文中设计完成了以数字信号处理器DSP为控制核心,以智能控制功率模块IPM为驱动,以无刷直流电机作为伺服电机的一套高性能的电梯门机交流伺服系统。 论文阐述了设计的目的,给出了电机的选择,介绍了无刷直流电机的优点;说明了门机运行曲线的形成及加减速运行时按S曲线方式运行的优点,并给出了加减速运行时S曲线的具体形成方法;针对门机控制系统的控制策略进行了详细的研究,将自适应控制理论引入了电梯的门机控制系统中,并针对模型参考自适应控制的方法进行了分析,该方法的实施使系统的性能得到了提高。 系统采用TMS320LF2407A作为电梯的门机控制系统的核心控制器,对TMS320LF2407A作了详细的介绍。文中对系统采用了全数字化设计,完成了总体硬件电路的设计,主要包括计算控制电路、信号采集电路、键盘输入及显示电路、驱动及保护电路等,并对每一部分电路的设计进行了具体的说明;驱动电路选用了智能控制功率模块IPM,并针对所选模块进行了说明。 在系统软件设计中,采用对曲线进行离散的方式,给出了门机运行的参考模型,并根据采集的信号与参考模型进行对比,求出加/减速运行时S曲线实现的补偿算法;并针对运行参数变化的影响,提出了对门机系统进行自适应控制的方法,给出了系统软件的流程。 通过对系统的硬件及软件的设计,实现了对电梯门机系统安全、可靠、平稳控制的目的。
上传时间: 2013-06-22
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近年来,随着永磁材料的发展,永磁同步电机应用日益广泛。永磁同步电机根据反电动势和电流波形的不同,可分为梯形波永磁同步电机(无刷直流电机)和正弦波永磁同步电机(永磁同步电机)。正弦波永磁同步电机为实现其正弦波驱动控制需要连续的转子位置信号,通常采用机械位置传感器(旋转变压器、光电编码器等),机械位置传感器虽可以提供高精度的转子位置信息,但其体积大,价格高,增加了转子的惯量,且性能易受环境因素的影响,限制了永磁同步电机的应用场合。近年来受到广泛的关注的无位置传感器技术,是通过检测反电动势(电压)或电流等过零点获取转子的位置信号,此技术虽取消了机械位置传感器,但存在控制复杂,位置检测精度不高,运行转速范围受到限制等问题。为解决上述问题,本文研究采用低成本的低分辨率位置传感器取代机械位置传感器,通过位置估算法得到高分辨率的转子位置信号,以实现永磁同步电机的正弦波驱动控制问题。 首先,本文分析了传统的采用位置区间的平均速度和采用平均速度并引用平均加速度实现位置估算法的原理,针对其不足提出了一种改进的方法,该法通过对位置区间初始速度的估算,可以显著提高速度、位置的估算精度。本文建立上述三种位置估算法的Matlab仿真模型,并对其进行了仿真研究,仿真结果表明:改进位置估算方法即使在加减速等动态性能过程中也能保持较小的位置误差,性能明显优于传统的方法。 其次,完成了以TI公司的数子信号处理器(DSP)TMS320LF2407A为主控芯片,以IR公司IR2110为驱动芯片采用低分辨率位置传感器的正弦波永磁同步电机控制系统的硬件电路的设计和调试工作。探讨了正弦波永磁同步电机在采用无电流传感器的电流开环控制时的控制策略问题。在此情况下电压相位角φ对电机运行性能有重要的影响,为得到最佳的φ=f(ω)曲线,需根据负载特性进行优化。 最后,完成了基于TMS320LF2407A采用低分辨率位置传感器的正弦波永磁同步电机的软件设计,文中详细讨论了位置估算程序和实现SVPWM程序的设计和调试,并对其进行了实验验证。
上传时间: 2013-07-23
