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XXXXXXXX大学XXXXXXXXXXXXXX学院《DSP原理及应用》题目：基于TMS320LF2407的电机控制系统设计专业：班级：姓名：学号：指导教师：2015年 5 月 19 日摘要直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。
电动机调速系统采用微机实现自动控制，是电气传动发展的主要方向之一。
采用微机控制后，整个调速系统体积小，结构简单、可靠性高、操作维护方便，电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平，静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。
本篇论文介绍了基于单片机的直流电机PWN调速的基本办法，直流电机调速的相关知识以及PWM调速的基本原理和实现方法。
重点介绍了基于TMS320LF2407单片机的用软件产生PWM信号以及信号占空比调节的方法。
对于直流电机速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。
关键词：单片机最小系统；PWM ；直流电机调速;前言电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。
无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。
据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。
同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。
电动机与人的生活息息相关，密不可分。
电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。
简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。
然而近年来，随着技术的发展和进步，以及市场对产品功能和性能的要求不断提高，直流电动机的应用更加广泛，尤其是在智能机器人中的应用。
直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要，为了能够适应发展的要求，单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。
利用DSP实现的步进电机控制器的设计数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。
数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。
在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
德州仪器、Freescale等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。
TMS320LF2407是TI公司主推的一种高性能、低价格DSP处理器，其处理速度达到30 MIPS,片内处理集成RAM、Flash及定时器外，还集成了A/D转换器、PWM控制器及CAN总线控制器等模块，特别适合于电机、电源变换等实时要求高的控制系统。
但是通常设计DSP程序的方法是，在DSP的集成开发环境CCS中用C语言设计，需要花费大量的时间用来编写和输入程序代码。
在Matlab中用图形化的方式设计DSP的程序，能够缩短产品的开发时间。
本文所介绍的是一种基于TMS320LF2407实现的步进电机控制系统的设计。
1 系统硬件构成整个系统分为五个部分组成：DSP中央控制器TMS320LF2407,步进电机及驱动，光电编码器，键盘及液晶显示部分，以及整个系统的外围电源电路及看门狗复位电路组成，。
在这个系统设计中，由键盘设定给定转速(位置)，通过中央控制器TMS320LF2407来产生PWM脉冲信号来控制步进电机的转速(位置)，可以采用光电编码器对步进电机的转速(位置)进行采样检测实现闭环控制，也可以采用开环控制无需转速(位置)信号，以上过程中的多个变量、参数可以在液晶显示屏上得到直观地反映。
整个硬件结构简单直观，中央控制器TMS320LF2407还剩余丰富的I/O及中断资源，在此设计基础上具有一定的扩展空间。
引言现代化建设离不开机械，而机械运转的动力很多是由电机提供的，这主要包括了直流电机和交流电机两种，虽然交流电机的发展将最终取代直流电机，但直流电机还将在很长一段时间里一直占据重要地位。
直流电动机具有良好的启动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛地应用。
特别是如轧钢机、龙门刨床和高精度机床等传动中，直流电机都占主要地位。
1、直流电机概述1.1直流电机调速方法定子励磁绕组通过直流电流I时产生励磁磁势F和主磁通。
电枢绕组通过电枢电流I，则产生电枢反应磁势F。
由于直流屯机的电刷在几何中线AB上，因此励磁磁势F 与电枢反应磁势F。
正交。
通常直流电机在其主磁极上加有补偿绕组，电枢反应磁势对主磁通没有影响。
直流电机电枢绕组中的电流I。
与定子主磁通相互作用，产生电磁力和电磁转矩，电枢因而转动。
这种机理使直流电动机具有良好的转矩控制特性，从而有优良的转速调节性能。
因此，调速方法三种：(1)调节电枢供电电压u改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压，从电动机额定转速向下变速，属恒转矩调速方法．对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，这种方法最好。
I变化遇到的时间常数较小，能快速响应，但是需要大容量可调直流电源。
(2)改变电动机主磁通西改变磁通可以实现无级平滑调速，但只能减弱磁通，从电动机额定转速向上调速，属恒功率调速方法。
I变化时遇到的时问常数同I变化遇到的相比要大得多，响应速度较慢，但所需电源容量小。
(3)改变电枢回路电阻R在电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法，设备简单，操作方便．但是只能有级调速，调速平滑性差，机械特性较软：空载时几乎没什么调速作用；在调速电阻上消耗大量电能。
改变电阻调速缺点很多，目前很少采用，仅在有些起重机、卷扬机及电车等调速性能要求不高或低速运转时间不长的传动系统中采用。
弱磁调速范围不大，往往是和调压调速配合使用，在额定转速以上作小范围的升速。
基于TMS320LF2407A的开关磁阻电动机调速系统硬件电路的设计贾会永;宋建威;曲兵妮;靳志欣【摘要】According to the features of switch reluctance motor high magnetic flux density saturation and winding current non-liner operation, the SRD speed-regulation system is developed taking DSP chip （TI Company） as the control core, and the three-phase （12/8） SRD as the trial machine. The hardware circuit mainly includes power conversion circuit, position signal detection circuit, current signal detection circuit and the key board, display circuit. The hardware circuit is proved by test, the design is correct and the system works stable.%根据开关磁阻电动机（SRD）高度磁通密度饱和及绕组电流非线性运行的特点，以三相（12／8极）开关磁阻电动机作为试验样机，采用TI公司的DSP芯片作为控制核心，开发了一套SRD 调速系统。
