低速大转矩永磁同步电动机测速系统设计
低速直驱永磁潜油电动机分析与设计
低速直驱永磁潜油电动机分析与设计摘要：近年来，随着油田生产技术的发展和开发难度的加大，潜油电机作为油田主要的驱动设备，在油田的开采过程中发挥着越来越重要的作用。
低速直驱永磁潜油电动机是潜油电机中的一种，它具有高转矩、低转速、体积小、重量轻、效率高等特点，广泛应用于石油开采设备上。
目前低速直驱永磁潜油电机的设计研究较少，因此针对低速直驱永磁潜油电动机进行了分析与设计，并利用 ANSYS软件对电动机进行了有限元分析。
通过有限元仿真验证了该电动机的设计是合理的，能够满足油田对电机的要求。
关键词：低速直驱；永磁潜油电动机；设计分析引言：低速直驱永磁潜油电动机主要由定子、转子、转轴以及减速器组成。
这一类电机的转子是在转子铁芯上绕制一个定子线圈，转子铁芯上绕一个永磁体，转子铁芯与转轴固定。
根据直驱电机的结构特点，在电机的定子槽口和转子槽口之间布置了一些导磁体，通过改变磁路结构，使每极磁路磁阻最小，从而实现了较高的功率密度。
根据要求，低速直驱永磁潜油电动机的额定功率为20 kW。
在满足了高功率密度要求之后，电机的设计指标为：额定电压380V；额定电流60A；额定转速0~3000r/min；额定转矩0.40 Nm；额定功率为20 kW的电动机。
本文使用有限元软件 ANSYS对低速直驱永磁潜油电动机进行了仿真分析。
1.电动机结构和工作原理低速直驱永磁潜油电动机主要由定子、转子永磁体、转子槽、定子外圆等部件组成。
该电动机采用内置式安装，将转子外圆固定在内腔上。
转子磁路采用传统的磁滞回线，转子内外圆之间为气隙，定子由多个扇形磁极组成。
电机的气隙大小为0.2 mm，空载感应电动势为0V，负载感应电动势为100V，额定功率为15 kW。
电机的机械结构简单、安装方便，可在井下通过采油工艺直接进行一系列开采工作，对潜油系统的维护简单，可减少电机本身对井口设备的依赖。
该电机主要应用于常规驱动方式难以实现的井下工况。
其中，定子由一块较大的永磁体铁心和一块较小的硅钢片组成；转子由铁心、定转子相绕组、端环和端盖组成。
永磁电机传感器、直接转矩控制系统及新型调速系统的设计的开题报告
永磁电机传感器、直接转矩控制系统及新型调速系统的设计的开题报告一、选题背景永磁电机因具有体积小、重量轻、效率高、功率密度大、启动性能好等优势，在工业控制系统中得到越来越广泛的应用。
而永磁电机传感器、直接转矩控制系统及新型调速系统的设计是实现永磁电机高效稳定工作的基础和关键技术。
传统的电机控制系统采用PID控制算法，容易在高速转动时出现失稳问题，且对于非线性、时变等复杂系统控制效果较差。
因此，设计一种新型的电机控制系统，能够实现对永磁电机的高精度控制，提高永磁电机的效率和可靠性是亟需解决的问题。
二、研究内容1. 永磁电机结构及性能分析。
对永磁电机的结构和性能进行理论分析和仿真模拟，掌握其特点和规律。
2. 永磁电机传感器的研究。
探究永磁电机传感器的种类、原理和特点，结合永磁电机的实际应用，选择合适的传感器并进行电路设计。
3. 直接转矩控制系统的设计。
针对永磁电机的特点，设计一种具有高精度的直接转矩控制系统，在高速转动时具有良好的控制效果。
4. 新型调速系统的设计。
结合永磁电机的特点和实际应用需求，设计一种新型的调速系统，通过调节电源电压或频率等方式实现电机转速的自适应调整，提高永磁电机的效率和可靠性。
三、研究意义1. 提高永磁电机的精度和效率。
设计出稳定可靠的永磁电机传感器和直接转矩控制系统，能够实现对永磁电机的高精度控制。
2. 具有广泛的工业应用前景。
永磁电机广泛应用于工业中的驱动、空压机、泵、风扇、纺织机等领域，研究出高效稳定的控制系统具有广阔的市场应用前景。
四、研究计划第一年：对永磁电机的性能特点进行分析和仿真，研究永磁电机传感器的种类、原理和特点，设计出稳定可靠的传感器电路。
第二年：研究直接转矩控制系统的原理和算法，设计出具有高精度的控制系统，进行实验验证并对其进行优化。
第三年：结合永磁电机实际应用需求，设计出一种新型调速系统，在保证永磁电机高效稳定工作的前提下，实现电机转速的自适应调整。
五、预期成果1. 新型永磁电机传感器电路设计方案，具有高精度和稳定性。
永磁同步电机速度控制器的设计
R=K （I + GK）
；
150 100 50 0 0 1 2 3 4 5 6 参数摄动前 参数摄动后
