基于DSP28335的永磁同步電機調速系統設計摘要（中英文） 本控制系統的設計是為了實現基于TMS320F28335的永磁同步電動機的調速系統，并把它引用到全電動注塑機當中。本系統使用SVPWM的控制方法，通過采樣電機電流和旋轉變壓器的位置信息，實現速度、電流雙閉環控制。通過TMS320F28335的硬件浮點處理核心，實現應用于永磁同步電機的浮點算法，去取代過去的定點算法，提高代碼效率。 Abstract: The control system is designed to realize TMS320F28335 based on the permanent magnet synchronous motor speed control system, and put it to quoting all electric of injection molding machine. The ystem of the control method used SVPWM, through the sampling motor current and rotating transformer 1. 引言1.1 設計背景及目的 本永磁同步電機調速系統是全電動注塑機的其中一個應用部分。全電動注塑機憑借著其節約能源、清潔、噪聲少、速度控制效果好、精度高、可重復性高、成本低等眾多優點，成為了當下高端注塑機發展的一個方向。 全電動注塑機的所有運動機構都采用交流伺服電動機驅動，一個穩定高效的永磁同步電動機驅動方案成為了全電動注塑機性能的一個總要部分。本次設計以適用于全電動注塑機的永磁同步電動機控制系統為目標進行設計，采用TI公司的TMS320F28335作為控制核心。憑借TMS320F28335高速的運算能力，適用于電動機控制的各種外設，以及TMS320F283XX特有的硬件浮點運算能力，進行永磁同步電動機的調速控制系統的設計。
上傳時間： 2022-05-08
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基于DSP28035的高速永磁無刷直流電機驅動系統，包括論文和軟硬設計資料。摘要參賽作品為基于DSP28035的高速永磁無刷直流電機驅動系統。該系統以一臺額定轉速60 krpm的高速永磁無刷直流電機、交錯并聯的Buck電路以及全橋電路為硬件平臺，以DSP28035為控制核心，實現了調壓調速功能和基于坐標變換的無位置傳感器新技術。為實現該系統要求，本作品充分利用了DSP28035的資源例如：CLA模塊，模擬比較器、HPWM模塊以及AD轉換模塊等。AbstractThis work is the drive system for a high speed permanent magnet burshless dc motor based on DSP28035. The hardware platform consists of a BLDC motor(rated speed is 60000rpm), a Buck circuit and an inverter. Under the control of DSP28035, this system can achieve the goal of adjusting the motor’s speed with voltage and the function of sensorless control based on the coordinate transformation. By making full use of resources of the core, such as CLA, analog comparator, HPWM and AD converters, the whole system can meet the requirements.1 引言高速永磁無刷直流電機驅動系統由于基波頻率較高（一般在1kHZ以上），利用逆變橋斬波進行調速的控制方式通常會受到開關管開關頻率的限制，因此該系統多采用三相全橋前級加Buck電路進承擔調壓調速的功能，而三相全橋主要承擔邏輯換相的功能。然而，傳統Buck電路所需電感的體積較大，增加了系統的體積，降低了系統的功率密度。
上傳時間： 2022-05-08
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矢量控制理論的提出1971年，由德國Blaschke等人首先提出了交流電動機的矢量控制（Transvector Contrl）理論，從理論上解決了交流電動機轉矩的高性能控制問題。其基本思想是在普通的三相交流電動機上設法模擬直流電動機轉矩控制的規律，在磁場定向坐標上，將電流矢量分解成產生磁通的勵磁電流分量ia和產生轉矩的轉矩電流分量i，并使兩分量互相垂直，彼此獨立，然后分別進行調節。這樣，交流電動機的轉矩控制，從原理和特性上就與直流電動機相似了。因此，矢量控制的關鍵仍是對電流矢量的幅值和空間位置的控制。矢量控制的目的是為了改善轉矩控制性能，而最終實施仍然是落實在對定子電流交流量）的控制上。由于在定子側的各物理量（電壓、電流、電動勢、磁動勢）都是交流量，其空間矢量在空間上以同步旋轉，調節、控制和計算均不方便。因此，需借助于坐標變換，使各物理量從靜止坐標系轉換到同步旋轉坐標系，站在同步旋轉的坐標系上觀察，電動機的各空間矢量都變成了停止矢量，在同步坐標系上的各空間矢量就都變成了直流量，可以根據轉矩公式的幾種形式，找到轉矩和被控矢量的各分量之間的關系，實時地計算出轉矩控制所需的被控矢量的各分量值--直流給定量。按這些給定量實時控制，就能達到直流電動機的控制性能。由于這些直流給定量在物理上是不存在的、虛構的，因此，還必須在經過坐標的逆變換過程，從旋轉坐標系回到靜止坐標系，把上述的直流給定量變換成實際的交流給定量，在三相定子坐標系上對交流量進行控制，使其實際值等于給定值。
