DSP对直流伺服电机的控制

第5卷第6期中国水运 Vol.5 No.6 2007年 6月 China Water Transport June 2007

收稿日期：2007-3-21

作者简介：于龙飞（1981-）武汉理工大学能源与动力工程学院硕士研究生（430063）研究方向：DSP 对电机的控制，控制理论与应用

GND DSP 对直流伺服电机的控制

于龙飞鲁凯生袁裕鹏

摘要：本文主要介绍计算机模拟数字电路，控制TMS320LF2407 DSP 芯片为核心的ICETEK-LF2047-A 试验板，驱动直流伺服电机。选用PWM 脉宽调制的控制方式调节电机的输入电压，成功的实现了在不同速度下，电动机平稳运行。最后试验结果也很好的证明了本次控制方案的可行性。关键词：直流伺服电动机 TMS320LF2407 脉宽调制 DSP

中图分类号：TM331 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2007）06-0170-02

一、引言

直流伺服电动机具有非常优秀的线性机械特性、宽调速、大转距以及简单的控制电路等优点，经过长期的发展，又具有交流伺服电机的结构简单、运行可靠、维护方便等优点。DSP 的出现，特别是专用DSP 的出现，以它处理能力强、内置较大的存储器、芯片功耗低及配置资源灵活等特点使直流伺服电机的控制更广泛地应用于各种驱动装置和伺服系统。

二、DSP 对直流伺服电机的控制系统组成

用DSP 的TMS320LF2407A 芯片设计了使用定时器周期寄存器的周期值和比较器的比较值实现产生PWM 波。其中周期值用于产生PWM 波的频率，比较值产生PWM 波的脉宽，再经过外围电路控制直流伺服电机。其控制流程如下：计算机利用DSP 的控制软件编写程序，程序通过DSP TMS320LF2407A 发出PWM 波。PWM 波经过控制电路传送到编码器中，再由编码器控制直流伺服电机的转速和转向。编码器同时又实时检测直流伺服电机的运转状况，把检测到的电机运行速度值送到TMS320LF2407A 中，保证了直流伺服电机的安全运行。整个控制系统组成方块图如图1。图1 DSP 对直流伺服系统控制图三、PWM 调压调速原理直流电机转速n 的表达式为：

K IR U n

其中U 为电枢端电压；I 为电枢电流；R 为电枢电路总电阻；Φ为每极磁通量；K 为电机参数。由直流电机的控制原理知，绝大多数直流电机采用开关驱动的，对电机电枢电压的控制，通过脉宽调制（PWM）来控制电机电枢电压，从

而实现调速。PWM 波是一种脉宽可控制，通过脉宽调制（PWM）来控制电机电枢电压，从而实现调速。PWM 波是一种脉宽可调的脉冲波，用于直流电机的电压控制。定频调宽是一种最常见的脉宽调制方式，它使脉冲波的频率（或周期）保持不变，只调整脉冲宽度。PWM 的调压调速原理如图2：图中，当开关管MOSFET 的栅极输入高电平时，开关管导通，直流伺服电机电枢绕组两端有电压Us；t1秒后，栅极输入变为低电平，开关管截止，电机电枢两端电压为0；t2秒后，栅极输入重新变为高电平，开关管的动作重复前面的过程。这样，对应输入的电平高低，电机电枢绕组两端电压波形如图。电机的电枢绕组两端的电压平均值Uo 为：

Us Us T

t t t Us t Uo α==++=

2101

式中α为占空比，α＝t1/T，占空比α表示了一个周期T 里，开关管导通的时间与周期的比值。Α的变化范围为0≤α≤1。由此式可知，当电源电压Us 不变的情况下，电枢的端电压的平均值取决于占空比α的大小，改变α值就可以改变端电压的平均值，从而达到调速目的。

四、DSP 对直流伺服系统的设计与控制 1．系统的硬件设计 1）PWM 产生电路

TMS320LF2407A 具有2个在功能和结构上完全相同的事件管理器(EV)模块：EVA 和EVB。在每个EV 模块中有6个PWM 输出引脚。这6个特定的PWM 输出引脚可方便

第6期于龙飞等：DSP 对直流伺服电机的控制 171

地用于控制直流伺服电机。

2）功率驱动电路

MOSFET 全桥电路山6个功率场效应晶体管MOSFET 元件构成，3个P 沟道MOSFET 构成上桥，门级G 加负电压时导通。3个N 沟道MOSFET 构成下桥，门级G 加正电压时导通。

