基于DSP的调速电机控制器研究
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摘要
现代电力电子技术、微电子技术、专用集成芯片、电动机以及控制理论的发展大大的推动了电机控制理论在实践中的应用。电机控制器也逐渐朝着性能优化、结构简单的数字式方向发展。
为了获得调速范围宽、精度要求高、功能强大的实时电机控制器，本论文选用了德仪公司生产的电机专用数字信号处理DSP芯片，完成了调速电机控制器的设计与制造。并在此基础上分析了控制策略以及在位置检测、驱动、主功率电路应用等方面展开了讨论。完成了相关的硬件调试并在实际中加以检验。
本论文研制的数字式调速电机控制器体积小、功能灵活、可组合，适合于高精度、高效、宽变速控制的应用场合，为电机控制器的研发奠定了一定的硬件基础。
With the development of Electric Power and Electronic technology, Micro Electric technology, special integrated chips and the theory of Automatic control, the application of Motor control theory is widely extended in practice. Motor controller is gradually improving into Digital controller with optimal capacity and simple structure.
In order to get the Real-time Motor controller with wide speed scope, high precision and large ability, this paper has used the special Digital Signal Processor (DSP) made in Texas Instrument for Motor control to design and finish the speed adjustable Motor controller, analyzed the control methods and discussed the application in the fields of position testing, drive and power inverter circuit, completed related hardware testing and tested its functions.
The controller this paper developed has small volume, different capabilities and is easy to be united. It fits to the circumstance which is required high accuracy, high precision and wide speed adjusting scope. This paper has built up some hardware bases for the later designation.
为了获得调速范围宽、精度要求高、功能强大的实时电机控制器，本论文选用了德仪公司生产的电机专用数字信号处理DSP芯片，完成了调速电机控制器的设计与制造。并在此基础上分析了控制策略以及在位置检测、驱动、主功率电路应用等方面展开了讨论。完成了相关的硬件调试并在实际中加以检验。
本论文研制的数字式调速电机控制器体积小、功能灵活、可组合，适合于高精度、高效、宽变速控制的应用场合，为电机控制器的研发奠定了一定的硬件基础。
With the development of Electric Power and Electronic technology, Micro Electric technology, special integrated chips and the theory of Automatic control, the application of Motor control theory is widely extended in practice. Motor controller is gradually improving into Digital controller with optimal capacity and simple structure.
In order to get the Real-time Motor controller with wide speed scope, high precision and large ability, this paper has used the special Digital Signal Processor (DSP) made in Texas Instrument for Motor control to design and finish the speed adjustable Motor controller, analyzed the control methods and discussed the application in the fields of position testing, drive and power inverter circuit, completed related hardware testing and tested its functions.
The controller this paper developed has small volume, different capabilities and is easy to be united. It fits to the circumstance which is required high accuracy, high precision and wide speed adjusting scope. This paper has built up some hardware bases for the later designation.
引文
[1] TI公司．TMS320F／C24X DSP Controllers(CPU and Instruction Set)Reference Guide, 1999．
[2] TI公司．TMS320LF／LC240X DSP Controllers(System and Peripherals)Reference Guide,1999．
[3] Altera公司．FLEX10K Embedded Programmable Logic Family data sheet, 1998.