式中： S T—分别为灵敏度函数和补灵敏度函数 ||S（s）|| ∞ —闭环系统对干扰抑制能力的 度量； ||T（s）|| ∞ —对系统允许摄动幅值大小的 度量。 混合灵敏度问题将系统的鲁棒稳定性要求 和性能要求， 转化为H∞范数意义下的最优控制问 题。 从这个意义上说， 为最优地成形闭环系统奇 异值而进行控制器设计， 是 H ∞ 优化控制问题的实 质。 1.3 转速控制器设计 本文设计的永磁同步电机调速系统的主要 R = 0.975Ω、 L=6.0m H、 P=4、 J =0.001 参数如下： k g·m 2， 将其参数代入式（1）得永磁同步 f f =0.2， 电机带电流环的传递函数： Kpi Kt — JL G（s）= Kpi K i+R Ku Kt s 2+ — — L JL 2.354×10 6 = — s2+1.55×10 3+1.6×105 根据各加权函数的意义及通过实践不断的 调整， 这里取： 0.06×( s +1000) W1 W2（s）=0.008， （s）= — ， s +10 0.02×( s +1000) W3（s）= — s +4000 利用M AT L A B 仿真软件可得该永磁同步电 机速度控制系统的混合灵敏度控制器为一四阶 控制器。 4.428×105s3+2.475×109s2+2.816×1012 s+2.834×1014 K(s)= — — s4+1.305×105s3+1.684×109s2+4.74×1012 s+4.724×1013
永磁同步发电机矢量控制系统设计
永磁同步发电机矢量控制系统设计Design of Vector Control System of PMSG学 院：专 业 班 级：学 号：学 生 姓 名：指 导 教 师： （教授）2012年 6月摘要在永磁同步发电机应用在发电系统中，存在着一些问题。
由于无转子励磁电流，所以转子磁场存在着不可控性，也就是说，永磁同步发电机的输出电流和输出电压存在着不可控性。
为解决上述问题，提出了利用三相桥式有源逆变电路的控制策略，并基于AT89C51单片机为核心，介绍了三相桥式逆变器的控制单元电路、各种检测保护电路、IGBT驱动电路和软件控制的设计原理与设计过程，应用PWM控制技术和永磁同步电机的矢量控制方法，基于三相电压型逆变电路的工作原理，运用PWM技术使输出电压、电流接近正弦波。
逆变器采用89C51单片机及单相PWM集成电路SA4828后，控制电路大为简化、器件减少，结构紧凑、降低了成本，提高了可靠性。
并通过编程来有效的控制永磁同步发电机的输出电压及输出电流。
通过调试运行取得了比较理想的结果。
关键字：永磁同步发电机；三相桥式逆变电路；PWM；单片机；矢量控制AbstractThere is still some problem remaining to be solved when permanent magnet synchronous generator applies in system. Because of No rotor exciter current, rotor field is uncontrollable, which means the output current and voltage of permanent magnet synchronous generator is uncontrollable. In order to solve the aforementioned problem, someone has come up with this device called three-phase bridge which has a function of reverse current, and uses AT89C51 SCM as a core, three-phase bridge type inverter is introduced. Its Control unit circuit, all kinds of test protection circuit, IGBT driver circuit and the design principle and procedure of the software control, which unitizes PMW control technology and the vector control method of permanent-magnet synchronous motor, based on the working principle