3）转子位置信号的检测与转速检测

本系统的转子位置传感器用增量式光电编码器，用于测量电机输出的角位移和转速，作为闭环控制的反馈量。TMS320LF2407A 提供了与这种编码器的接口电路。

4）电流检测和保护电路

因直流伺服电机的三相绕组在运行中任何时刻只有两相通电，且为同一电流，所以在主回路串接一个反馈电阻R 代替常规的电流传感器，检测得到反馈电阻的电压值U，经过计算得到间接的线电流测量值。R 可完成电流检测、限流和过流保护的功能。一路经RC 滤波、增益放大、限幅后送入TMS320LF2407A 的ADC 模块，作为电流反馈值；另一路也经RC 滤波、增益放大后送电压比较器。电压比较器的参考电压为过电流设定值，电压比较器的输出送入LF2407A 的PDPINTA 引脚，一旦电枢电流超过设定值，则电压比较器输出为低电平，PDPINTA 引脚被拉为低电平，DSP 内部计数器停止计数，所有PW M 呈高阻态；同时产生中断信号，通知DSP 有异常情况发生，在中断处理程序中，读入相关I/O 口状态对故障进行判断。

2．系统的软件设计

图3 主程序流程图图4 调节子程序流程图主程序主要是初始化DSP 所需要用到的控制寄存器(包括设定系统时钟、系统状态寄存器等)、初始化I/O 端口(包括设定LF2407A 片内多路复用的I/O 口功能及其极性)、初始化中断设置(确定系统所需要用到的中断类别及中断源)、检测电机的初始位置以及初始化需用到的控制变量等。

中断程序主要包括调节子程序、ADC 转换中断子程序(位置调节子程序、速度调节子程序及电流调节子程序)，如图3和图4所示。

图5为积分分离式P ID 控制算法流程图。在位置环控制时采用此算法。通过DSP 检测出给定速度信号和实际反馈速度信号的偏差e(k)。根据实际情况，对于任意ε>0，认为设定当│e(k) │>ε时，采用PD 控制可避免产生较大的超调又使系统有较快的响应；当│e(k) │ ≤ε。时，采用P ID 控制保证系统的控制精度。

图5 积分分离式PID 控制算法流程图五、结论

根据上述试验原理，启动计算机中生成PWM 波的程序，可以观察到电动机的转速和转向完全在程序的控制下。在程序中输入不同的输出占空比，电机的输出速度不同，占空比由0到1之间变化，电机的转速由反向最大变化到正向最大。本研究使用DSP 实现无刷直流电机控制不仅比模拟电路成本低，大大简化了外围电路，而且结构简单、控制方便、使用安全。DSP 的快速运算能力及计算机编写控制程序，可以实现更为复杂的控制算法，适应控制模块的功能扩展和更新。

参考文献

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北京：北京航空航天大学出版社.2005.

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理及应用.[M].北京航空航天大学出版社.2002. [3] 韩安太，刘峙吃，黄海.DSP 控制器原理及其在运动控制

系统中的应用.[M].北京：清华大学出版社.2003.

Abstract ：This paper introduces the computer simulation of digital circuits ， DSP chip at the core ICETEK-LF2047-A control test Plate， DC servo motor drive. The selection of PWM motor control mode input voltage regulation， the success achieved at different speeds. Motor stable. Final test results are good proof of the feasibility of this control program

Keywords：DC servo motor TMS320LF2407 PWM DSP

伺服电机控制跟变频器控制原理上的区别

伺服电机控制跟变频器控制原理上的区别伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。变频是伺服控制的一个必须的内部环节，伺服驱动器中同样存在变频（要进行无级调速）。但伺服将电流环速度环或者位置环都闭合进行控制，这是很大的区别。除此外，伺服电机的构造与普通电机是有区别的，要满足快速响应和准确定位。现在市面上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服，但这种电机受工艺限制，很难做到很大的功率，十几KW以上的同步伺服价格及其昂贵，这样在现场应用允许的情况下多采用交流异步伺服，这时很多驱动器就是高端变频器，带编码器反馈闭环控制。所谓伺服就是要满足准确、精确、快速定位，只要满足就不存在伺服变频之争。两者的共同点：交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术，在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的，也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节：变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电，然后通过可控制门极的各类晶体管（IGBT，IGCT等）通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电，由于频率可调，所以交流电机的速度就可调了（n=60f/p ，n转速，f频率，p 极对数）二、谈谈变频器：简单的变频器只能调节交流电机的速度，这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定，这就是传统意义上的V/F控制方式。现在很多的变频已经通过数学模型的建立，将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量，现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩，UVW每相的输出要加霍尔效应的电流检测装置，采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节；ABB的变频又提出和这样方式不同的直接转矩控制技术，具体请查阅有关资料。这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩，而且速度的控制精度优于v/f控制，编码器反馈也可加可不加，加的时候控制精度和响应特性要好很多。三、谈谈伺服：驱动器方面：伺服驱动器在发展了变频技术的前提下，在驱动器内部的电流环，速度环和位置环（变频器没有该环）都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算，在功能上也比传统的变频强大很多，主要的一点可以进行精确的位置控制。通过上位控制器发送的脉冲序列来控制速度和位置（当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里），驱动器内部的算法和更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器。电机方面：伺服电机的材料、结构和加工工艺要远远高于变频器驱动的交流电机（一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机），也就是说当驱动器输出电流、电压、频率变化很快的电源时，伺服电机就能根据电源变化产生响应的动作变化，响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机，电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本。就是说不是变