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为设计高性能、低损耗的电机,需要准确地分析电机铁耗。本文从铁磁材料的磁化特点出发,以分离铁耗模型为基础,对交变磁化以及旋转磁化条件下铁磁材料和电机的铁耗进行分析和计算,分别从理论和实践角度着重就电机铁耗计算和测量中的一些相关问题作了深入研究。 按照分离铁耗模型,铁心损耗可以分成磁滞损耗、涡流损耗和异常损耗。本文首先从交流磁滞回线的产生机理出发,在Preisach静态磁滞模型的基础上,利用极限磁滞回线的对称性,采用人工神经网络技术,建立了Preisach人工神经网络磁滞仿真模型,实现了对铁磁材料交流磁滞回线的理论计算,为磁滞损耗的理论分析和计算奠定了基础;为对交流磁滞回线进行实测,本文给出了一种采用爱泼斯坦方圈测量铁磁材料交流磁滞回线与磁滞损耗的新方法,该方法克服了环形样片测量法的不足,操作简单,且测量精度高,具有较好的实用价值。利用该方法得到的实验数据很好地验证了理论计算结果。 对涡流损耗以及异常损耗的计算模型,本文系统地给出了其推导过程,对模型中的参数进一步加以明确,并对模型的特点进行了分析。铁磁材料异常损耗计算模型是基于统计学原理推导而来的,模型中参数的确定涉及到铁磁材料的微观特性,本文给出了通过实验确定其参数的具体方法;考虑到工程中异常损耗计算模型是其理论模型的简化形式,文中对两者的差别进行了分析。 在分析电机铁耗时,既要考虑铁心材料本身的损耗特性,也要考虑电机供电方式以及铁心中磁场变化等因素对铁耗的影响。在对铁磁材料损耗特性分析的基础上,本文考虑到局部磁滞回环对电机铁耗的影响,推导了计及局部磁滞作用的电机铁耗模型,并从理论上对C.P.Steinmetz的磁滞损耗经验公式进行了验证,从而明确了公式中经验系数的物理意义;同时通过实验研究,分析了磁化频率对磁滞损耗系数的影响,提出了在磁化频率较高时分段确定磁滞损耗系数的方法;考虑到现代电机控制策略以及供电方式的多样性,本文对正弦波、方波以及三角波电压供电时铁心材料的交变铁耗模型分别进行了推导,给出了其解析表达式,并通过实测证明了模型的有效性;对SPWM这类应用较为广泛的非正弦供电方式,推导了电机交变损耗的一般计算模型,分析了SPWM变频器供电时电机铁耗与变频器参数的关系,给出了其关系的数量表达式; 同时采用改进的爱泼斯坦方圈试验平台对非正弦供电条件下的铁磁材料损耗和电机铁耗进行了实验研究。 考虑到电机铁心制造过程中冲压对铁心材料特性的影响,本文提出了一套简便的对铁磁材料进行冲压影响研究的实验方法,利用该方法,有效地对材料的冲压影响特性进行了分析。在实验研究的基础上,本文推导了考虑冲压影响时的铁磁材料损耗的修正系数,从而在传统交变铁耗分离模型的基础上,建立了计及冲压影响的电机铁耗计算模型。对模型中引入的冲压影响修正系数,给出了详细的推导过程和明确的计算方法,从而使传统的经验修正方法得到改善。 在旋转电机中,除交变磁化外,同时还存在大量的旋转磁化。本文对旋转磁化的物理机理进行了初步探讨,分析了旋转磁化条件下的损耗特点,系统介绍了当前铁磁材料旋转磁化性能以及旋转磁化损耗实验测量和理论计算的方法和手段。 在以上铁耗理论的基础上,充分考虑铁心的非线性及磁滞特性,本文建立了一般条件下的铁心动态电路模型,并将该模型应用于异步电动机铁心等效电路中,推导了异步电动机动态铁耗的分离等效电阻。以一台三相异步电动机为样机,采用以上铁耗的动态分离等效电阻,有效地对电机铁耗进行了分离,从而为深入研究电机的动态铁耗特性提供了便利。 论文最后以一台永磁无刷直流电机为例,对电机的运行特性以及铁心损耗进行了分析计算。分析中应用场路结合法,建立了永磁无刷电机换流等效电路模型,采用镜像法建立了深槽无刷电机电枢反应分析模型;在电机铁耗分析中,推导了考虑旋转磁化的电机铁耗工程计算模型,对样机铁耗进行了理论计算,并通过构建实验平台,对旋转磁化条件下的样机空载铁耗进行了测量,最终理论值与实测值吻合良好,证明了上述方法的有效性。
上传时间: 2013-07-02
上传用户:不挑食的老鼠
单片机与DSP之间通信问题一直是大家关注得焦点,目前已出现的不少解决方案但大多针对于5V工作电压的DSP系 统,笔者对诸方案进行详细比较分析,发现多数并未从根本上解决不同系统之间通信的电平转换问题,面对工作电压并不唯一的 DSP芯片系列,在此提出一种全新的串行通信模式,经济有效地解决了通信中电平转换问题可靠地实现数据交换,并且在实际开发 的直流无刷电机变频器人机界面与控制核心TMS320LF2407 DSP之间串行通信中验证了其可行性。