上傳時間： 2022-05-30
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1-1前言一般人所能夠感受到聲音的頻率約介於5H2-20KHz，超音波（Ultrasonic wave）即爲頻率超過20KHz以上的音波或機械振動，因此超音波馬達就是利用超音波的彈性振動頻率所構成的制動力。超音波馬達的內部主要是以壓電陶瓷材料作爲激發源，其成份是由鉛（Pb）、結（Zr）及鈦（Ti）的氧化物皓鈦酸鉛（Lead zirconate titanate，PZT）製成的。將歷電材料上下方各黏接彈性體，如銅或不銹鋼，並施以交流電壓於壓電陶瓷材料作爲驅動源，以激振彈性體，稱此結構爲定子（Stator），將其用彈簧與轉子Rotor）接觸，將所産生摩擦力來驅使轉子轉動，由於壓電材料的驅動能量很大，並足以抗衡轉子與定子間的正向力，雖然伸縮振幅大小僅有數徵米（um）的程度，但因每秒之伸縮達數十萬次，所以相較於同型的電磁式馬達的驅動能量要大的許多。超音波馬達的優點爲：1，轉子慣性小、響應時間短、速度範圍大。2，低轉速可產生高轉矩及高轉換效率。3，不受磁場作用的影響。4，構造簡單，體積大小可控制。5，不須經過齒輸作減速機構，故較爲安靜。實際應用上，超音波馬達具有不同於傳統電磁式馬達的特性，因此在不適合應用傳統馬達的場合，例如：間歇性運動的裝置、空間或形狀受到限制的場所；另外包括一些高磁場的場合，如核磁共振裝置、斷層掃描儀器等。所以未來在自動化設備、視聽音響、照相機及光學儀器等皆可應用超音波馬達來取代。
標簽： 超聲波電機
上傳時間： 2022-06-17
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隨著近年來傳動系統的發展，多電機傳動已被越來越廣泛地應用于各種領域中。為了提高多電機傳動系統的動態和穩態性能，以及滿足一些特定系統對于多電機精確同步的要求，多電機同步控制方法的研究也變得越來越重要。目前，有許多方法用來研究多電機同步控制策略，本文采用的是偏差耦合控制方法，利用模糊PID作為速度同步補償器的控制算法，使用遺傳算法來整定PID的參數范圍，解決了多電機同步控制系統中多電機速度的同步控制問題。本文首先分析了多電機同步控制的原理及其特點，根據偏差耦合控制策略的優點，確立了基于模糊PID補償器的多電機同步控制策略，提出了模糊PID補償器的設計方法。其次，利用羅克韋爾實驗室現有的設備，構造了一個與生產現場類似的試驗環境，設計了電機同步控制系統的實驗平臺。在單個永磁同步電動機調速系統的基礎上，實現了多電機同步控制。基于實驗平臺，分別對硬件和軟件部分進行了設計，其中包括控制系統網絡的組建和硬件連線的設計和對運動控制模塊進行組態以及運動控制梯形圖的編制。根據本文設計的多電機同步控制方法在保證系統具有優良抗干擾性能的同時，使系統獲得了較好的跟隨性能及同步跟蹤精度。經過Matlab的仿真以及實驗結果說明了本文設計的控制算法的有效性和實用性。最后，總結了所做的研究工作，并對多電機同步控制系統中存在的其它問題進行了簡單的分析，以及對未來研究方向進行了闡述。關鍵詞：多電機同步控制；：模糊PID；遺傳算法；永磁同步電動機；偏差耦合控制
標簽： 模糊PID補償器
上傳時間： 2022-06-18
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摘要：針對永磁同步電機速度估算及定子電阻變化引起的穩定性問題，根據模型參考自適應控制法的原理，在同步旋轉坐標系下，提出永磁同步電機轉速估算與定子電阻辨識的自適應律，建立永磁同步電機無速度傳感器矢量控制系統及定子電阻在線辨識的數學模型.通過控制系統簡化，確定調速控制系統中電流調節器與速度調節器的傳遞函數，并對電流調節器與速度調節器的控制增益進行了設計.仿真結果表明：控制系統對定子電阻變化魯棒性好，轉速估算與速度調節精度高，驗證了本控制系統的可行性.關鍵詞：永磁同步電機；無速度傳感器；矢量控制；模型參考自適應；定子電阻；在線辨識；控制增益
上傳時間： 2022-06-25