基于dsp直流电机调速系统的设计_李方圆

128 在当今电气传动领域，由于直流电动机具有极好的运行性能和控制特性，因此在要求速度调节范围宽、响应快的电气传动中，仍广泛采用直流电动机作为执行电机的直流调速系统。直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑，方便，易于在大范围内平滑调速，过载能力大，能受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起制动和反转，能满足生产过程自动化系统中的许多特殊运行要求［１］。所以直流调速系统至今仍然被广泛地用于自动控制要求较高的各种生产部门，是调速系统的主要形式。近年来，直流电机的控制方式都发生了很大的变化。随着计算机进入控制领域，以及新型功率电子元器件的不断出现，使采用全控型开关功率元器件进行全数字化直流脉宽调速已成为主流。随着电子技术，特别是电子计算机的高速发展，带来了伺控制系统向智能化方向的快速发展。从当前情况看，直流电动机能在大范围内实现精密的速度控制，所以，要求系统调速性能高的场合都在广泛使用直流电机控制系统。目前直流调速系统在传动领域中仍占重要的地位［２］。本文在认真学习了直流电机调速原理和数字信号处理芯片工作原理的基础上，以ＴＩ公司推出的电机控制专用微处理器ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２数字信号处理器为系统的控制核心，以Ｌ２９８Ｎ集成芯片为直流电机驱动电路，运用ＰＷＭ技术和ＰＩ控制算法对数字直流调速系统进行了设计。１、基本原理直流电机的主要调速方法直流电动机转速ｎ的表达式：式（１）式（１）中：Ｕ为电枢电压； a I 为电枢电流； R 为电枢电路总电阻； e C 为与电机结构有关的电动势常数；ｎ为转速；为励磁磁通。由式（１）可知直流电机的主要调速方法有三种。（１）调压调速—调节电枢电压Ｕ，使电机速度在宽广的范围内平滑变化；（２）弱磁调速—改变励磁磁通大小使转速变化，但基于电机铁磁饱和考虑只能在额定速度以上通过弱磁做升速运行，限制了调速范围；（３）串电阻调速—通过增大电枢电阻实现调速，并伴随有巨大的功率损耗、发热和运行效率下降，很少采用。因此，直流电动机主要采用调压调速方式。本文设计的直流调速系统采用闭环系统。闭环系统要在开环系统的基础上加上转速检测环节，如图２．１所示。目标转速和测速器检测到的电机当前转速相减，结果作为处理器的输入，处理器根据这个结果控制ＰＷＭ的占空比。当电机的实际转速比目标转速快时，处理器把ＰＷＭ的占空比调低，电机的转速变慢。当电机的实际转速比目标转速慢时，处理器把ＰＷＭ的占空比调高，电机的转速变快。如基于ｄｓｐ直流电机调速系统的设计李方圆李晓 (中北大学信息与通信工程学院山西太原 030051) 摘要：在工程实践中，有许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求有良好的静，动态性能。采用DSP 控制器控制后，整个调速系统实现全数字化，结构简单，可靠性高，操作维护方便，电机稳态运行时转速精度可达到较高水平。直流电机具有调速平滑，调速范围广等优良的调速特性。又由于直流调速系统是自动化专业教学的重点，本设计为学生们提供了一个良好的实验平台，同学们可以通过此平台进行直流电机调速的实验，可以通过改变PI 参数理解PID 算法对直流电机启动和调速性能的影响。关键词：dsp 直流电机调速中图分类号：TM33文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)12-0128-03 Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｄｃ　ｍｏｔｏｒ　ｓｐｅｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＤＳＰ LI Fang-yuan,lixiao (1North University of China. The College of Information and Communication, Taiyuan 030051, China) Abstract ：In engineering practice, There are many production machinery requirements in a certain range for speed smooth adjustment ，and ask to have good static and dynamic performance. After the controlling of DSP controller the speed control system can realize full digital, simple structure, high reliability, convenient operation and maintenance, and the motor steady state operation speed precision can achieve a higher level. And because of dc speed regulating system is the emphasis of the teaching of automation and this design provides students a good experiment platform, so that Students can experiment through the platform for dc motor speed control ,and they can change the parameters of pi to understand the influence of pid algorithm for dc motors ’starting and the performance of speed controlling. Key Words ：dsp dc motor speed control 图1 PWM 闭环控制系统组成