上传时间: 2013-07-18
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随着国民经济的飞速发展,传统的电机已无法满足当前工程的要求,其作用也由过去简单的起停控制、提供动力上升到要求对其速度、位置、转矩等进行精确的控制,并能实现快速加速、减速、反转以及准确停止等,使被驱动的机械运动符合于集的要求。在集成电路、现代电子技术及控制理论飞速发展的今天,电机控制技术也得到了飞快的发展,电机控制器也由模拟分立元件构成的电路向数模混合、全数字方向发展。本论文主要研究了FPGA芯片在电机控制器中的应用。 论文首先对无刷直流电机系统进行了综合性论述。对系统的组成、及系统中主要部分:如位置传感器、逆变器和功率器件、供电直流电源进行了较详细的说明;并且提出了与本研究相关的控制机理和实施方案。 其次,论文对FPGA芯片的特点及配置电路、以及以FPGA-FLEX10K10为核心的控制器电路的组成进行了较详细的论述;同时对超高速集成电路硬件描述语言(VHDL)的特点和应用进行了研究;并提出了应用FPGA芯片对电机速度进行控制的系统构成及工作原理。 论文还对FPGA芯片与DSP芯片共同完成电机控制的方案进行了论述,利用ALTERA公司的FPGA芯片完成了电机控制器的设计、制造和调试,并在此基础上分析研究了利用此控制器对无刷直流电机进行调速控制的方法;两种控制器共同工作,组合方便、功能强大,适合在高精度、高效、宽变速控制的应用场合下,可对电机实现精度更高、策略更复杂的控制。 论文最后还对在具体产品中的应用效果及行了简单分析。
上传时间: 2013-08-04
上传用户:小鹏
本文结合无位置传感器永磁无刷直流电动机控制系统的开发,以Microchip 公司的PIC18F452 单片机为主控器件,采用嵌入式实时操作系统μC/OS-II 作为软件开发平台,详细讨论了嵌入
上传时间: 2013-04-24
上传用户:fhzm5658
·内容简介: 电动机的数字控制是电动机控制的发展趋势,用单片机对电动机进行控制是实现电动机数字控制的最常用的手段。本书详尽、系统地介绍直流电动机、交流电动机、步进电动机和无刷直流电动机这些常用电动机的控制原理和采用单片机进行控制的方法。结合这些控制原理和方法的介绍,给出了单片机控制电路和软件。同时,还介绍用于电动机驱动的常用功率元器件的特性和驱动电路,用于电动机闭环控制的常用传感器的原理以及与单片
上传时间: 2013-06-09
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CCS环境下编写代码,DSP2812的SPI总线程序,方便使用DSP2812 无刷有位置传感器直流电机 开环控制例程 开发环境 CCS
上传时间: 2013-04-24
上传用户:万有引力
·摘 要:在他励直流电机的数学模型的基础上,得到了单反馈闭环控制的直流调速系统的结构。以MSP430为核心设计了直流调速系统的电机驱动和光电码盘反馈控制电路,研究了增量式PID控制算法和MSP430程序,实现了低成本的直流电机转速无静差控制方法。[著者文摘]
上传时间: 2013-04-24
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·【英文题名】 Research of Speed Regulate System of Three Phase BLDCM Based on DSP 【作者中文名】 刘桂芬; 【导师】 孟庆春; 【学位授予单位】 辽宁工程技术大学; 【学科专业名称】 控制理论与控制工程 【学位年度】 2007 【论文级别】 硕士 【网络出版投稿人】 辽宁工程技术大学 【网络出版投稿时间】 2006-01-02 【
上传时间: 2013-06-19
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