基于dsp的无刷直流电动机驱动器的研制

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1、·国内图书分类号：TP242.2国际图书分类号：621.865.8工学硕士学位论文基于DSP的无刷直流电动机驱动器的研制硕士研究生：刘明浩导师：富历新教授申请学位：工学硕士学科、专业：机械电子工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2006年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学····ClassifiedIndex:TP242.2U.D.C.:621.865.8DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONBRUSHLESSDCMOTORDRIVERBASEDONDSPCandidate:LiuMinghaoS

2、upervisor:Prof.FuLixinAcademicDegreeAppliedforMasterofEngineering Speciality:MechatronicEngineering Affiliation:SchoolofMechatronics DateofDefence:June,2006Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology····哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文的目的是研制基于DSP的无刷直流电机控制系统的实验平台，其意义在于可在平台上进行各种控制方法的研

3、究，并为工程应用提供一种低成本且具有足够功能的选择方案。首先建立了无刷直流电机及其控制系统的数学模型，在此基础上借助于Matlab仿真工具对系统进行了仿真研究，为实际系统的设计和调试提供了依据。利用TI公司的DSPTMS320LF2407A构造了数字控制器。在数字控制器中实现位置回路和速度回路的控制算法，其输出为可调占空比的PWM信号经驱动电路实现电机的位置和速度控制。驱动电路主要由VishaySiliconix公司的无刷直流电动机控制芯片Si9979Cs和由6个MOSFET功率管构成的三相桥构成。Si9979Cs可直接将由霍尔组件检测到的电机转子磁极位置转换成

4、为6个MOSFET功率管的开关信号，实现电子换向。数字控制器输出的PWM信号经Si9979Cs进行功率放大，实现电机的力矩和速度控制。为防止功率管开关过程中对控制电路造成干扰，采用光电隔离的方法实现驱动电路和控制电路的隔离。利用C语言编写了全部控制程序，这些程序采用模块化结构，具有开放性，以便于以后的研究工作能进行进一步的扩充。最后，测试了系统中各部分电路的信号波形，完成了速度回路和位置回路控制参数的整定。结果表明，所研制的系统达到了预定的设计要求，可在实验室中作为研究平台做进一步的研究，也可经完善后应用于工程实际。关键词无刷直流电动机；伺服控制；驱动电路；控制

5、程序；数字信号处理器-I-····哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheaimofthethesisistodevelopanDSPbasedexperimentplatformofthebrushlessDCmotor(BLDC)controlsystem,anditsvalueliesinthatresearchofdifferentcontrolmethodscanbeexperimentedontheplatform,andanalternativechoicewithlowcostandsufficientfunctionsforengi

6、neeringapplicationisalsosupplied.Firstly,themathematicmodelofthebrushlessDCmotoranditscontrolsystemwasestablished,andemulationofthecontrolsystemwasmadebyusingMatlabsimulinktools,whichsuppliedbasisforthedesignanddebugofthepracticalsystem.DSPTMS320LF2407AofTexasInstrumenthasbeenemploye

7、dto constructthedigitalcontroller.Controlarithmeticofpositionloopandvelocity loophasbeenrealizeinthedigitalcontroller,whoseoutputisPWMsignalwith adjustableoccupyratewhichisputinthedrivingcircuittorealizemotor’s positionandvelocitycontrol.ThedrivingcircuitismainlyconsistofbrushlessDCm

8、otorcontrolc