交流伺服电动机的原理及三种转速控制方式

交流伺服电动机的原理及三种转速控制方式交流伺服电机的定子装有三相对称的绕组，而转子是永久磁极。当定子的绕组中通过三相电源后，定子与转子之间必然产生一个旋转场。这个旋转磁场的转速称为同步转速。电机的转速也就是磁场的转速。由于转子有磁极，所以在极低频率下也能旋转运行。所以它比异步电机的调速范围更宽。而与直流伺服电机相比，它没有机械换向器，特别是它没有了碳刷，完全排除了换向时产生火花对机槭造成的磨损，另外交流伺服电机自带一个编码器。可以随时将电机运行的情况“报告”给驱动器，驱动器又根据得到的11报告"更精确的控制电机的运行。由此可见交流伺服电机优点确实很多。可是技术含量也高了，价格也高了。最重要是对交流伺服电机的调试技术提高了。也就是电机虽好，如果调试不好一样是问题多多。伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与H标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。伺服电动机（或称执行电动机）是自动控制系统和计算装置中广泛应用的一种执行元件。其作用为把接受的电信号转换为电动机转轴的角位移或角速度，按电流种类的不同，伺服电动机可分为直流和交流两大类。下面简单介绍交流伺服电动机有以下三种转速控制方式： (1)幅值控制控制电流与励磁电流的相位差保持90°不变，改变控制电压的大小。 (2)相位控制控制电压与励磁电压的大小，保持额定值不变，改变控制电压的相位。 (3)幅值一相位控制同时改变控制电压幅值和相位.交流伺服电动机转轴的转向随控制电压相位的反相而改变。

单片机直流电机控制实训报告

基于AT89C51单片机的直流电动机控制器设计实训报告专业：弹药工程与爆炸技术班级：弹药二班学生姓名：杨宁指导教师：佟慧艳能源与水利学院

1 实训目的通过单片机实训使学生能够掌握利用Keil软件编写单片机程序，学会设计完整的单片机应用系统；依托Protues仿真平台进行单片机电子应用系统设计与仿真，使学生掌握单片机应用系统的设计技能；培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力以及实际动手能力和查阅资料能力。

2 实训任务及要求 2.1 任务描述一单片机为控制核心设计一款直流电机电机控制系统，可以实现直流电机的加速、正转、反转等控制方式。 2.2 任务要求 1)用AT89C51单片机实现上述任务要求； 2)在Keil IDE中完成应用程序设计与编译； 3)在Proteus环境中完成电路设计、调试与仿真。

3 系统硬件组成与工作原理 3.1单片机的控制器与最小系统单片机的最小系统是指有单片机和一些基本的外围电路所组成的一个可以使单片机工作的系统，一般来说，它包括单片机、晶振电路和复位电路（如图一）。图1 最小系统设计截图（一）控制器部分分析 AT89C51（如图2）是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。 AT89C51提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU 的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，

伺服电机的三种控制方式

选购要点：伺服电机的三种控制方式伺服电机速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的，位置控制是通过发脉冲来控制的。具体采用什么控制方式要根据客户的要求以及满足何种运动功能来选择。接下来，松文机电为大家带来伺服电机的三种控制方式。如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。如果上位控制器(在一个运动控制系统中“上位控制”和“执行机构”是系统中举足轻重的两个组成部分。“执行机构”部分一般不外乎：步进电机，伺服电机，以及直流电机等。它们作为执行机构，带动刀具或工件动作，我们称之为“四肢”；“上位控制”单元的四种方案：单片机系统，专业运动控制PLC，PC+运动控制卡，专用控制系统。“上位控制”是“指挥”执行机构动作的，我们也称之为“大脑”。随着PC（Personal Computer）的发展和普及，采用PC+运动控制卡作为上位控制将是运动控制系统的一个主要发展趋势。这种方案可充分利用计算机资源，用于运动过程、运动轨迹都比较复杂，且柔性比较强的机器和设备。从用户使用的角度来看，基于PC机的运动控制卡主要是功能上的差别：硬件接口（输入/输出信号的种类、性能）和软件接口（运动控制函数库的功能函数）。按信号类型一般分为：数字卡和模拟卡。数字卡一般用于控制步进电机和伺服电机，模拟卡用于控制模拟式的伺服电机；数字卡可分为步进卡和伺服卡，步进卡的脉冲输出频率一般较低（几百K左右的频率），适用于控制步进电机；伺服卡的脉冲输出频率较高（可达几兆的频率），能够满足对伺服电机的控制。目前随着数字式伺服电机的发展和普及，数字卡逐渐成为运动控制卡的主流。)有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的

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机械工程师必知的三种直线模组+伺服电机的控制方式直线模组+伺服电机速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制，位置控制是通过发脉冲来控制。详细具体的想采用什么样的控制方式要按照客户的实际需求和功能来选型。那么直线模组配伺服电机的三种控制方式是什么呢？列举：您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，那么就是用转矩模式。如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用速度或位置模式相对来说比较实用。如果控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高，或者基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。就伺服驱动器的响应速度来看：转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。如果控制器本身的运算速度很慢（比如，或低端运动控制器），就用位置方式控制。如果控制器运算

速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率；如果有更好的控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么做。一般说驱动器控制的好坏，有个比较直观的比较方式，叫响应带宽。当转矩控制或速度控制时，通过脉冲发生器给它一个方波信号，使电机不断的正转、反转，不断的调高频率，示波器上显示的是个扫频信号，当包络线的顶点到达最高值的70.7%时，表示已经失步，此时频率的高低，就能说明控制的好坏了，一般电流环能做到1000HZ 以上，而速度环只能做到几十赫兹。 1、转矩控制转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm：如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。可以通过即