硬件电路主要包括功率变换电路，位置信号检测电路，电流信号检测电路，以及键盘与显示电路。
经实验验证表明，该硬件电路设计正确合理，系统可稳定工作。
【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】4页(P9-11,14)【关键词】开关磁阻电动机（SRD）;硬件电路;TMS320LF2407A控制芯片【作者】贾会永;宋建威;曲兵妮;靳志欣【作者单位】太原理工大学电气与动力工程学院,山西太原030024;太原理工大学电气与动力工程学院,山西太原030024;太原理工大学信息工程学院,山西太原030024;太原理工大学电气与动力工程学院,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TM352Abstract:According to the features of switch reluctance motor high magnetic flux density saturation and winding current non-liner operation，the SRD speed-regulation system is developed taking DSP chip(TI Company)as the control core，and the three-phase(12/8)SRD as the trial machine.The hardware circuit mainly includes power conversion circuit，position signal detection circuit，current signal detection circuit and the key board，display circuit.The hardware circuit is proved by test，the design is correct and the system works stable.Keywords:SRD(Switched Reluctance Driver);hardwarecircuit;TMS320LF2407A control chip开关磁阻电动机调速系统(Switched Reluctance Driver，SRD)是上世纪80年代兴起的一种新型机电一体化调速系统，由于开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor，SRM)结构简单，转子无绕组，工作原理简单，控制参数多，以及可频繁正反转等一系列优点，已广泛用于煤矿等多种领域。
通过TMS320LF2407A实现磁通正弦PWM的变频控制系统设计近年来，变频技术飞速发展，脉宽调制(PWM)技术在变频器中已经得到了广泛的应用。
把逆变器和异步电机视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场来控制PWM电压，使得磁链的轨迹靠电压空间矢量相加得到，由此产生了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术。
使用该方法能明显减少逆变器输出电流的谐波成分及电动机的谐波损耗，降低了转矩的脉动。
由于其控制简单、噪声低、电压利用率高、方便实现数字化等优点，目前已有取代传统SPWM控制的趋势。
原文位置
TMS320LF2407A是TI公司推出的专用电机控制芯片的高端产品，他将DSP的高速处理性能和电机控制的必备外围电路集于一身，为电机控制系统的整个数字化提供了一个完美的解决方案。
1 电压空间矢量技术的原理及实现方法
电压空间矢量脉宽调制技术(SVPWM，也称为磁通正弦PWM)是从电动机的角度出发，着眼于使电机获得幅值恒定的圆形磁场，即正弦磁通。
他以三相对称正弦波电压供电时的理想圆形磁通轨迹为基准，用逆变器不同的开关模式产生的实际磁通去逼近基准磁通圆，从而达到较高的控制性能。
实现SVPWM的方法有磁链圆轨迹法、电压矢量合成法等。
在这里采用了电压矢量合成法，即采用2个非零矢量和2个零矢量合成一个等效的电压矢量。
如图1所示，在某个时刻Wout旋转到某个扇区中，就由组成这个扇区的2个非零矢量Ux和Ux+60分别作用于T1，T2时间，先作用Ux的称为主矢量，后作用的Ux+60称为辅矢量，时间分解如图2(a)所示，为了计算方便本文采用图2(b)去等效图2(a)。
式中Tc为采样周期。
取调制度：
故可得：。
基于TMS320LF2407的开关磁阻电机控制系统的设计贺颖莉,王艳,殷天明(北京交通大学电气工程学院,北京100044)摘要:在基于TI DSP控制的基础上研究了以三相(12/8)开关磁阻电动机调速系统。
系统采用高速变角度电压斩波控制)))低速定角度电流斩波控制流斩波控制策略,降低转矩脉动以减少电动机的噪声,主要介绍系统软硬件设计。
关键词:开关磁阻电动机;数字信号处理器中图分类号:TM352;TP391.8文献标识码:A文章编号:1001-4551(2004)11-0005-05Sw itched Reluctance Motor Control System Design Based on TMS320LF2407HE Ying-li,WANG Yan,YING Tian-ming(College o f Electrical Enginee rin g,Beijing Jiaotong University,Beijing100044,China)Abstract:The paper p resents a three phase s witched reluctance motor(12/8)adjusting speed control system which based on TI dsp.The system adop ted the strategy:varying angle control and vol tage chopping on high_speed;fixed the angle current chop-ping con trol on low_speed.This methods can lower the ripple of the torque,hence minish the noi se of the motor.This paper intro-duce the software and the hardware of the system.Key words:s witched reluctance motor;digital signal processor1引言开关磁阻电动机(SRM)调速系统,是20世纪80年代兴起的一种新型机电一体化交流调速系统。
