基于dsp的电机控制系统的研究（可复制论文）.pdf

西北工业大学
硕士学位论文
基于DSP的电机控制系统的研究
姓名:褚仁林
申请学位级别:硕士
专业:控制科学与工程
指导教师:袁朝辉
20070301
摘要电机在各种电气传动和位置伺服系统中占有极其重要的位置,电机控制的目标主要是速度控制和位置控制。近年来,随着电力电子技术、微电子技术、材料技术的飞速发展,电机控制的研究也越来越重要,高性能电机控制系统也在不断地更新。尤其是将际踉擞玫降缁刂浦螅布耐骋恍杂肴砑牧榛钚可以有机结合,电机的全数字化及集成化控制成了电机控制的发展方向。本课题以曾经在实际工程项目中使用到的直流无刷电机及直流力矩电机为例,在实现这两种电机的刂频幕∩希⒌缁刂萍镀教ǎ杓频缁刂葡低常ú不局限于对上述两种电机的控制,本系统同样可为其他种类电机控制系统及控制策略的研究奠定基础。论文首先分析了电机控制系统的发展现状,指出了电机控制的一般问题及电机刂葡低车奶氐恪2隽讼低持兴玫降闹绷鞯缁约拔匏⒅绷鞯缍基本构成、工作原理,并研究了电机的数学模型、控制系统的构成及其基本控制策略,给出了基于牡缁刂葡低车纳杓品桨浮H缓笤谇捌诘难芯抗ぷ骷八取得的阶段性成果的基础之上,以公司的位定点:诵纳计了硬件系统,并编写了系统软件。硬件系统包括刂瓢濉⒌缁濉⑿号处理板和电源板,在设计上实现了系统硬件电路小型化及模块化。软件采用和汇编语言混合编程的方式,根据系统设计的硬件电路及采用的控制策略,编写了相应的控制系统软件,包括裳⒌缌鱌鹘谄鳌输出等模块。最后对整个电机控制系统进行了调试。给出了部分实测波形并进行了分析,对系统中出现的问题给予解决,测试结果表明控制系统设计达到了预期效果。该电机控制系统不仅可以应用于对直流电机及直流无刷电机的控制,还可应用于其他种类电机的控制中,具有广阔的应用前景。关键词:隹淼髦疲缁刂葡低西北工业大学硕士学位论文
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丰匕导教师签名锱学位论文作者签名:;迹三灿学位论文作者签名:施塑争神年々月。名扣参聎日西北工业大学学位论文知识产权声明书学位论文原创性声明画.≥手四月砧目/本人完全了解学校有关保护知识产权的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西北工业大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西北工业大学。保密论文待解密后适用本声明。秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中己经注明引用的内容和致谢的地方外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果,不包含本人或他人己申请学位或其它用途使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人学位论文与资料若有不实,愿意承担一切相关的法律责任。
⒄在各种传动系统和伺服控制系统中,我们常会使用到各种各样的驱动电机,由此也产生了各种电机控制系统。不难发现,一部分电机的控制系统在硬件结构上有很多相似之处,只是在具体控制方法和策略的软件实现上有所不同。如在三相无刷直流电机、永磁同步电机及三相感应电机甚至是直流电机的控制系统中,它们的基本功率逆变电路、母线电压及电流的检测、模/数转换等都可以利用相同的硬件电路,而在针对不同的电机进行控制时,则可以在软件中通过调用不同的模块程序来实现;厨对,即使在同一个工程项目中使用的电机可能有几个或几种,如果单独来设计控制器,则不仅会使工作量加大,控制系统也变的更复杂,可靠性也会降低。基于此,我们有必要构建一个电机控制级平台,使其可以同时实现对几个或几种电机的控制,也可以以此平台为基础,为电机的控制系统及其控制策略的深入研究奠定基础。电机控制系统的发展从主传动机电能量转换角度来讲,由机械控制系统齿轮箱变速⒒岛偷缙:峡刂葡低如感应电机电磁离合器调速⒄沟全电气控制系统诘缌Φ缱拥缭幢浠黄鞯牡缁刂葡低;从控制电路来讲,由模拟电路、数字和模拟混合电路发展全数字电路控制系统;从控制策略来讲,从最初的低效有级控制发展到现在的高性能智能型控制,如神经元和神经网络控制、模糊逻辑控制等。从电力电子控制器结构来讲,由体积庞大的晶体管控制系统发展至Ⅱ全控型电力电子器件构成的控制系统。仅用于电机控制系统的各种电源变换器就有/可控整流器、/斩波器、/逆变桥、/循环变换器和矩阵变换器等【【俊就电机控制的目标来讲,主要