基于单片机的直流电机控制设计性实验报告

设计题目:直流电机控制电路设计一设计目得 1掌握单片机用PWＭ实现直流电机调整得基本方法,掌握直流电机得驱动原理。 2学习模拟控制直流电机正转、反转、加速、减速得实现方法. 二设计要求用已学得知识配合5１单片机设计一个可以正转、反转或变速运动得直流电机控制电路，并用示波器观察其模拟变化状况。三设计思路及原理利用单片机对PWM信号得软件实现方法.MCS一５１系列典型产品8051具有两个定时计数器。因为PWＭ信号软件实现得核心就是单片机内部得定时器，所以通过控制定时计数器初值，从而可以实现从８051得任意输出口输出不同占空比得脉冲波形。从而实现对直流电动机得转速控制。 .AT８9Ｃ5１得P1、0—P1、2控制直流电机得快、慢、转向,低电平有效.P3、0为PＷM波输出,P3、１为转向控制输出，Ｐ3、2为蜂鸣器。PWM控制DC电机转速，晶振为12Ｍ,利用定时器控制产生占空比可变得PＷM波，按K1键,PＷM值增加,则占空比增加,电机转快,按K2键，PＷＭ值减少，则占空比减小，电机转慢，当PWM值增加到最大值255或者最小值1时,蜂鸣器将报警四实验器材 DＶCＣ试验箱导线若电源等器件

PROＴＵＥS仿真软件KRＩＬ软件五实验流程与程序 #incｌuｄe 〈 reg51、h > sbiｔK1 =P１^０；增加键ｓbit Ｋ2 =P１^１ ; 减少键 sbit K３ =P1^２；转向选择键 sbit PWＭＵOT =P3^０； PWM波输出?? ｓbｉｔｔurn_around =P3^1 ;?转向控制输出 sbiｔ BＥEP =P3^2 ；蜂鸣器 unｓiｇned iｎｔ PWＭ； void Ｂeep（void）; ｖｏiｄ deｌay（ｕnｓiｇned int n）; void main(ｖｏid) ｛ TＭOＤ=0ｘ1１；//设置T0、Ｔ1为方式1，(1６位定时器) TH0＝0 ; 65536us延时常数{ｔ=(6５536—TH)/fose／12} ?ＴL0=０； TＨ１=PＷＭ; //脉宽调节,高８位 ? TＬ１=0；ＥA=１;? //开总中断ＥＴ0＝１; //开Ｔ0中断? ET1=１；??//开T1中断

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伺服电机的PLC控制方法以松下Minas A4系列伺服驱动器为例，介绍PLC控制伺服电机的方法。伺服电机有三种控制模式：速度控制，位置控制，转矩控制{由伺服电机驱动器的Pr02参数与32(C-MODE)端子状态选择}，本章简要介绍位置模式的控制方法一、按照伺服电机驱动器说明书上的"位置

控制模式控制信号接线图"连接导线 3(PULS1)，4(PULS2)为脉冲信号端子，PULS1连接直流电源正极(24V电源需串连2K左右的电阻),PULS2连接控制器(如PLC 的输出端子)。 5(SIGN1)，6(SIGN2)为控制方向信号端子，SIGN1连接直流电源正极(24V电源需串连2K左右的电阻),SIGN2连接控制器(如PLC的输出端子)。当此端子接收信号变化时，伺服电机的运转方向改变。实际运转方向由伺服电机驱动器的P41，P42这两个参数控制。 7(com+)与外接24V直流电源的正极相连。 29(SRV-0N),伺服使能信号，此端子与外接24V直流电源的负极相连，则伺服电机进入使能状态，通俗地讲就是伺服电机已经准备好，接收脉冲即可以运转。上面所述的六根线连接完毕(电源、编

码器、电机线当然不能忘)，伺服电机即可根据控制器发出的脉冲与方向信号运转。其他的信号端子，如伺服报警、偏差计数清零、定位完成等可根据您的要求接入控制器。构成更完善的控制系统。二、设置伺服电机驱动器的参数。 1、Pr02----控制模式选择，设定Pr02参数为0或是3或是4。3与4的区别在于当32(C-MODE)端子为短路时，控制模式相应变为速度模式或是转矩模式，而设为0，则只为位置控制模式。如果您只要求位置控制的话，Pr02设定为0或是3或是4是一样的。 2、Pr10，Pr11,Pr12----增益与积分调整，在运行中根据伺服电机的运行情况相应调整,达到伺服电机运行平稳。当然其他的参数也需要调整(Pr13，Pr14,Pr15,Pr16，Pr20也是很重要的参数)，在您不太熟悉前只调整这三个参数也

伺服电机工作原理及和步进电机的区别

伺服电机工作原理及和步进电机的区别伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。什么是伺服电机？有几种类型？工作特点是什么？答：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降.。请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别？答：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制滚珠丝杆，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。永磁交流伺服电动机20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有：⑴无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。⑵定子绕组散热比较方便。⑶惯量小，易于提高系统的快速性波纹管联轴器。⑷适应于高速大力矩工作状态。 ⑸同功率下有较小的体积和重量。伺服和步进电机伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号）弹性联轴器，但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。一、控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。二、低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。交流伺服电机运转非常平稳膜片联轴器，即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能（FFT），可检测出机械的共振点，便于系统调整。三、矩频特性不同

