基于DSP电机控制系统的研究与设计

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随着科学技术的发展,电机对于人们来说并不陌生。如今,人类社会的发展如此迅速,电机的发展更是如此,它不仅在各类电气传动系统与位置伺服系统中占着重要的位置,同时在工业领域、农业生产、以及人们的日常生活中同样起着越来越重要的作用,因此对于电机控制的研究始终是一个热点问题。目前,对于电机控制的研究主要有两种,一种是速度控制,另一种是位置控制。近年来,随着各行各业的发展,比如微电子技术、电力电子技术、材料技术飞速发展,电机控制的研究领域也随着更新换代;因此高性能的电机控制系统也在不断地出现。尤其是将数字信号处理(DSP)技术运用到电机控制之后,该技术将硬件的统一性与软件的灵活性有机的结合在一体,使得电机控制向着全数字化及高度集成化的方向发展。本课题以直流电机为例,在实现直流电机的DSP控制的基础上,建立电机控制平台,设计电机控制系统,但该系统并不限于对上述一种电机的控制,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。  本论文首先讲述了电机控制系统的发展现状及目前在电机控制方面的研究进展,以及电机控制的分类,指出了目前电机控制的一般性问题以及电机的DSP控制系统的特点。分别阐述了系统中所用到的直流电机的基本构成、工作原理,并通过直流电动机等效电路得出其数学模型来分析电机控制系统的构成以及基本控制策略。基于DSP的电机控制系统的设计方案,本论文以TI公司的32位定点DSPTMS320F2407A为核心设计了硬件系统,并编写了相应的程序。其中硬件系统包括DSP控制板、电机驱动电路、电源电路、中断、通信接口等等,在设计上实现了系统硬件电路小型化及模块化。本设计软件采用C语言编程的方式,根据系统设计的硬件电路以及采取的控制方法,编写了相应的控制程序。最后,对整个电机控制系统进行了调试。该电机控制系统不仅可以对直流电机进行控制,还可在其他种类电机的控制中得到应用,其具有广阔的应用前景。
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