of the three phase bridge inverter circuit, applies PMW technology to enable output voltage, make current close to Sine wave. After 89C51 SCM and Single-phase PWM integrated circuit SA4828 of the converter is applied, the control circuit has been simplified essentially, component has been reduced, the cost is lowered, and more reliability is ensured. What's more, controlled by programming technology has effectively controlled the output voltage and output current of the permanent magnet synchronous generator. A satisfactory result is obtained by adjusting the setting.Keywords: PMSG; DSP; adaptive control; direct torque control目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 第1章绪论 .. (1)1.1 研究背景、目的和意义 (1)1.2 课题国内外研究现状及趋势 (2)1.3 论文的主要研究内容 (5)1.4 本论文的结构安排 (5)第2章理论分析和论述 (6)2.1 永磁同步发电机数学模型和矢量分析 (6)2.2 矢量控制技术 (9)2.3 IGBT的工作原理 (11)2.4 三相逆变桥电路及其控制 (13)2.5 PWM控制技术 (17)2.6 89C51单片机介绍 (19)2.7 SA4828芯片介绍 (23)第3章硬件电路设计 (26)3.1 永磁同步发电机基本控制电路 (26)3.2 单片机外围电路 (26)3.3 检测电路的设计 (28)第4章永磁同步发电机控制系统的软件设计 (29)4.1 控制器主程序设计 (30)4.2 控制系统子程序设计 (31)第5章结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)第1章绪论1.1 研究背景、目的和意义工业自动化技术和装备设计多个学科领域，其中所应用的计算机相当于人的大脑，负责对信息进行数值计算、逻辑推理、决策判断，并发出控制指令。
低速大扭矩永磁同步电动机关键技术研究的开题报告
低速大扭矩永磁同步电动机关键技术研究的开题报告一、选题的背景和意义随着电动车的快速发展，电动机的研发和应用已经成为当前最热门的话题之一。
研发一款低速大扭矩永磁同步电动机，可以克服传统电动机存在的一些缺陷，如低速起步扭矩不足、效率低等问题。
同时，低速大扭矩永磁同步电动机的研发将对电动车的稳定性、动力性能，以及行驶里程等方面产生积极影响，具有非常重要的现实意义。
二、研究的目的和内容低速大扭矩永磁同步电动机的研究，主要是为了克服目前电动车发展中最核心和最困难的问题：低速大扭矩和省电。
本研究的目的在于探讨低速大扭矩永磁同步电动机关键技术，包括设计方法、工艺路线、控制策略、优化算法等方面的内容。
具体研究内容包括：1. 永磁材料的选择和性能测试。
2. 电机结构设计和磁场分析，确定合适的电机参数。
3. 开发控制算法，实现高效的电机控制。
4. 运用优化算法，提高电机效率和性能。
5. 驱动系统设计和实验验证，验证电机的可行性和可靠性。
三、研究方法和技术路线1. 研究方法本研究采用实验和仿真相结合的研究方法。
通过实验和仿真对电机结构、磁场分布、转矩输出、高效控制等方面进行研究和改进，以达到提高电机性能和效率的目的。
2. 技术路线（1）永磁材料的选择和性能测试研究永磁材料选择和性能测试方法，选择合适的永磁铁氧体材料，并测试其磁性能和电性能，为电机的设计奠定基础。
（2）电机结构设计和磁场分析通过有限元分析软件建立磁场分析模型，根据设计要求进行结构设计，确定电机的电磁参数。
同时，优化电机磁路结构，提高电机性能和效率。
（3）开发控制算法，实现高效的电机控制开发控制算法和系统，实现电机工作的高效控制，在控制策略上，将采用先进的矢量控制技术，以实现高效的磁场控制和转矩控制。