直流电机PLC控制实验

实验四直流电机PLC控制实验一、实验目的 1．掌握PLC的基本工作原理 2．掌握PID控制原理 3．掌握PLC控制直流电机方法 4．掌握直流电机的调速方法二、实验器材 1．计算机控制技术实验装置一台 2．CP1H编程电缆一条 3．PC机一台三、实验内容根据输入，实现PLC对直流电机的调速PID控制。1、输入功能（1）功能操作，按钮1 1．1、按钮1按下一次，显示SV(设定点值)。 1．2、按钮1按下两次，显示速度设定值。 1．3、按钮1按下三次，设定P值，显示。 1．4、按钮1按下四次，显示P值。 1．5、按钮1按下五次，设定I值，显示。 1．6、按钮1按下六次，显示I值。 1．7、按钮1按下七次，设定D值，显示。 1．8、按钮1按下八次，显示D值。

1．9、按钮1按下九次，显示At（PID 自调整增益） 1．10、按钮1按下十次，自整定显示 1．11、按钮1按下十一次，复位（2）增加按钮2，数值增加（3）减小按钮3，数值减小（4）确定按钮4，操作确定 2、PWM脉冲输出，接输出101.00。 3、直流电机测速，光耦，接高速脉冲输入。 4、LED显示，根据按钮输入，显示设定值/测量值/加减量。四、实验原理 1．直流无刷电机PWM调速原理 PWM的意思是脉宽调节,也就是调节方波高电平和低电平的时间比,一个20%占空比波形,会有20%的高电平时间和80%的低电平时间，而一个60%占空比的波形则具有60%的高电平时间和40%的低电平时间,占空比越大,高电平时间越长,则输出的脉冲幅度越高,即电压越高.如果占空比为0%,那么高电平时间为0,则没有电压输出.如果占空比为100%,那么输出全部电压。 PWM的占空比决定输出到直流电机的平均电压，所以通过调节占空比,可以实现调节输出电压的目的,而且输出电压可以无级连续调节。在使用PWM控制的直流无刷电动机中，PWM控制有两种方式：(1)使用PWM信号，控制三极管的导通时间，导通的时间越长，那么

伺服电机的三种控制方式有哪些

伺服电机是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。在不同场景下，伺服电机的控制方式各有不同，在进行选择之前你需要先了解伺服电机是三种控制方式各有其特点，下面小编就给大家介绍一下伺服电机的三种控制方式。伺服电机控制方式有脉冲、模拟量和通讯控制这三种 1、伺服电机脉冲控制方式在一些小型单机设备，选用脉冲控制实现电机的定位，应该是最常见的应用方式，这种控制方式简单，易于理解。基本的控制思路：脉冲总量确定电机位移，脉冲频率确定电机速度。都是脉冲控制，但是实现方式并不一样：第一种，驱动器接收两路(A、B路)高速脉冲，通过两路脉冲的相位差，确定电机的旋转方向。如上图中，如果B相比A相快90度，为正转；那么B相比A相慢90度，则为反转。运行时，这种控制的两相脉冲为交替状，因此我们也叫这样的控制方式为差分控制。具有差分的特点，那也说明了这种控制方式，控制脉冲具有更高的抗干扰能力，在一些干扰较强的应用场景，优先选用这种方式。但是这种方式一个电机轴需要占用两路高速脉冲端口，对高速脉冲口紧张的情况，比较尴尬。

第二种，驱动器依然接收两路高速脉冲，但是两路高速脉冲并不同时存在，一路脉冲处于输出状态时，另一路必须处于无效状态。选用这种控制方式时，一定要确保在同一时刻只有一路脉冲的输出。两路脉冲，一路输出为正方向运行，另一路为负方向运行。和上面的情况一样，这种方式也是一个电机轴需要占用两路高速脉冲端口。第三种，只需要给驱动器一路脉冲信号，电机正反向运行由一路方向IO信号确定。这种控制方式控制更加简单，高速脉冲口资源占用也最少。在一般的小型系统中，可以优先选用这种方式。 2、伺服电机模拟量控制方式在需要使用伺服电机实现速度控制的应用场景，我们可以选用模拟量来实现电机的速度控制，模拟量的值决定了电机的运行速度。模拟量有两种方式可以选择，电流或电压。电压方式，只需要在控制信号端加入一定大小的电压即可。实现简单，在有些场景使用一个电位器即可实现控制。但选用电压作为控制信号，在环境复杂的场景，电压容易被干扰，造成控制不稳定；电流方式，需要对应的电流输出模块。但电流信号抗干扰能力强，可以使用在复杂的场景。

