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创建时间:05-09

基于DSP的无刷直流电机调速系统设计

摘要:本文对永磁无刷直流电动机的工作原理和调度方法进行了研究,提出了基于DSP的无刷直流电动机调速控制系统的硬件设计方案。文中首先简要地介绍了无刷电动机控制的发展概况及趋势,以及永磁无刷直流电动机和TMS320LF2407 DSP的结构和特点。在本系统的硬件设计中,处理器采用TMS320LF2407数字信号处理器(DSP);采用IR2130对功率变换电路进行驱动;并设计了电流、位置和速度信号的采集电路;同时重视对器件的保护,设计了过压和过流保护电路,设计方案达到了设计任务的要求。
关键词: DSP,TMS320LF2407,直流无刷电动机,速度控制系统。
 
Design on the Speed Control System for Brushless DC Motor Using DSP
ABSTRACT:This paper studied the principle of work and the dispatcher method of Brushless DC Motor, and brought forward the project of the designing on the speed control system for BLDC motor using DSP. In the paper, the development and direction of BLDC motor as well as is introduced in brief first, and the structure and characteristics of TMS320LF2407 DSP and BLDC motor as well as is introduced. In this system hardware design, the system used TMS320LF2407 DSP as microprocessor, and used IR2130 droved the power transfer circuit. And the signal-sampling circuits of the current, position, speed were also designed. At the same time, the protection of devices should still be attached importance to, so designed the protection circuit of excess current and excess voltage. The control system studied in the paper meets the requirements of design task. 
Keywords:DSP(Digital Signal Processor), TMS320LF2407, Brush Less Direct Current Motor, the Speed Control System. 
 
课题主要内容和要求
本课题主要内容是实现以DSP为控制核心以永磁无刷直流电机为控制对象的转角控制系统的硬件设计。
要求:通过查阅相关资料,对永磁无刷直流电机工作原理和控制方法有一定的理解;学习并掌握利用DSP控制永磁无刷直流电机的一般方法与技巧;完成系统硬件电路的设计,并调试成功;完成文献综述、开题报告及毕业设计说明书的撰写工作。  


目 录
摘要    I
ABSTRACT    II
第1章 绪论    1
1.1 引言    1
1.2 无刷直流电动机的发展    1
1.3 数字信号处理器DSP在无刷直流电机控制中的应用    2
1.4 本文的主要内容    3
第2章 无刷直流电机的组成及工作原理    4
2.1 引言    4
2.2 无刷直流电机的基本组成    4
2.2.1 电动机本体    5
2.2.2 位置传感器    5
2.2.3 逆变器    7
2.3 无刷直流电动机的基本工作原理及主电路的工作方式    7
2.3.1 无刷直流电动机的工作原理    7
2.3.2 无刷直流电动机的主电路及其工作方式    8
2.4 无刷直流电动机速度控制策略    10
2.4.1 直流无刷电动机及其调速系统的特点    10
2.4.2 无刷直流电机的控制方法    10
2.4.3 调速策略的选择    11
2.5 本文所采用电机的额定参数    12
第3章 数字信号处理器的结构与特性    13
3.1 引言    13
3.2 TMS320LF2407的结构特点    14
3.3 TMS320LF2407的主要模块介绍    15
3.3.1事件管理器简介    15
3.3.2 模数转换模块    16
3.4 PWM波形的产生    17
第4章 无刷直流电机控制系统硬件设计    18
4.1 引言    18
4.2 基于DSP的无刷直流电动机的调速系统研究    18
4.2.1 系统运行方式的确定    19
4.2.2 采样周期的选择    19
4.2.3 无刷直流电机的速度方法的选择    20
4.2.4 无刷直流电机PWM调速控制    20
4.2.5 控制系统的工作原理    21
4.3 整体设计的方案    22
4.4 电源电路的设计    23
4.5 系统功率变换器的设计    24
4.5.1 系统功率变换器的基本类型    24
4.5.2 功率变换器中开关元件的选择及其电路设计    24
4.5.3 开关元件的驱动电路的设计    26
4.6 系统检测电路的设计    27
4.6.1 速度检测电路的设计    27
4.6.2 电流检测电路的设计    29
4.7 系统保护环节的设计    30
4.7.1 过压保护电路的设计    30
4.7.2 过电流保护电路的设计    31
4.8 控制显示面板设计    32
4.8.1 键盘控制的设计    32
4.8.2 数码显示的设计    33
第5章 无刷直流电动机控制系统的软件    34
5.1 引言    34
5.2 主程序的设计    34
5.3 相电流检测    36
5.4 转子位置检测    36
5.5 速度检测    37
5.6 控制与显示的设计    37
结束语    39
参考文献    40
致谢    43
附录    43

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