（4）运用优化算法，提高电机效率和性能将运用优化算法对电机进行优化，在电机轻载和满载工况下，针对不同的工况进行优化，提高电机效率和性能。
（5）驱动系统设计和实验验证设计电机驱动系统，并进行实验验证，验证电机的可行性和可靠性。
永磁同步电动机调速控制系统的设计
永磁同步电动机调速控制系统的设计建立矢量控制永磁同步电动机调速控制系统，可以有效加强控制系统的可靠性与适应性，提高系统的调速性能。
在矢量控制永磁同步电动机调速控制系统中采用最新型的空间电压矢量脉宽调制技术，可以使工作中的逆变器得到控制，并使电子磁链矢量的运动轨迹随着电动机的运行逐渐靠近圆形的磁链轨迹。
本文主要对永磁同步电动机调速控制系统的设计进行分析研究。
标签：永磁同步电动机；调速控制系统；设计可调速的永磁同步电动机是一种新型的同步电动机，所应用的范围十分广泛，具有体积小、损耗低以及效率高等优势。
现阶段永磁同步电机得到了深入的应用，相关人员开始注重对永磁同步电机调速控制系统的探究。
空间电压矢量控制技术在交流电动机变频调速中的得到了十分普及的应用，可以在一定程度上满足工业的发展。
1 空间电压矢量脉宽调制技术空间电压矢量脉宽调制技术通常运用于磁链跟踪控制中。
因此，也可以称为磁链跟踪控制技术。
空间电压矢量脉宽调制技术是利用逆变器输出具有交替作用的多种基本空间电压矢量，使传输出的电压矢量进行合成，最终形成圆形磁链轨迹。
同一个周期内的逆变器，若在六个有基础的基本电压空间矢量都进行一次输入，定子磁链矢量会直接出现六边形的运动轨迹，从而阻碍了圆形磁链轨迹的出现。
为了可以在永磁同步电动机获取圆形磁链轨迹，可以借助多种基本空间电压矢量进行组合，从中获取具有不同等幅的空间电压矢量，使逆变器的使用状态逐渐增加。
2 永磁同步電动机的运行情况永磁同步电动机所具备的结构特点是无法直接启动的，可以通过逆变器调节变频速度。
当通入永磁同步电动机由三相逆变器经过空间电压矢量脉宽调制技术得到正弦交流电源后，永磁同步电动机会直接出现旋转磁场，在磁场中与转子永磁体磁钢产生相互作用，并产生与定子在同一方向绕组旋转的转矩，当永磁体产生的转矩与转子本身的惯量被永磁同步电动机中的电磁转矩进行克制后，永磁同步电动机可以被启动，并且速度也会随之上升，直到定子旋转磁场可以带动起转子永磁体磁钢同时开展工作。
三相永磁同步电动机变频调速系统设计
三相永磁同步电动机变频调速系统设计运动控制系统课程设计题目：三相永磁同步电动机变频调速系统设计专业班级：自动化姓名：学号：指导教师：摘要本论文在研究永磁同步电动机运行原理的基础上详细讨论了其变频调速的理论而且设计了一套基于DSP的永磁同步电动机磁场定向矢量控制系统。
永磁同步电动机相对感应电动机来说具有体积小、效率高以及功率密度大等优点，因此自从上个世纪80年代，随着永磁材料性能价格比的不断提高，以及电力电子器件的进一步发展，永磁同步电动机的研究也进入了一个新的阶段。
由于永磁同步电动机自身具有比感应电动机更为优越的性能，而且其dq变换算法相对简单、电机转子磁极的位置易于检测，因此交流调速的矢量控制理论在永磁同步电动机的控制领域也得到了同样的重视，有关永磁同步电动机矢量控制研究的成果陆续发表。
本文就是应用电压矢量控制SVPWM实现对永磁同步电机的转矩控制，使其拥有直流电机的性能。
关键词：永磁同步电机矢量控制 dq变换 DSP目录1 绪论............................................................................................................. (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 研究现状及应用前景 (1)2 永磁同步电机的矢量控制方法 (3)3 硬件电路设计 (4)3.1 电流检测电路 (4)3.2 转速检测和转子磁极位置检测电路 (5)3.3 PWM发生电路 (6)3.4 IPM智能功率模块驱动电路 (7)3.5 系统保护电路 (8)3.6 人机接口电路 (9)4 