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1、华中科技大学文华学院毕业设计（论文）外文文献翻译题目：基于 DSP的无刷直流电机控制系统的设计学 生 姓 名：_徐聪颖 _学号_080301011111_ 学 部（系）:机械与电气工程学部指 导 教 师：_杨凤开 _职称或学位：高工2012 年 5 月 20 日名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 5 页 -基于 DSP的无刷直流电机控制系统的设计摘要-本文旨在设计一个基于DSP 的无刷直电动机（电机）控制系统。选择控制器 MC33035 应用在这个系统，要解决的问题有MC33035 低速表现不佳,在本设计中将提出一种改进的方法。该控制系统采用PID控制器,实验验证了前
2、馈是有一定的实用价值。Keywords-DSP;PID;无刷直流电动机;控制系统;MC33035 I.介绍使用电子换向器代替无刷直流电动机传统的直流电机机械换向器且运行顺利，噪音低、效率高,具有较长的工作寿命。随着电子科技的发展,控制系统变得越来越智能，无刷直流电机的应用也越来越广泛。本文提出了一种基于 DSP 的无刷直流电动机控制系统的设计，典型的无刷直流电机采用三相星型连接方式和驱动电路采用三相全桥控制方法。专业的控制器MC33035 选用在该控制系统中，该装置由转子解码器以合适的序列组成，温度补偿的传感器能够提供参考功率、频率可编程锯齿振子，三个集电极开路的首要因素,三个高电流图腾柱底部
3、适合动力驱动 mosfet。使用的 MC33035 霍尔信号对转子位置正确解码来产生起始时间和输出脉冲宽度调制为速度控制。因为它很窄范围内的速度调节和低速度表现不佳,控制系统只采用转子位置正确解码来产生刺激的时机。该控制系统中,采用DSP 控制变量转化为脉宽调制信号,然后结合 PWM信号产生的起始时间 MC33035 生成控制信号,通过控制三相电机驱动电路。II 无刷直流电动机的数学模型三相模型可以简化无刷直流电动机,因为在任何时间只有两相运行，为简化分析,可以认为:1.三相绕组完全对称,空气间隙的磁通密度波形是正方形的。2.牙齿和槽的效果,变换和电枢反应被忽略。III.硬件的结构从功能的角度
4、来看,该控制器包括控制电路和驱动电路。控制电路样品指令信号,采用数字信号处理器(DSP反馈信号,通过计算控制变量一个特定的控制算法,把控制变量为单一的脉宽调制信号,并结合 PWM 信号产生的起始时间MC33035 形成三相桥的控制信号。驱动电路控制信号通过IR2130 驱动三相桥芯片控制mosfet,从而控制电机的转速。A,控制电路控制部分的功能是制造三相MOSFET桥的控制信号。新一代的控制信号由两部分组成:脉宽调制信号的产生和激励信号产时机主要取决于芯片DSP(ADSP21060),CPLD(EPM7128)、AD、MC33035。A.脉宽调制信号的产生ADSP21060 是一个数字信号处
5、理器公司生产，制造的一个高速度、低功耗CMOS工艺,ADSP-21060 有25 ns 周期时间而且每秒 40万条指令。与单片指令缓存,处理器可以执行每个指令在一个周期,所以它更适合用于高速高精度指挥领域,尤其是对电机控制中的名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 5 页 -应用。DSP 模块功能包括采样信号,通过PWM周期定时器保护采样过电流，计算控制变量驱动输出。CPLD 模块功能包括地址译码和产生的脉宽调制信号。B.驱动电路顶部和底部是驱动产出MC33035适合驱动功率mosfet,这三个顶部驱动NPN晶体管集电极开路输出能力的最低沉50 马英九击穿的 30 V,所
6、以三个顶部驱动钻井装置的输出功率 mosfet P-CHANNEL只能直接驱动。在功率和性能的角度来看,比起 P-CHANNEL 功率MOSFET,NCHANNEL 功率 MOSFET 具有较好的性能。6 N-CHANNEL选择的驱动电路功率mosfet 三相桥 IR2130 驱动芯片。这是一个高电压 IR2130,高速功率 MOSFET、IGBT驱动和三个独立的高低端参考输出通道。符合逻辑的输入或输出CMOS LSTTL,下降到 2.5 V 逻辑。排水孔表明如果一个过电流故障信号关闭或低发生。输出驱动高脉冲电流特征设计的缓冲阶段cross-conduction最低驱动。传播延迟相匹配简化使用
