47
• 4.2.1 程序流程圖40-41
• 4.2.2 下溢中斷程序41-42
• 4.2.3 轉(zhuǎn)子初始位置定位42-43
• 4.2.4 電機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算43
• 4.2.5 電機(jī)電角度與機(jī)械角度的計(jì)算43
• 4.2.6 轉(zhuǎn)速和電流PI調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)43-45
• 4.2.7 SVPWM的產(chǎn)生45-46
• 4.2.8 測(cè)試結(jié)果46-47
• 4.3 本章小結(jié)47-49
• 5 永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器仿真研究49-57
• 5.1 模型參考自適應(yīng)(MRAS)方法49-50
• 5.2 永磁同步電機(jī)自適應(yīng)率50-53
• 5.3 基于MRAS永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器Matlab仿真分析53-55
• 5.4 仿真結(jié)果55
• 5.5 本章小結(jié)55-57
• 總結(jié)與展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 發(fā)表論文情況62-63
• 致謝63-64

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本文編號(hào)：356018