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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1. 研究内容设计的主要内容包括：（1）指纹采集器采集指纹；（2）用STM32实现系统控制；（3）用按键对采集到的指纹增加和删除指纹；（4）在TFT LCD液晶屏上显示图像；2.系统总体设计方案控制器硬件电路总体框图如图1所示。本系统由微控制芯片，指纹采集模块，数据显示电路，按键电路和电源电路组成。电源上电后，通过指纹采集电路采集指纹。按键电路可以通过按键来增加指纹和删除指纹，这部分具有断电不丢失指纹数据的功能。本设计首先需要STM32这样的智能器件,本文所要实现的功能主要包括,指纹的识别、指纹的对比、指纹的输入。指纹模块作为本设计的核心,液晶显示屏是人机交互的载体。只有通过液晶显示屏,才能真真的知道指纹识别的过程和结果。STM32作为主控芯片,接收按键输入的指令,并且总体控制指纹模块工作的整个过程,并将结果实时和操作的过程实时的显示在液晶显示器上面。
上传时间： 2022-07-01
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温度是一个很重要的物理量，它直接影响化学反应、发酵、煅烧、浓度、蒸馏、结晶以及空气流动等物理及化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、质量和产量等一系列问题。温度测量无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，而单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。特别是在环境恶劣或温度较高等场合下，为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度、节约能源，要求对加热炉内温度进行测量、显示、报警及控制，使之达到工艺标准，以单片机为核心设计的温度测量系统，可以对温度进行实时测量，并将温度数据进行显示和报警以及进行相应控制。1.2温度测量及其报警系统的国内外情况温度检测系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总的发展水平仍然不高，和日本、德国、美国等先进国家相比有着较大的差距。采用51单片机来对温度进行检测和控制，不仅具有成本低廉、控制方便和灵活性大等优点，而且可以提高被控温度的技术指标，从而提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的处理问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
上传时间： 2022-07-01
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本设计介绍的是一款最小系统板，附原理图/PCB源文件。方便网友自己DIY制作。MSP430F5438A是16 位超低功耗微控制器，256KB 闪存、16KB RAM、12 位 ADC、4 个 USCI、32 位 HW 乘法器。MSP430F538A最小系统板特点：
上传时间： 2022-07-02
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从并网逆变器主电路和同步发电机等效电路的对应关系出发，提出模拟同步发电机转子的运动方程、有功－频率下垂特性与无功－电压下垂特性的虚拟同步发电机（ＶＳＧ）外环控制策略。 引入虚拟阻抗模拟同步发电机定子电气方程的电压环，和基于准比例谐振控制器的电流环共同构成应用于储能系统并网逆变器的ＶＳＧ 控制策略。 建立应用于储能系统并网逆变器的 ＶＳＧ 动态小信号模型，分析其参与电网需求响应的机理。 推导得出 ＶＳＧ 参与电网调压／ 调频需求响应的动态模型，为研究电网电压／ 频率波动时 ＶＳＧ 无功／ 有功输出特性提供依据；进而在保证有功环、无功环的稳定性与调压／ 调频动态性能的条件下，总结得到 ＶＳＧ 关键参数的整定方法。 最后通过仿真与实验验证了所提 ＶＳＧ 参与电网调压／ 调频动态模型的正确性与参数整定方法的有效性。
上传时间： 2022-07-04
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电动汽车电池管理系统BMS主要用于对电动汽车的动力电池参数进行实时监控、故障诊断、SOC估算、行驶里程估算、短路保护、漏电监测、显示报警，充放电模式选择等，并通过CAN总线的方式与车辆集成控制器或充电机进行信息交互，保障电动汽车高效、可靠、安全运行。实时跟踪电池运行状态及参数检测：实时采集电池充放电状态，采集数据有电池总电压，电池总电流，每个电池箱内电池测点温度以及单体模块电池电压等。由于动力电池都是串联使用的，所以这些参数的实时，快速，准确的测量是电池管理系统正常运行的基础。剩余电量估算：电池剩余能量相当于传统车的油量。荷电状态（SOC）的估算是了为了让司机及时了解系统运行状况。实时采集充放电电流、电压等参数，并通过相应的算法进行剩余电量的估计。充放电控制：根据电池的荷电状态控制对电池的充放电，当某个参数超标如单体电池电压过高或过低时，为保证电池组的正常使用及性能的发挥，系统将切断继电器，停止电池的能量供给和释放。
上传时间： 2022-07-05
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近年来地球的环境恶化问题使得新能源汽车受到人们的重视。动力电池是决定着纯电动汽车的各方面性能的核心部件。电池管理系统（BMS）与整车控制器和充电机进行通讯，对动力电池组的充放电过程进行控制和保护，对各单体进行均衡控制，并根据一定的算法来估计动力电池组的电量状态（SOC），为驾驶员提供续航信息。整车企业及电池厂商需要针对电池管理系统的测试设备来验证考核BMS系统，以选配合适的BMS应用于动力电池组的管理。然而，电池管理系统作为一个技术尚未完全成熟的部件，其测试验证还没有统一的行业规范。本文首先对BMS的必要性和主要功能作了详细的分析，BMS的主要功能有对动力电池状态数据的采集、对动力电池进行充放电保护和热管理、估算动力电池的SOC、对动力电池中各单体电池进行均衡及与整车和充电机通讯。本文研究了锂电池Thevenin模型的参数识别方法并将开路电压法、安时积分法和扩展卡尔曼滤波法结合起来用于SOC估计。在这些工作的基础上，为某混合动力公交车的动力电池开发了一款BMS。该BMS采用主从式结构，主控制模块主要对负责总电压总电流的信号采集、动力电池的SOC进行估计、绝缘检测、与整车通讯等功能，从控模块实现单体电压、电池组温度采集和单体均衡等功能。为了检测该BMS的功能和精度，为电池组选配合适的BMS系统，创新性地设计了BMS测试验证系统。本文详细说明了该系统的总体方案和设计原理，并对BMS验证系统的输出精度作了详细的测试，数据表明其输出信号具有良好的精度，可以用于BMS产品的测试试验。
上传时间： 2022-07-05
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