软件设计............................................................................................................. . (9)设计心得............................................................................................................. .. (12)参考文献............................................................................................................. .. (13)1 绪论1.1 研究背景与意义众所周知，电动机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。
低速大转矩永磁同步电动机的转子结构及永磁体设计策略
低速大转矩永磁同步电动机的转子结构及永磁体设计策略摘要：本文在探讨永磁同步电机与低速大转矩永磁同步电机概念后，分析转子机构的设计策略以及永磁体的优化设计。
仅以本文设计成果，为我国电机企业借鉴参考，形成永磁同步电机开发的全新思路。
关键词：永磁同步电机；永磁体；转子结构；转子支架中图分类号：TM341 文献标识码：ARotor Structure and Permanent Magnet Design Strategy of Low Speed High Torque Permanent Magnet Synchronous MotorHao Shuangge, Hongyan, Yan Shuqing, Wang ShengGuizhou Aerospace Linquan Motor Co., Ltd. Guizhou Guiyang 550000Abstract: After discussing the concepts of permanent magnet synchronous motor and low-speed high torque permanent magnet synchronous motor, this paper analyzes the design strategy of rotor mechanism and the optimization design of permanent magnet. Based solely on the design results of this article, it is intended to serve as a reference for Chinese motor enterprises and form a new approach for the development of permanent magnet synchronous motors.Keywords: Permanent magnet synchronous motor; Permanent magnet; Rotor structure; Rotor bracket在国家环保政策不断深入以及永磁材料价格逐渐区域稳定的环境之下，我国永磁同步电机的应用范围越发广泛，且应用经验不断丰富、积累，大量企业均以永磁同步电机取代了以往的异步电机，从而基于低速大转矩永磁同步电机的优势提升企业生产效率。
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中图分类号:TM351 TM341 文献标识码:A 文章编号:100126848(2007)0520083203
低速大转矩永磁同步电动机测速系统设计
陈永军1,2,黄声华1,万山明1(11华中科技大学电气与电子工程学院,武汉 430074;21长江大学电子信息学院,荆州 434023)
摘 要:介绍了一种基于TMS320LF2407数字信号处理器的数据采集、处理和通讯系统。该系统充分利用了DSP芯片具有的高速、高性能处理能力以及内部集成的捕获单元模块,并与光电编码器组成电机转速测试系统,直接测量电机的转速。通过集成的串行通讯接口(SCI)模块与计算机之间进行数据传输可以实时地在计算机终端上显示出来。试验结果表明了该设计方案的可行性。关键词:T测速法;TMS320LF2407;串口通讯;永磁同步电动机;速度测量
DesignofSpeedMeasurementSystemforLowVelocityandHugeTorquePermanentMagneticSynchronousMotorCHENYong2jun1,2,HUANGSheng2hua1,WANShan2ming1