[4] Altera公司．MAX+PLUS Ⅱ Getting Started 1997
[5] 张雄伟，曹铁勇．DSP芯片的原理与开发应用。电子工业出版社，2000
[6] 武汉力源公司．TMS320F／C24X DSP控制器参考手册第一卷：CPU、系统和指令集。1998
[7] 武汉力源公司．TMS320F／C24X DSP控制器参考手册第二卷：外设模块。1998
[8] 宋万杰，罗丰，吴顺君．CPLD技术及其应用。西安电子科技大学出版社，1999
[9] 候伯亨，顾新．VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计。西安电子科技大学出版社，2000
[10] 阎石．数字电子技术基础。高等教育出版社，1989
[11] 汪国梁．电机学．机械工业出版社，1991
[12] 朱震莲．现代交流调速系统．西北工业大学出版社，1994
[13] 张琛．直流无刷电动机原理及应用。机械工业出版社，1995
[14] 李钟明，刘卫国．稀土永磁电机。国防工业出版社，1999
[15] 胡崇岳．现代交流调速技术。机械工业出版社，2000
[16] 丁道宏．电力电子技术。航空工业出版社，1992
[17] 张一工，肖湘宁．现代电力电子技术原理与应用。科学出版社，2000
[18] 李宏．实用GTR、MOSFET及IGBT驱动器集成电路使用技术。中国电工技术学会电力电子学会，1998
[19] TMS320F24X高速数字信号处理器原理与应用。北京闻亭科技发展有限公司，1998
[20] TMS320C2XX高速数字信号处理器原理与应用。闻亭公司编，1998
[21] 梁恩主，梁恩维．Protel 99 SE电路设计与仿真应用。清华大学出版社，2000
[22] 孙燕，刘爱民．Protel 99设计与实例。机械工业出版社，2000
[23] 易继锴，江祥贤等 电气传动自动控制原理设计。北京工业大学出版社，1997
[24] 皇立培，张学．变频器应用技术及电动机调速。人民邮电出版社，1998
[25] 陈伯时．交流调速系统。机械工业出版社，1998
[26] 戴广平．电机变频器与电力拖动。中国石化出版社，1999
[27] 张勇 电机拖动与控制。机械工业出版社，2001
[28] 王跃，何益宏．基于双DSP控制系统的电能质量调节器。中国电工技术学会电力电子学会第七次全国学术会议论文集，2000
[29] 芦刚．DSP、FPGA在IGBT模块数字控制中的应用。中国电工技术学会电力电子学会第七次全国学术会议论文集，2000
[2] TI公司．TMS320LF／LC240X DSP Controllers(System and Peripherals)Reference Guide,1999．
[3] Altera公司．FLEX10K Embedded Programmable Logic Family data sheet, 1998.
[4] Altera公司．MAX+PLUS Ⅱ Getting Started 1997
[5] 张雄伟，曹铁勇．DSP芯片的原理与开发应用。电子工业出版社，2000
[6] 武汉力源公司．TMS320F／C24X DSP控制器参考手册第一卷：CPU、系统和指令集。1998
[7] 武汉力源公司．TMS320F／C24X DSP控制器参考手册第二卷：外设模块。1998
[8] 宋万杰，罗丰，吴顺君．CPLD技术及其应用。西安电子科技大学出版社，1999
[9] 候伯亨，顾新．VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计。西安电子科技大学出版社，2000
[10] 阎石．数字电子技术基础。高等教育出版社，1989
[11] 汪国梁．电机学．机械工业出版社，1991
[12] 朱震莲．现代交流调速系统．西北工业大学出版社，1994
[13] 张琛．直流无刷电动机原理及应用。机械工业出版社，1995
[14] 李钟明，刘卫国．稀土永磁电机。国防工业出版社，1999
[15] 胡崇岳．现代交流调速技术。机械工业出版社，2000
[16] 丁道宏．电力电子技术。航空工业出版社，1992
[17] 张一工，肖湘宁．现代电力电子技术原理与应用。科学出版社，2000
[18] 李宏．实用GTR、MOSFET及IGBT驱动器集成电路使用技术。中国电工技术学会电力电子学会，1998
[19] TMS320F24X高速数字信号处理器原理与应用。北京闻亭科技发展有限公司，1998
[20] TMS320C2XX高速数字信号处理器原理与应用。闻亭公司编，1998
[21] 梁恩主，梁恩维．Protel 99 SE电路设计与仿真应用。清华大学出版社，2000
[22] 孙燕，刘爱民．Protel 99设计与实例。机械工业出版社，2000
[23] 易继锴，江祥贤等 电气传动自动控制原理设计。北京工业大学出版社，1997
[24] 皇立培，张学．变频器应用技术及电动机调速。人民邮电出版社，1998
[25] 陈伯时．交流调速系统。机械工业出版社，1998
[26] 戴广平．电机变频器与电力拖动。中国石化出版社，1999
[27] 张勇 电机拖动与控制。机械工业出版社，2001
[28] 王跃，何益宏．基于双DSP控制系统的电能质量调节器。中国电工技术学会电力电子学会第七次全国学术会议论文集，2000
[29] 芦刚．DSP、FPGA在IGBT模块数字控制中的应用。中国电工技术学会电力电子学会第七次全国学术会议论文集，2000