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三相無刷直流電機是近年來迅速發展起來的一種新型電機，它利用電子換相代替機械換相，既具有直流電機的調速性能，又具有交流電機結構簡單、運行可靠、維護方便等優點，并且體積小、效率高，在許多領域已得到了廣泛的運用。本文首先介紹了三相無刷直流電機在國內外的發展及其控制系統的研究現狀，詳細論述了三相永磁無刷直流電機的構成、運行原理、特性分析和其轉子位置信號的檢測方法；然后設計了控制系統的硬件電路及相應軟件，最后對設計的控制系統進行調試并分析了影響系統可靠性的因素及給出了相應解決的方案。根據控制系統的設計參數、成本及靈活性等各方面的要求，本控制系統設計了以Atmega8L單片機及ECN30206集成驅動器為核心的硬件平臺。Atmega8L單片機對由ECN30206構成的功率驅動電路進行轉速PID閉環控制、并定時采集電流信號對電流進行過流保護及采用Max7219串行顯示轉速、電流、相關故障信息，通過光電隔離對永磁無刷直流電機諸如轉向等控制及接收外部信息，通過RS-485總線接口與外部其它系統交換信息、對各種信息進行分析處理、協調各部分的工作。
標簽： 三相無刷直流電機控制系統
上傳時間： 2022-06-27
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設計者根據對環境的需求，希望能不斷開拓高級電機控制技術，用以制造節能空調、洗衣機和其他家用電器產品。到目前為止，較為完善的電機控制解決方案通常僅用作專門用途。然而，新一代數字信號控制器（Digital Signal Controller，DSC）的出現使得性價比高的高級電機控制算法最終成為現實。例如，空調需要能夠對溫度作出快速響應以迅速改變電機的轉速。因此，我們需要高級電機控制算法，以制造出更加節能的靜音設備。在這種情況下，磁場定向控制（Field Oriented Control，FOC）脫顧而出，成為滿足這些環境需求的主要方法。本應用筆記討論了使用Microchip dsPIC0DSC系列對永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Motors，PMSM）進行無傳感器FOC的算法。為什么使用FOC算法？BLDC電機的傳統控制方法是以一個六步的控制過程來驅動定子，而這種控制過程會使生成的轉矩產生振蕩。在六步控制過程中，給一對繞組通電直到轉子達到下一位置，然后電機換相到下一步。霍爾傳感器用于確定轉子的位置，以采用電子方式給電機換相。高級的無傳感器算法使用在定子繞組中產生的反電動勢來確定轉子位置。六步控制（也稱為梯形控制）的動態響應并不適用于洗衣機，這是因為在洗滌過程中負載始終處于動態變化中，并隨實際洗滌量和選定的洗滌模式不同而變化。而且，對于前開式洗衣機，當負載位于滾筒的頂部時，必須克服重力對電機負載作功。只有使用高級的算法如FOC才可處理這些動態負載變化。
上傳時間： 2022-06-29
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本課題采用了基于高頻電壓信號注入法的永磁同步電動機的無傳感器矢量控制方法，此種方法利用內置式電機的凸極性的特性，適合于電機在低速運行狀態下對轉子位置和轉速進行估算，對運行中的電機參數變化不敏感，系統具有較強的魯棒性。本文采用了以內置式電動機為研究對象，首先分析了永磁同步電動機的結構和數學模型，并介紹了矢量控制坐標變換方法、空間矢量脈寬調制技術（SVPWM）。進而闡述高頻電壓信號注入法的原理，建立數學模型。然后提出高頻電壓信號注入的方式，通過對載有轉子位置信息的高頻信號進行處理，對轉子的磁極位置和轉速等信息進行估計計算。本文還通過使用Matlab/Simulink仿真平臺，建立了基于高頻信號注入法原理的永磁同步電動機的無傳感器控制仿真模型，實驗結果驗證了此種算法的可行性。最后通過使用德州儀器公司生產的TMS320F28335為核心芯片，搭建了控制系統電路，并同時介紹了系統的電源電路、控制電路、電流檢測電路、電流保護電路等硬件電路。另外對控制算法中的主要部分，包括PWM中斷程序、矢量控制程序、數字濾波器的算法都進行了介紹。最后的實驗結果表明，這種無傳感器的矢量控制方法適用于電機在低速時的控制要求，動態性能較好，能夠準確跟蹤轉子的實際位置，估算轉子轉速，控制系統的魯棒性較好，實現了無傳感器控制的實驗目的。
上傳時間： 2022-06-30
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簡介設計者根據對環境的需求，希望能不斷開拓高級電機控制技術，用以制造節能空調、洗衣機和其他家用電器產品。到目前為止，較為完善的電機控制解決方案通常僅用作專門用途。然而，新一代數字信號控制器（Digital Signal Controller，DSC）的出現使得性價比高的高級電機控制算法最終成為現實。例如，空調需要能夠對溫度作出快速響應以迅速改變電機的轉速。因此，我們需要高級電機控制算法，以制造出更加節能的靜音設備。在這種情況下，磁場定向控制（Field Oriented Control，FOC）脫穎而出，成為滿足這些環境需求的主要方法。本應用筆記討論了使用Microchip dsPIC2 DSC系列對永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）進行無傳感器FOC的算法。
上傳時間： 2022-06-30
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