实验讲义-电机控制综合实验

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1、电气控制综合实验实验指导书电气工程实验中心2009年9月目录1.电机控制综合实验概述-1-1.1.课程基本信息-1-1.2.课程性质和任务-1-1.3.实验平台简介-1-2.电机控制理论-4-2.1直流无刷电机（BLDC）-4-2.1.1.构造及工作原理-4-2.1.2.将BLDC电机与其他类型的电机作比较-10-2.1.3.BLDC电机的无传感器控制-11-2.2交流感应电机（ACIM）-13-3.UPMPC平台概述-15-3.1.UPMPC电机控制和电源变换装置介绍-15-3.1.1.外观及接口-15

2、-3.1.2.硬件规格-16-3.1.3.系统开发环境-16-3.1.4.UPMPC功能框图-17-3.2.UPMPC平台操作说明-19-3.2.1.UPMPC平台电源板操作说明-19-3.2.2.UPMPC平台控制板操作说明-20-4.硬件电路介绍-22-4.1.系统电路框图（SYS_BLOCK.SCH）-22-4.2.功能电路介绍-23-4.2.1.PowerInAuxPower.sch-23-4.2.2.DC-DC.sch-23-4.2.3.PFC.sch-24-4.2.4.PFC_Protecti

3、on.sch-25-4.2.5.dsPIC.sch-26-4.2.6.IPM.sch-28-4.2.7.Gain_Ctr.sch-30-4.2.8.相电流调理电路-32-4.2.9.UART_COM.sch-34-5.电动机控制系统实验-35-5.1.实验1：基于霍尔位置传感器的BLDC电机控制-35-5.2.实验2：基于反电动势检测的无霍尔位置传感器BLDC电机的控制-36-5.3.实验3：基于霍尔位置传感器的PMSM电机控制-38-5.4.实验4：基于光电编码器的PMSM电机控制-39-5.5.实验5

4、：无位置传感器PMSM电机的FOC控制-40-5.6.实验6：基于SVPWM的ACIM电动机的开环控制-41-5.7.实验7：基于光电编码器的ACIM电机的FOC控制-42-5.8.实验8：无位置传感器ACIM电机的FOC控制-43-5.9.实验9：步进电机的控制-44-5.10.实验10：步进电机的微步控制-45-参考文献-46-1.电机控制综合实验概述1.1.课程基本信息1.课程代码：EE4012.课程名称（中/英文）：电气控制综合实验/IntegratedExperimentofElectricCo

5、ntrol。3.学时/学分：36/2。4.先修课程：EE314电机学、EE303电力电子技术基础、EE307电机控制技术、EI105程序设计、EI212自动控制原理。5.面向专业：电气工程系。6.开课院（系）、实验室：电气工程实验中心。7.教材、教学参考书：《电气控制综合实验指导书》，上海交通大学电气工程与自动化实验室自编。1.2.课程性质和任务根据调查了解到，目前全国高校在电气控制方面都没有开设相应的比较系统的综合实验课程。然而，作为电气工程专业的本科生，掌握全面的电机拖动控制技术是今后就业及科研工作的

6、重要基础。我们有必要使学生在学习期间全面了解该技术设计、开发、调试的过程及方法。电气控制综合实验内容主要包括电机拖动原理（交/直流、有/无传感器、保护/驱动）、软硬件方案设计、PCB制版、系统调试等内容，其中涉及了微控制器的应用，电源变换、电机拖动与控制原理的运用，电力电子器件的选取，电子电路设计，C语言程序设计，控制算法设计等多个方面的知识。1.3.实验平台简介“基于PIC/dsPIC的电动机控制和电源变换通用开发平台”就是基于Microchip公司dsPIC30F4011芯片而开发的一款高性能电机控制

7、实验开发平台，该平台是可供高校开设《电机控制实验》课程的一款实验开发平台。本实验平台以高性能16位数字信号控制器dsPIC30F4012为主控。该控制器是Microchip公司为了缩小单片机同DSP之间的性能差异，使客户能方便地将单片机的功能转移到DSP上，而推出的性价比介于16位单片机、32位单片机及DSP中低档机之间的dsPIC芯片系列中的一款。考虑到DSP和单片的内部区别，dsPIC器件将高性能16位单片机的控制特点和DSP高速运算的优点相结合，为嵌入式系统设计提供了适合的，单芯片、单指令流的解决方

8、案。它消除了目前类似设计中所需求的额外组成部分，从而减小了印制板空间，也降低了系统成本dsPIC30F高性能单片要同系列可以应用于非常广阔的范围。dsPIC30F-46-4012带有2048字节的SRAM，1024字节的EEPROM，5个16位定时器/定时器，4路16位的输入捕捉，6通道的10位A/D，6路的电机控制PWM通道，1路UART，1路SPI，1路I2C,1路CAN。有关CPU、外设、寄存器说明和一般器件功能的更多信