直流无刷电动机的dsp控制系统设计与实现

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1、摘要随着世界对能源和环境要求的不断提升，电力推进和牵引系统已经在各行各业得到越来越广泛的应用。由于直流电机本身存在机械换向和电刷这样的缺陷，导致单机容量有限、可靠性不高和噪音大。这就迫使人们探索更加安静、高效可靠、单机容量大的推进电机。近年来随着电力电子和控制技术的迅猛发展，永磁直流无刷电机以其体积小、重量轻、高效低噪、单机容量大、可靠性高的特点，成为了新一代电力推进电机。数字信号处理技术及其硬件芯片的迅猛发展，为实现永磁直流无刷电机快速、可靠地控制提供了有利条件。美国德州仪器TI公司专门为电机的数字化控制设计了16位定点DSP控制器TMS320LF

2、2407。其信号具有高速处理能力，适用于电机控制的外围电路，可以为高性能传动控制提供可靠而高效的信号处理与控制硬件。本文根据实际控制系统的要求，对直流无刷电动机控制的基本原理以及DSP芯片TMS320LF2407作了介绍，完成系统软件设计，实现了基于DSP的包括TMS320LF2407外围扩展电路，驱动电路，电流检测电路等直流无刷电动机控制系统硬件电路设计，以及模糊PID控制算法，最后给出了整个控制系统的实验结果验证，获得了良好的速度控制性能。DSP技术使系统获得了高精度、高可靠性，还简化了系统结构。关键词：数字信号处理器；直流无刷电动机；模糊PID

3、控制AbstractWiththeworld'sincreasingdemandsforenergyandenvironment，electricpropulsionandelectrictractionsystemhavebeenmoreandmorewidelyappliedineverywalkoflife．DuetoDCmotorinherentlimitationthatmachinecommutationandbrushresultsinstand—alonecapability’Slimitlowreliability，bignoise

4、s，peoplemanagetoexploremorequiet，highefficientandreliability，bigstand—alonecapabilitypropulsionmotor．Theseyearsalongwiththedevelopmentofpower—electronicstechniqueandmicro—controltechnique，permanentmagneticbrushlessDCmotorischaracterizedbysmallvolume，lightweight，highefficiency，l

5、ownoises，bigstand-alonecapabilityandreliabilityappearedandmatured．Soitishopefultobecomenewgenerationelectricpropulsionmotor．ThegreatdevelopmentofdigitalsignalsprocessorsandhardwarechipshelptorealizepermanentmagneticbrushlessDCmotor’Sfastandreliablecontr01．TexasInstrumentsoffers

6、anewDSPcontrollerfamily，specificallydesignedfortheneedsofdi西talmotorcontr01．Inasinglechipsolution，thisdevicecombinesafixed—pointDSPcorewimmicro-controllerrmipherals．ArchitectureandfunctionofDSPchipTMS320LF2407WaSbrieflyintroducedinthispaper．HardwaredesignofBLDCmotorcontrolsyste

7、mincludingthebaSicexpandofTMS320LF2407，drivecircuitandcurrent—detectingcircuit．Inaddition，itusesthefuzzy—PIDarithmetic．TheresultdemonstratesthattheDSPtechniqueletthesystembecomemorepreciseandreliableanditsimplifythesystemframework．Keywords：DSP(DigitalSignalProcessor)；BrushlessD

8、Cmotor；Fuzzy-PIDcontr01．厦门大学学位论文原创性声明兹呈交的学位论文，是本人在导师指导