基于dsp的直流电机控制系统

《基于dsp的直流电机控制系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、太原科技大学课程设计报告直流电机的控制设计人：成凤强专业：电子信息工程班级：电子131502学号：201315020204指导教师：张雄二零一六年十二月第一章设计目的及要求2一、设计目的2二、设计要求2第一章设计原理与方案2一、设计原理2二、控制原理5第三章硬件设计6一、ICETEKDSP教学实验箱简介6第四章软件设计14一、程序编制14二、实验程序流程图14第五章系统调试15一、实验准备16二、实验程序17第六章结论分析3138第一章设计目的及要求一、设计目的1.学习用C语言编制中断程序，控制VC5416DSP的通用I/O管脚产生不同占空比的PWM信号。2.学习VC54

2、16DSP的通用I/O管脚的控制方法。3.学习直流电机的控制原理和控制方法。二、设计要求开始运行程序后，电机以中等速度转动(占空比=60，转速=2)。在小键盘上按数字‘1’一‘5’键将分别控制电机从低速到高速转动(转速==1^-5)。在小键盘上按数字‘0’键将控制电机停止转动。在小键盘上按‘+’或‘一’键切换电机的转动方向。第一章设计原理与方案一、设计原理第一步TMS初始化。第二步PWM调速。第三步键盘控制1.TMS320VC516DSP的McBSP引脚:通过设置McBSP的工作方式和状态，可以实现将它们当成通用I/O引脚使用。382.直流电机控制:直流电动机是最早出现的

3、电动机，也是最早能实现调速的电动机。近年来，直流电动机的结构和控制方式都发生了很大的变化。随着计算机进入控制领域，以及新型的电力电了功率元器件的不断出现，使采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制((PulseWidthModulation，简称PWM)控制方式已成为绝对主流。3.PWM调压调速原理直流电动机转速n的表达式为:n=U-IRK∅其中，U为电枢端电压;I为电枢电流;R为电枢电路总电阻;中为每极磁通量;K为电动机结构参数。所以直流电动机的转速控制方法可分为两类:对励磁磁通进行控制的励磁控制法和对电枢电压进行控制的电枢控制法。其中励磁控制法在低速时受磁极饱和的限制，在

4、高速时受换向火花和换向器结构强度的限制，并且励磁线圈电感较大，动态响应较差，所以这种控制方法用得很少。现在，大多数应用场合都使用电枢控制法。绝大多数直流电机采用开关驱动方式。开关驱动方式是使半导体功率器件工作在开关状态，通过脉宽调制PWM来控制电动机电枢电压，实现调速。38上图是利用开关管对直流电动机进行PWM调速控制的原理图和输入输出电压波形。图中，当开关管MOSFET的栅极输入高电平时，开关管导通，直流电动机电枢绕组两端有电压Us。t1秒后，栅极输入变为低电平，开关管截止，电动机电枢两端电压0。t2秒后，栅极输入重新变为高电平，开关管的动作重复前面的过程。这样，对应着

5、输入的电平高低，直流电动机电枢绕组两端的电压波形如图中所示。电动机的电枢绕组两端的电压平均值Uo为:占空比∝表示了在一个周期T里，开关管导通的时问与周期的比值。∝的变化范围为0《a<1。由此式可知，当电源电压Us不变的情况下，电枢的端电压的平均值Uo取决于占空比。的大小，改变。值就可以改变端电压的平均值，从而达到调速的目的，这就是PWM调速原理。PWM调速方法在PWM调速时，占空比。是一个重要参数。以下3种方法都可以改变占空比的值:(1)定宽调频法:这种方法是保持t1不变，只改变t2，这样使周期T(或频率)也随之改变。38(2)调宽调频法:这种方法是保持t2不变，只改变t

6、1，这样使周期T(或频率)也随之改变。(3)定频调宽法:这种方法是使周期T(或频率)保持不变，而改变t1和t20前两种方法由于在调速时改变了控制脉冲的周期(或频率)，当控制脉冲的频率与系统的固有频率接近时，将会引起震荡，因此这两种方法用得很少。目前，在直流电动机的控制中，主要使用定频调宽法。ICETEK-CTR直流电机模块:ICETEK-CTR即显示/控制模块上直流电机部分的原理图见下图。38图中PWM输入对应ICETEK-VC5416-A板上P4外扩插座第26引脚的BFSR1信号，DSP将在此引脚上给出PWM信号用来控制直流电机的转速;图中的DIR输入对应ICETEK-

7、VC5416-A板上P4外扩插座第29引脚的BCLKXRO信号，DSP将在此引脚上给出高电平或低电平来控制直流电机的方向。从DSP输出的PWM信号和转向信号先经过2个与门和1个非门再与各个开关管的栅极相连。二、控制原理当电动机要求正转时，BCLKXRO给出高电平信号，该信号分成3路:第1路接与门Y1的输入端，使与门Y1的输出由PWM决定，所以开关管V1栅极受PWM控制;第2路直接与开关管V4的栅极相连，使V4导通;第3路经非门F1连接到与门Y2的输入端，使与门Y2输出为0，这样使开关管V3截止;从非门F1输出的另一路与开关管V