基于DSP的高速無(wú)刷直流電機(jī)智能控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)刷直流電機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、效率高、無(wú)勵(lì)磁損耗以及調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、辦公自動(dòng)化設(shè)備、家電、汽車、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。TI公司的TMS320C28x系列DSP是專門用于工控領(lǐng)域的DSP芯片，具有強(qiáng)大的處理能力和豐富的片載外設(shè)，非常適合應(yīng)用于無(wú)刷直流電機(jī)控制。
　　 本文在對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理進(jìn)行詳細(xì)闡述的基礎(chǔ)上，建立了比較完善的無(wú)刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)無(wú)刷直流電

2、機(jī)控制器的研究現(xiàn)狀，針對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的性能控制問(wèn)題提出了基于DSP的高速(100000rad/min)、大功率(5kw)無(wú)刷直流電機(jī)智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，對(duì)高電壓、大電流控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件電路及軟件程序的設(shè)計(jì)。
　　 系統(tǒng)控制核心采用TI公司的TMS320F2812控制芯片。系統(tǒng)控制的無(wú)刷直流電機(jī)采用霍爾元件作為位置反饋機(jī)制，系統(tǒng)在給出控制轉(zhuǎn)速的同時(shí)，不斷采集霍爾反饋的電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速，以修正控制轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制

3、。系統(tǒng)在硬件結(jié)構(gòu)上分為控制、驅(qū)動(dòng)、電源、顯示、電壓轉(zhuǎn)換五大模塊電路，各電路板之間采用磁耦進(jìn)行隔離?？刂瓢迨钦麄€(gè)系統(tǒng)的核心，承擔(dān)了系統(tǒng)的控制功能，包括電機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)、控制以及啟動(dòng)外圍保護(hù)電機(jī)安全工作的附加設(shè)備等，主要包括DSP接口電路、與計(jì)算機(jī)通信的MAX485通信電路、故障報(bào)警電路等。驅(qū)動(dòng)板主要采用功率驅(qū)動(dòng)芯片IR2181對(duì)西門康的SKM100GB128D IGBT模塊進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。同時(shí)在硬件電路上安裝了鍵盤和LCD顯示模塊，

4、可以設(shè)置和顯示電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
　　 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分，下位機(jī)和上位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)。下位機(jī)主要包括DSP中電機(jī)控制模塊程序設(shè)計(jì)、MyBIOS操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和相關(guān)的中斷服務(wù)子程序設(shè)計(jì)。電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制算法主要采用PID算法，通過(guò)采集電機(jī)轉(zhuǎn)速，與指令轉(zhuǎn)速相比較后，用PID算法不斷修正給出的控制轉(zhuǎn)速值，最終讓電機(jī)穩(wěn)定在目標(biāo)轉(zhuǎn)速上。在上位機(jī)的程序設(shè)計(jì)中，采用VB編寫電機(jī)控制的操作界面，并應(yīng)用RS485通信實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)交互