基于DSP的直流电机控制系统

基于D S P的直流电机控制系统 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

太原科技大学课程设计报告直流电机的控制设计人：成凤强专业：电子信息工程班级：电子131502 学号： 0204 指导教师：张雄二零一六年十二月

第一章设计目的及要求 (3) 一、设计目的 (3) 二、设计要求 (3) 第一章设计原理与方案 (3) 一、设计原理 (3) 二、控制原理 (7) 第三章硬件设计 (8) 一、ICETEK DSP教学实验箱简介 (8) 第四章软件设计 (17) 一、程序编制 (17) 二、实验程序流程图 (17) 第五章系统调试 (19) 一、实验准备 (19) 二、实验程序 (20)

第六章结论分析 (20)

第一章设计目的及要求一、设计目的 1.学习用C语言编制中断程序，控制VC5416 DSP的通用I/O管脚产生不同占空比的PWM信号。 2.学习VC5416DSP的通用I/O管脚的控制方法。 3.学习直流电机的控制原理和控制方法。二、设计要求开始运行程序后，电机以中等速度转动(占空比=60，转速=2)。在小键盘上按数字‘1’一‘5’键将分别控制电机从低速到高速转动(转速==1 ^-5) 。在小键盘上按数字‘0’键将控制电机停止转动。在小键盘上按‘+’或‘一’键切换电机的转动方向。第一章设计原理与方案一、设计原理第一步TMS 初始化。第二步PWM调速。第三步键盘控制 DSP的McBSP引脚:通过设置McBSP的工作方式和状态，可以实现将它们当成通用I/O引脚使用。 2.直流电机控制:直流电动机是最早出现的电动机，也是最早能实现调速的电动机。近年来，直流电动机的结构和控制方式都发生了很大的变化。随着计算机进入控制领域，以及新型的电力电了功率元器件的不断出现，使采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制((Pulse Width Modulation，简称PWM)控制方式已成为绝对主流。 3.PWM调压调速原理

伺服电机控制方式的选择

伺服电机控制方式的选择一般伺服电机主要有三种控制方式，即速度控制方式，转矩控制方式和位置控制方式，下面分别对每种控制方式进行详细说明。 1.速度控制方式通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位机控制装置的外环PID控制时，速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位机反馈以做运算用。速度模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。 2.转矩控制方式转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为：例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时，电机轴输出为2.5Nm，如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定力矩的

大小，也可以通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如绕线装置或拉光纤设备。 3.位置控制方式位置控制方式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服驱动器可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置，应用领域如数控机床、印刷机械等等。如何选择伺服电机的控制方式呢? 就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。如果对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢(比如

DSP无刷直流电动机驱动控制程序

2.4 无刷直流电动机驱动控制程序 //########################################################################## ###/// //无刷电机控制源程序 //TMS320F2812 // //########################################################################## ### //===================================================================== //头文件调用 //===================================================================== #include "DSP28_Device.h" #include "math.h" #include "float.h" //===================================================================== //常量附值 //===================================================================== #define Idc_max 3000 //电流给定最大值 #define Idc_min 0 //电流给定最小值 //===================================================================== //标志位 //===================================================================== char Iab_Data=0; struct Flag_Bits { // bits description

直流电机转速控制的matlab实验

2012/2013学年第一学期《精密测控与系统》期末大型作业日期：2012 年11 月题目与要求：直流电机转速控制问题，直流电动机物理模型如下图所示。

电动机产生的转矩与电枢电流成正比，即：t t T K i =，电枢绕组的反电动势与转速成正比，即：e d e K dt θ=，牛顿第二定律：2 2d T J dt θ=，其中J 为电机轴上的转动惯量。已知：转动惯量：2 2 0.01kg.m /s J =，机械系统摩擦系数：0.1N.m.s b =，电动机力矩系数：0.01N.m/A e t K K ==，电阻：1R =Ω ，电感：0.5H L =。假设电机转动系统刚性，输入量为直流电压V ，输出量为电机转速θ 。问题1：建立该系统的时域数学模型。问题2：给出该系统的传递函数，用Matlab 计算该系统的阶跃响应曲线，给出阶跃响应的特征参数。问题3：建立该系统的状态空间表达式，用Matlab 计算该系统的阶跃响应曲线。问题4：加入速度反馈及PID 控制器环节，使系统性能达到: （a ）建立时间<2s; （b ）超调量<5%; （c ）稳态误差<1%. 问题5：采用下图所示的模糊控制系统系统中的模糊控制器是一个双输入单输出型的控制器，输入变量为转速的误差e 和转速误差的变化率Δe ，输出为直流电压的增量ΔV 。请选用合适的隶属度函数，建立该系统的模糊控制规则库，对电机的转速进行控制使期望转速为1000r/min ，建立时间<2s;超调量<5%;稳态误差e<±1.0%。问题6：通过这个大型作业，谈谈你对本课程的学习心得和体会，以及对本课程授课方式的建议和改进。一、建立该系统的时域数学模型

