DSP无刷直流电机控制系统设计及MATLAB仿真(2)

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3.6.1相电压测量电路设计 16

3.6.2 电流测量与保护电路设计 16

4. 控制系统软件设计 18

4.1 系统软件设计概述 18

4.2 控制系统程序设计 19

4.2.1系统主程序设计 19

4.2.2 系统中断处理子程序设计 20

5、控制系统的建模与仿真 22

5.1 MATLAB介绍 22

5.2 系统仿真模型建立 22

5.2.1 电机本体仿真模型 25

5.2.2 电流滞环控制模块 26

5.2.3 速度控制模块 27

5.2.4 参考电流模块 27

5.2.5 转速计算模块 28

5.2.6 电压逆变器模块 29

5.3仿真结果 29

附录A F2812最小系统原理图 36

附录B 驱动电路原理图 36

1 引言

1．1 概述

随着计算机技术和现在控制理论的快速发展，由数字控制装置组成的随动系统应运而生。随动系统即伺服系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统，主要作用是以小功率指令信号去控制大功率负载。与传统的模拟系统相比较而言，数字随动系统具有许多优点，例如它的体积小，修改方便，精度高，可靠性高等等。无刷直流电机就是数字随动控制系统的典型执行器之一。它有着体积体积小、重量轻、效率高、惯量小和控制精度高等优点，同时还保留了普通直流电动机优良的机械特性，被广泛应用于伺服控制、数控机床、机器人等领域[1]。随着人们对控制性能要求越来越来苛刻，如何开发出反应快，精度高的随动系统成为技术工作人员关注的课题。

1．2 本课题完成的内容

本课题主要完成的内容包括以下5个方面:

1、系统概述了无刷直流电机的结构和工作原理，数学模型；

2、进行无刷直流电机的控制策略的研究，提出PID控制方法；

3、学习和掌握C语言程序设计和TMS320LF2812芯片的使用及基于C语言的编程；初步学习在CCS3.3的集成开发环境下进行系统软件程序的编写、调试。在论文中给出了部分的流程图；

4、重点用Matlab中的Simulation进行整个控制体统模型的搭建和仿真分析；

5、对本课题的研究结果进行分析总结，对研究中的问题和不足之处进行分析，对下一步工作进行说明。

2. 无刷直流电机

2.1 无刷直流电机的结构

无刷直流电机的转子是由永磁材料制成的、论文网具有一定磁极对数的永磁体。电机的定子绕组多做成三相对称星形接法，这一点与三相异步电动机十分相似。同时为了检测电动机转子的极性，在电机内装有位置传感器。无刷直流电机的每个绕组分别与其外部的电子开关电路相连，开关电路中的开关管受位置传感器的信号控制。

无刷直流机主要是由电动机本体、转子位置传感器和电子开关电路三部分组成的。无刷直流电机的原理框图如图2-1所示。图中，直流电源通过开关电路向电动机定子绕组供电，位置传感器随时检测到转子所处位置，并根据转子的位置信号来控制开关管的导通和截止，从而自动地控制了哪些绕组通电，哪些绕组断电，实现了电子换向[2]。