(11HuazhongUniversityofScience&Technology,Wuhan430074,China;
21CollegeofElectronicsandInformation,YangtzeUniversity,Jingzhou434023,China)ABSTRACT:Adataacquisition,processingandcommunicationsystembasedonDSPTMS320LF2407isintroduced.Aninstrumentofmeasuringthevelocityofmotorisconsistedofabove2mentionedsystemandphotoelectricencoder.HighspeedandhighperformanceDSPchipandinternalintegratedcapturemodelareusedtomeasuremotorvelocityandlocationinthissystem.Datatransmissionbetweeninternalintegratedserialcommunicationinterface(SCI)andcomputercanbedisplayedontheuppercomputerinrealtime.Feasibilityofabovedesignsolutionisprovedthroughtheresultofexperiment1KEYWORDS:Tspeedmeasurementmethod;TMS320LF2407;Seriescommunication;PMSM;Speedmeasurement
收稿日期:2006210218
0 引 言低速大转矩永磁同步电动机转速测试是值得研究的一个课题。传统的转速测量方法较多,但都普遍存在硬件成本大、测量精度较低、测试过程复杂等缺点。本文介绍了一种基于DSP的永磁同步电动机低速测量方法,上位机采用Delphi710
高级语言编程。该方法测量精度高,能有效抑制低速干扰,测试效果良好。
1 基本原理当永磁同步电机低速旋转时,从编码器输出的脉冲信号经过简单的整形电路,可直接送到
TMS320F2407内部捕获单元(CAPTURE),经过软件数据处理、数字滤波等处理,将数据实时地通过串口传给上位PC机。测速系统的原理如图1
所示。
图1 测速系统整体结构图常用的光栅测速方法有三种:测频法(M法)、测周法(T法)和测频测周法(M/T法)。转速越低,
M法测速误差越大,所以M法不适合低转速测量。
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低速大转矩永磁同步电动机测速系统设计 陈永军 黄声华 万山明M/T法的原则是转速较高时使用M法,转速低时使用T法,所以在很宽的测速范围内精度都较高,不过该方法硬件开销大,软件编制难度高。[1]由于系统电机转速为0r/min～100r/min,所以采用T法测速简单易行。T法测速是测出相邻两个脉冲之间的间隔时间来计算转速。采用一个频率较高的基准脉冲作为计时单位,在被测信号一个周期的时间内,记录基准脉冲信号的个数。计算出相应的转速。T法测速原理如图2所示。在实际应用中,T法测速可以利用捕获单元的功能来实现。其硬件接线如图3。将码盘的A相信号接到捕获单元1,作为输入的速度脉冲。为了扩展方便,仍将输入的4路差分信号经过MC3486变换成为正交编码脉冲(QEP)的输入。图2 T法测速原理图图3 T法测速硬件接线图选择通用定时器1时钟频率f=30MHz,经过128分频,作为计算转速的时钟基准。每当捕获引脚上捕获到A相信号的上升沿时,将计数器T1CNT值捕获并锁存,先后读取两次T1CNT的值,相减后即可得到一个速度脉冲下的基准脉冲个数m[2]。在计算m值时,必须考虑16位定时器T1的翻转情况。不翻转时,m=f(k)-f(k-1)(1)翻转时,只考虑翻转一次的情况:m=f(k)-f(k-1)+0FFFFh(2)式中,f(k)为当前捕获发生时,T1CNT的计数值;f(k-1)为前一次捕获发生时TICNT的计数值。那么转子转速:n=60f2mPN(3)式中,PN=2500,为光电码盘每转产生的脉冲数。2 软件实现测速系统的软件部分主要由DSP的转速脉冲数据采集、计算、通讯以及PC机基于Delphi开发的转速实时显示、数据存储二部分组成。DSP部分采用汇编语言编制,有主要功能寄存器的初始化、SCI接收中断、T2定时中断、CAP1捕获中断等主要部分。