高功率有刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著現(xiàn)有的工業(yè)電氣傳動(dòng)、自動(dòng)控制和家電領(lǐng)域?qū)﹄姍C(jī)控制產(chǎn)品需求的增加，嵌入式控制的市場(chǎng)不斷擴(kuò)大。用戶希望能在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中集成更多的功能，達(dá)到更高的性能。數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)是實(shí)現(xiàn)上述要求的理想器件。自嵌入式DSP進(jìn)入電機(jī)控制領(lǐng)域后，如今流行的方法是使用高性能的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)解決了電機(jī)控制器不斷增加的計(jì)算量和速度需求。將一系列外圍設(shè)備如模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)、脈寬調(diào)制發(fā)生器(PWM)和數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)內(nèi)核集成在一起，獲得一

2、個(gè)功能強(qiáng)大又非常經(jīng)濟(jì)的電機(jī)控制專用的DSP。
　　本文以美國(guó)德州儀器公司(TI)的TMS320F2812A來(lái)介紹電機(jī)控制專用DSP在電機(jī)控制領(lǐng)域的應(yīng)用。設(shè)計(jì)具有轉(zhuǎn)速檢測(cè)、電流檢測(cè)的直流電動(dòng)機(jī)的雙閉環(huán)負(fù)反饋控制算法，并結(jié)合控制勵(lì)磁來(lái)進(jìn)行勵(lì)磁直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的解決方案。充分利用TMS320F2812A DSP提供的強(qiáng)大控制功能和高速運(yùn)算的能力，進(jìn)行兩個(gè)相同的勵(lì)磁直流電動(dòng)機(jī)的并行控制。本文較傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)控制電樞電壓的大小和極性

3、來(lái)控制直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和轉(zhuǎn)動(dòng)方向，使用了控制勵(lì)磁進(jìn)行換向，控制勵(lì)磁進(jìn)行減速的理論，在控制方法上具有一定的特點(diǎn)。本控制系統(tǒng)的控制功率高，控制速度范圍大，速度跟隨性要求高。同時(shí)，受益于TMS320F2812A DSP所支持的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)DSP/BIOS進(jìn)行系統(tǒng)資源管理、中斷控制、多任務(wù)調(diào)度，以及操作系統(tǒng)各種系統(tǒng)資源的支持，設(shè)計(jì)的程序無(wú)論從穩(wěn)固性和實(shí)時(shí)性都比沒有操作系統(tǒng)支撐的程序有較大的提升。
　　本文第一章介紹課題的背景及意

4、義；第二章描述直流電動(dòng)機(jī)的控制理論和控制原理；第三章描述嵌入式控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和DSP的硬件資源；第四章描述嵌入式控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)；第五章描述了實(shí)驗(yàn)及結(jié)果。
　　嵌入式系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)詳細(xì)描述DSP的事件管理器產(chǎn)生系統(tǒng)需求的PWM波形；利用正交編碼脈沖(QEP)進(jìn)行轉(zhuǎn)速測(cè)定；使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)進(jìn)行控制信號(hào)的采集；利用轉(zhuǎn)速環(huán)－電流環(huán)雙閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)理論實(shí)現(xiàn)算法；利用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)DSP/BIOS進(jìn)行資源管理和多線程程