基于DSP的無(wú)刷直流電機(jī)控制器的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)刷直流電機(jī)有著體積小、重量輕、效率高、慣量小和控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還保留了普通直流電動(dòng)機(jī)優(yōu)良的機(jī)械特性，被廣泛應(yīng)用于伺服控制、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等領(lǐng)域，隨著無(wú)刷直流電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，要求控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、成本低廉、控制算法合理、控制精度高、開(kāi)發(fā)周期短。為此，基于DSP的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用前景。 美國(guó)TI公司的TMS320C28x系列是TI公司最新推出的DSP芯片，它具有強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處理能力，將其用于無(wú)刷

2、直流電機(jī)控制系統(tǒng)，則能更好的控制無(wú)刷直流電機(jī)，體現(xiàn)它的優(yōu)越性能。 本課題主要是研究用TMS320F2812如何控制無(wú)刷直流電機(jī)。為此，需要研究如何驅(qū)動(dòng)功率較大的電機(jī)，如何保護(hù)電機(jī)使其正常轉(zhuǎn)動(dòng)，在需要計(jì)算機(jī)控制時(shí)，用RS485通信如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制等。 圍繞此核心，本課題制作了一個(gè)基于DSP的無(wú)刷直流電機(jī)控制器，可驅(qū)動(dòng)5kw的高速直流電機(jī)。本控制器含有一系列完善的功能，包括過(guò)流報(bào)警，氣壓、液壓報(bào)警，準(zhǔn)停功能，以及電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速

3、超出指定轉(zhuǎn)速30％時(shí)的限速功能，此限速功能采用點(diǎn)剎方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。 控制核心使用DSPTMS320F2812，同時(shí)使用專(zhuān)用直流電機(jī)控制芯片MC33035控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)。在DSP控制部分，承擔(dān)了整個(gè)系統(tǒng)的控制功能，包括電機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)、控制、顯示，以及啟動(dòng)外圍保護(hù)電機(jī)安全工作的附加設(shè)備等，與計(jì)算機(jī)的通信也由DSP負(fù)責(zé)。MC33035負(fù)責(zé)執(zhí)行DSP部分的控制指令，給出控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。 本課題使用的無(wú)刷直流電

4、機(jī)采用霍爾元件作為位置反饋，控制器通過(guò)采集霍爾反饋的電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速修正控制轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制。電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制算法包括用矩形窗函數(shù)過(guò)濾采集到的電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，用PID算法調(diào)整控制轉(zhuǎn)數(shù)。轉(zhuǎn)速控制的主要思想是通過(guò)采集電機(jī)轉(zhuǎn)速，與指令轉(zhuǎn)速相比較后，用PID算法不斷修正給出的控制轉(zhuǎn)速值，最終讓電機(jī)穩(wěn)定在目標(biāo)轉(zhuǎn)速上。 本課題完成了此無(wú)刷直流電機(jī)控制器的制作及調(diào)試工作。整個(gè)控制系統(tǒng)包括兩大部分，一是控制器本身，二是在計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)