Delphi高级语言开发的转速处理程序可对DSP发送转速开始采集、停止采集、采集数据上传等指令,并可以将采集的转速数据直观地显示、存储、打开[3]。211 测速程序的编制当DSP捕获输入引脚CAP1上检测到转速脉冲的上跳沿时,T1定时器的计数值被捕获并存入到一个2级深的FIFO栈中。与此同时,相应的中断标志位被置位。如果该中断没有被屏蔽,则外设中断将产生一个中断请求信号,并且进入相应的中断服务程序。在捕获中断服务程序中,将CAP1FIFO捕获的数据与前一次捕获的数据进行相减,其差值存储到CAP寄存器中。此时如果将差值作为转速运算的依据,将会产生周期性的干扰,为此必须采用中值滤波算法对数据进行预处理。212 中值滤波算法由于中值滤波特别适合于消去编码脉冲干扰引起的捕获值偏差,所以本程序中采用该算法来对捕获的二次差值进行数字滤波[4]。中值滤波的算法为:
Y=X2(X1)即对被测参数连续采样n次(n为奇数,且一般取n=3),而从中选择中间的采样值作为滤波器的输出。数据入口为LB1、LB2、LB3,排序之后,
结果放在LB2中。图4给出了程序流程图。经过中值滤波算法预处理之后,将LB2中的数据重新存储到CAP中。该值每次捕获都是实时刷新的,将其存储在外部数据存储器中;同时该值每间隔100ms在T2的定时中断服务程序中通过串口传给上位PC机。213 通讯程序编制F2407的SCI可以通过配置波特率寄存器SCI2—48—
微电机 2007年 第40卷 第5期(总第161期)HBAUD、SCILBAUD来选择所需的波特率。这两个8位寄存器共同组成16位波特率寄存器BRR。波特率的计算公式如下:SCIasynchronousbaud=SYSCLK(BRR+1)×8SYSCLK161ΦBRRΦ65535BRR=0(5)图4 中值滤波算法框图已知系统时钟频率SYSCLK=30MHz,波特率为9600bps进行RS-232通讯,由公式(5)计算可以得到SCIHBAUD=01H,SCILBAUD=85H。在转速采集程序中,通讯程序主要由3个部分组成:T2定时中断服务程序(100ms)实时传送转速值,将存储在外部数据存储器中的采集值传送到上位机中(子程序),接收PC机发来的指令信号。214 基于Delphi的监控软件Delphi710是一种具有功能强大、简便易用和代码执行速度快等优点的可视化快速应用开发工具。目前,利用Delphi实现串口通信的常用的方法有3种:一是利用控件,如MSCOMM控件和SPCOMM控件;二是使用API函数;三是调用其他串口通信程序。其中利用API编写串口通信程序较为复杂,需要掌握大量的通信知识。相比较而言,利用SPCOMM控件则相对较简单,并且该控件具有丰富的与串口通信密切相关的属性及事件,提供了对串口的各种操作,而且还支持多线程。所以本系统采用SPCOMM控件作为上位机软件和TMS320LF2407二者之间通讯的桥梁。SPCOMM控件主要属性和方法请参阅参考文献[5-6]。该程序的总体结构主要由主控程序模块、数据采集与处理模块、采集指令下传模块、串口通讯测试模块组成,见图5。数据采集与处理模块将DSP发送到的实时数据通过Tchat控件进行实时显示,将采集到的数据存储到指定的数据文件中,打开存储的数据文件进行图形显示,以Excel文件格式存储采集到的数据。采集指令下传模块告知DSP开始采集转速、停止采集转速、采集存储在数据存储器中的数据。串口通讯测试模块用来对串口的通讯状态进行测试,确保通讯的硬件连接正确。
图5 上位机程序结构图3 实验结果及结论
编码器采用ZKD212系列混合式光电编码器。以TMS320LF2407DSP为核心,负责光电脉冲信号的采集以及串口通讯的实现。采集算法主要是在CAP1捕获中断里面完成的。在定时器T2中断程序里,每间隔100ms上传一次实时转速数据。图6
是永磁同步电机在稳态转速为20r/min时,间隔100ms上传的实时数据曲线。图7是相应的存储在外部数据存储器中的全部采集数据。可以看出,
所设计的转速采集系统具有良好的适用价值。本文针对实际伺服系统提出的基于DSP的T转速检测方法,充分利用了DSP内部的捕获单元和串口通信单元,简化了硬件电路,并对低速下影响检测干扰问题采用中值数字滤波算法,在不增加编码器分辨率的基础上,获得了较高的速度检测精度。(下转第89页)
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低速大转矩永磁同步电动机测速系统设计 陈永军 黄声华 万山明