伺服电机工作原理图

伺服电机工作原理图伺服电机工作原理——伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。永磁交流伺服系统具有以下等优点：（1）电动机无电刷和换向器，工作可靠，维护和保养简单；（2）定子绕组散热快；(3)惯量小，易提高系统的快速性；（4）适应于高速大力矩工作状态；（5）相同功率下，体积和重量较小，广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合，满足了传动领域的发展需求。永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模式混合式的发展后，目前已经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等确定，还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活，使伺服驱动器不仅结构简单，而且性能更加的可靠。现在，高性能的伺服系统，大多数采用永磁交流伺服系统其中包括永磁同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。伺服驱动器有两部分组成：驱动器硬件和控制算法。控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，是国外交流伺服技术封锁的主要部分，也是在技术垄断的核心。 2 交流永磁伺服系统的基本结构交流永磁同步伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成，其结构组成如图1所示。其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等等。我们的交流永磁同步驱动器其集先进的控制技术和控制策略为一体，使其非常适用于高精度、高性能要求的伺服驱动领域，还体现了强大的智能化、柔性化是传统的驱动系统所不可比拟的。目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，其优点是可以实现比较复杂的控制算法，事项数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。

伺服电机控制原理

伺服电机原理一、交流伺服电动机交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似。其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组Rf，它始终接在交流电压Uf上；另一个是控制绕组L，联接控制信号电压Uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式，但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性，无“自转”现象和快速响应的性能，它与普通电动机相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式：一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，为了减小转子的转动惯量，转子做得细长；另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子，杯壁很薄，仅 0.2-0.3mm，为了减小磁路的磁阻，要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小，反应迅速，而且运转平稳，因此被广泛采用。交流伺服电动机在没有控制电压时，定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不动。当有控制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载恒定的情况下，电动机的转速随控制电压的大小而变化，当控制电压的相位相反时，伺服电动机将反转。交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似，但前者的转子电阻比后者大得多，所以伺服电动机与单机异步电动机相比，有三个显著特点： 1、起动转矩大由于转子电阻大，其转矩特性曲线如图3中曲线1所示，与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比，有明显的区别。它可使临界转差率S0＞1，这样不仅使转矩特性（机械特性）更接近于线性，而且具有较大的起动转矩。因此，当定子一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、灵敏度高的特点。 2、运行范围较广 3、无自转现象正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后，它处于单相运行状态，由于转子电阻大，定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性（T1－S1、T2－S2曲线）以及合成转矩特性（T－S曲线）。交流伺服电动机的输出功率一般是0.1-100W。当电源频率为50Hz，电压有36V、110V、220、380V；当电源频率为400Hz，电压有20V、26V、36V、115V等多种。交流伺服电动机运行平稳、噪音小。但控制特性是非线性，并且由于转子电阻大，损耗大，效率低，因此与同容量直流伺服电动机相比，体积大、重量重，所以只适用于0.5-100W的小功率控制系统。二、交流伺服电动机原理伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈

基于 DSP 的无刷直流电机

工学硕士学位论文基于DSP的无刷直流电机控制系统鲁宗峰哈尔滨理工大学 2005年3月

国内图书分类号：TM33 工学硕士学位论文基于DSP的无刷直流电机控制系统硕士研究生：鲁宗峰导师：张春喜申请学位级别：工学硕士学科、专业：电力电子与电力传动所在单位：电气与电子工程答辩日期：2005年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学

Classified Index：TM33 Dissertation for the Master Degree in Engineering THE CONTROL SYSTEM OF BLDCM BASED ON DSP Candidate：Lu zongfeng Supervisor：Zhang chunxi Academic Degree Applied for：Master of Engineer Specialty：Power Electronics and Electric Power Transmission Date of Oral Examination：March, 2005 University：Harbin University of Science and Technology

哈尔滨理工大学工学硕士学位论文基于DSP的无刷直流电动机控制系统摘要永磁无刷直流电动机控制系统是一种新型的调速系统。该系统具有良好的运行、控制及经济性能，显示出巨大的发展潜力。尤其值得指出的是，我国稀土资源丰富，稀土磁钢生产已达到国际水平，如果充分利用和发挥我国在这方面的优势，大力发展稀土永磁电机，形成无刷直流电动机系列产品，将对提高我国机电产品在国际市场的竞争力，具有战略意义。本文正是基于这一考虑，对无刷直流电动机的控制技术与控制方法进行研究。我们用美国TI公司专门为电机的数字化控制设计的16 位定点DSP控制器TMS320LF2407A 作为微控制器。它集DSP 的信号高速处理能力及适用于电机控制的优化的外围电路于一体，可以为高性能传动控制提供可靠高效的信号处理与控制硬件。本文在对永磁无刷直流电动机调速系统的发展及应用综述的基础上，介绍了采用DSP芯片对无刷直流电动机进行换向与转速控制的微机控制系统。文中给出了系统的总体设计方案，分析了无刷直流电机的工作原理和数学模型，提出了驱动电路和控制电路的设计策略。阐述了该系统的基本结构、工作原理、运行特性及其设计方法。文中还对硬件各种功能的控制原理和电路设计以及各软件模块(包括位置信号检测，PWM 波产生，正反转控制，故障保护中断处理等)进行了详细的分析。最后给出了样机运行的实验结果。关键词无刷直流电动机(BLDCM)；DSP控制系统；脉宽调制 - - I