7、在高频段。流动通道可以用于驱动Nchannel 功率 mosfet 或 IGBTs 偏高的结构,操作起来到 600 伏特。所以IR2130 芯片行业得到广泛使用,并在伺服驱动器。IV.无刷直流电动机控制系统的软件基于无刷直流电动机的数学模型,我们知道的无刷直流电机的速度是成正比的电压、转矩了无刷直流电动机是成正比的电流,所以我们可以控制的无刷直流电机的速度通过控制 PWM(脉宽调制)。V.实验结果本文实验研究所提出的控制方案实验结果显示，电动机周期越小，具有更好的低速性能 PWM(脉宽调制),考虑到 MOSFET 开关频率所以我们选择为PWM 周期为 50US。周期程序越小动力学性能越好,所以
8、我们选择300US主循环程序运行。两位指令被用在这里，首先是一个步骤的信号,第二是一个正弦信号。这一系列的实验证明了阶跃响应的系统满足设计要求,振幅误差小于10%和相位误差小于当5正弦波的频率介于1 赫兹是 20 赫兹。满足设计要求。正弦信号的振幅将5和频率是 1 赫兹。系统的正弦响应如图10,正弦响应对比位置的命令。可以看出,最大振幅误差小于0.5 和相位滞后是小于5,满足了设计要求VI.结论DSP控制系统满足设计要求,易于控制、性能可靠。因此,该控制系统具有一定的实用价值。根据这些假设,无刷直流电动机的电气方程写如下Ua,Ub,Uc,定子绕组电压的相位(V);名师资料总结-精品资料欢迎下载
9、-名师精心整理-第 3 页，共 5 页 -R,定子绕组电阻的阶段Ia,ib,ic,定子绕组电流的阶段(A);Ea,Eb,Ec,定子绕组电动势的阶段;Ls,相绕组电感(H);M,绕组互感(H);P,微分算子 P=d/dt.因为明星没有中性线连接,下列方程表达式。永磁无刷直流电机的转矩方程是:这是一种高性能MC33035第二代整体包含所有的无刷直流电机控制器的积极的作用来实现全功能要求开环,三个或四个阶段电机控制系统。该装置由转子位置为适当的变换序列解码器、温度补偿的传感器能够提供参考力量,可编程的锯齿振荡器频率,完全可以误差放大器,脉冲宽度调制器对照,三个集电极开路的首要因素,三个高电流图腾柱底
10、部适合动力驱动mosfet。使用脉冲宽度调制方法,提供了一种节能控制电机的转速通过改变平均每个定子绕组电压在变换序列。脉冲宽度调制速度控制只出现在底部驱动器输出。电机速度控制是通过调节电压呈现给我们的误差放大器反向输入的建立PWM 参考水平,斜坡峰谷的锯齿波形产生的电压通常锯齿振荡器分别为4.1V 和 1.5 V,其中的原因是,有不良的表现MC33035速度放慢。因此,控制系统应用它的起始时间和脉宽调制信号来控制速度.本文的创新在于提出一种改进MC33035运行速度的方法。本设计让我们控制无刷直流电动机明智地利用普通DSP,并增加系统的可靠性,缩短了设计时间。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名
11、师精心整理-第 4 页，共 5 页 -参考文献1 Jung DH,Ha IJ,“低成本 sensor-less控制的无刷直流电机使用frequency-independent 移相器”,IEEE POWERELECTR,2000,15(4),pp.744-752.2 Kaiping Yu,Hong Guo,Dayu Wang,Lanfeng Li,“多重冗余应用DSP和 FPGA设计机电致动器控制器,”pp.584-587,Oct.2007 3 Sozer.Y,Kaufman.H,Torrey.D.A,直接 Dodel 参考自适应控制的永磁BLDCMs控制应用中,1997,1997年技术与应用
12、研讨会1997,Page(s):633 638.4 O.Al-Ayasrah,T.Alukaidey,G.Pissanidis,“基于 DSP的无刷直流电机控制 NMotorSpeed用外部 FPGA设计,”工业技术的技术与应用研讨会,pp.627-631,Dec.2006.5 Jong Sun Ko,Jung Hoon Lee,Se Kyo Chung,Myung Joong Youn.“一个良好数字位置控制的无刷直流电机负载转矩观测器”，中华民国工业电子,Vol.40,No.5,pp.512-520,Oct.1993.指导教师审阅意见：指导教师：年月日名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 5 页 -