褚仁林--基于dsp的电机控制系统的研究

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1、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西北工业大学硕士学位论文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DSP技术运用到电机控制之后，硬件的统一性与软件的灵活性可以有机结合，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

2、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DSP控制的基础上，建立电机控制级平台，设计电机控制系统，但并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DSP控制系统的特点。阐述了系统中所用到的直流电机以及无刷直流电动机的基本构成、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DSP的电机控制系统的设计方案。然后在前期的研究工作及所取得的阶段性成果的基础之

3、上，以TI公司的32位定点DSPTMS320F2812为核心设计了硬件系统，并编写了系统软件。硬件系统包括DSP控制板、电机驱动板、信号处理板和电源板，在设计上实现了系统硬件电路小型化及模块化。软件采用C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ADC采样、电流PI调节器、PWM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

4、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：DSP，脉宽调制，电机控制系统西北工业大学硕士学位论文AbstractAbstractMotorsplayanextremelyimportantroleinmultifariouselectricdriveandpositionservosystems．Theaimsofmotorcontrolaremainlyspeedandpositioncontr01．Withthefastdevelopmentofpowerelectronics，m

5、icro—electronicsandmaterials，theresearchofmotorcontrolrecentlybecomesmoreandmoreimportantandthemotorcontrolsystemwithhighperformanceisupdatedceaselessly．MotorcontrolisonthewayofdigitalandintegrationespeciallywhentheDSPtechnologieswhichcancombinetheonenessofhardw

6、arewiththeflexiblenessofsoftwareareappliedtoit．ThisthesistakesabrushlessdirectcurrentmotorandadirectcurrenttorquemotorwhichhavebeenusedbeforeinsomeprojectsforexampleandrealizesDSPsolutionsforthemotors．Moreover．thethesisdesignsamotorcontrolsystemandsetsupaplatfor

7、mforitsothatitrealizesthecontrolofrnotorsandlaysafoundationforothervarietiesofmotorcontrolsystemsandstrategies．FirstofalLthethesisanalysesthedevelopmentandactualityofmotorcontrolsystem，indicatesthecommonexistingproblem，andintroducesthecharacteristicsofDSPsolutio

8、nsformotors．Secondly，thebasicelementsandtheoperatingprincipleofthedirectcurrentmotorandbrushlessdirectcurrentmotorareanalyzed．Thedynamicmathematicmotormodel．thestruct