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课程设计——基于DSP无刷直流电动机调速系统的设计

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基于DSP的无刷直流电动机控制系统设计

基于DSP的无刷直流电动机控制系统设计
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一般工业场合不需要调速的领域以往大多是采用三相或单相交流异步和同步电机。 随着电力电子技术的进步，在功率不大于 10KW 且连续运行的情况下，为了减少体积， 节省材料，提高效率和降低能耗，越来越多的电机正被无刷直流电机逐步取代，这类应 用有：自动门、电梯、水泵、风机等。而在功率较大的场合，由于一次成本和投资较大， 除了永磁电机外还要增加驱动器，因此目前较少有应用。 2.调速驱动机械 速度需要任意设定和调节，但控制精度要求不高的调速系统分为两种：一种是开环 调速系统，另一种是闭环调速系统 (此时的速度反馈器件多采用低分辨率的脉冲编码器 或交、直流测速等) 。通常采用的电机主要有三种：直流电机、交流异步电机和无刷直 流电机。这在包装机械、食品机械、印刷机械、物料输送机械、纺织机械和交通车辆中 有大量应用。 调速应用领域最初用得最多的是直流电机， 随着交流调速技术特别是电力电子技术 和控制技术的发展，交流变频技术获得了广泛应用，变频器和交流电动机迅速渗透到原 来直流调速系统的绝大多数应用领域。近几年来，由于无刷直流电机体积小、重量小和 高效节能等一系列优点，中小功率的交流变频系统正逐步被无刷直流电机系统所取代， 特别是在纺织机械、印刷机械等原来应用变频系统较多的领域，而在一些直接由电池供 电的直流电机应用领域，则更多的由无刷直流电机所取代。 3.精密控制 伺报电动机在工业自动化领域的高精度控制中扮演了一个十分重要的角色， 应用场 合不同，对伺服电动机的控制性能要求也不尽相同，在实际应用中，伺服电动机有各种 不同的控制形式：转矩控制/ 电流控制、速度控制、位置控制。无刷直流电机由于其良 好的控制性能，在高速、高精度定位系统中逐步取代了直流电机与步进电机，成为其首 选的伺服电机之一。目前，扫描仪、摄影机、CD 唱机驱动、医疗诊断 CT、计算机硬盘 驱动及数控车床驱动中等都广泛采用了无刷直流电机伺服系统用于精密控制。 4.其他应用 家用电器、大型同步电机启动等。

基于DSP的无刷直流电动机的调速系统设计的开题报告

基于DSP的无刷直流电动机的调速系统设计的开题报告

基于DSP的无刷直流电动机的调速系统设计的开题报告一、选题背景随着现代工业的快速发展，无刷直流电动机（Brushless DC motor，简称BLDC）的应用越来越广泛，已经成为工业自动化领域的重要组成部分。

与传统的有刷直流电动机相比，BLDC具有结构简单、寿命长、能效高、响应快等优点，特别适用于高速、高精度、高效率、高可靠性的工业控制系统中。

BLDC电机的调速系统是其应用的核心，为确保电机在不同负载下的稳定运行，需要设计一种高性能、高精度的调速系统。

以往的调速系统多采用PID控制算法，虽然可以实现基本的调速功能，但由于PID调节参数难以确定，不适用于多变、不确定的控制环境。

近年来，随着数字信号处理器（digital signal processor，简称DSP）技术的发展，DSP已经被广泛应用于控制系统中，并能够提供更为灵活的控制策略和更高的性能指标。

因此，本论文选取基于DSP的无刷直流电动机调速系统作为研究对象，旨在设计一种高性能、高精度、高可靠性的调速系统，为工业控制系统中BLDC电机的应用提供更为优化的技术支持。

二、研究内容本论文的主要研究内容包括：1. BLDC电机的调速原理及其特点分析：分析BLDC电机的结构特点、工作原理和调速控制策略，为后续的调速系统设计提供理论基础。

2. 基于DSP的调速系统设计：选用TMS320F28335作为DSP控制器，搭建BLDC电机调速系统的硬件平台，开发调速控制算法，并实现系统的软件编程，为电机的精确控制提供支持。

3. 调速系统性能测试：评估调速系统的性能指标，包括调速精度、系统稳定性、响应速度等，对系统进行全面的性能测试和分析。

4. 结论及展望：总结本论文的研究内容和结论，指出调速系统的优点和不足之处，并提出未来的研究方向和发展趋势。

三、研究意义BLDC电机是现代工业自动化中不可缺少的重要组成部分，其调速系统的性能直接影响到工业控制系统的稳定性和效率，因此，本论文的研究对于提高工业控制系统BLDC电机的性能指标、推动工业自动化技术的发展具有一定的理论和实践意义。

基于dsp直流电机调速系统的设计

基于dsp直流电机调速系统的设计

基于dsp直流电机调速系统的设计李方圆;李晓【期刊名称】《数字技术与应用》【年(卷),期】2012(000)012【摘要】在工程实践中，有许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求有良好的静，动态性能。

采用DSP控制器控制后，整个调速系统实现全数字化，结构简单，可靠性高，操作维护方便，电机稳态运行时转速精度可达到较高水平。

直流电机具有调速平滑，调速范围广等优良的调速特性。

又由于直流调速系统是自动化专业教学的重点，本设计为学生们提供了一个良好的实验平台，同学们可以通过此平台进行直流电机调速的实验，可以通过改变PI参数理解PID 算法对直流电机启动和调速性能的影响。

% In engineering practice, There are many production machinery requirements in a certain range for speed smooth adjustment,and ask to have good static and dynamic performance. After the controlling of DSP control er the speed control system can realize ful digital, simple structure, high reliability, convenient operation and maintenance, and the motor steady state operation speed precision can achieve a higher level. And because of dc speed regulating system is the emphasis of the teaching of automation and this design provides students a good experiment platform, so that Students can experiment through the platform for dc motor speed control ,and they can change the parameters of pi to understand the influence of pid algorithm for dc motors’ starting and the performance of speed control ing.【总页数】3页(P128-130)【作者】李方圆;李晓【作者单位】中北大学信息与通信工程学院山西太原 030051;中北大学信息与通信工程学院山西太原 030051【正文语种】中文【中图分类】TM33【相关文献】1.基于DSP的直流电机调速系统数字化设计 [J], 高鹏;史晓东;王乐勇2.基于dsp直流电机调速系统的设计 [J], 李方圆;李晓;3.基于DSP2812的无刷直流电机调速系统设计 [J], 李燃;原明亭4.基于DSP无刷直流电机调速系统设计 [J], 李长硕;谭丽;隋然5.基于DSP的小型直流电机调速系统设计 [J], 孔佳仪;程红因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于DSP无刷直流电机调速系统设计

基于DSP无刷直流电机调速系统设计
技术 与 市 场
２ ０ １ ４ 年第２ １ 卷第１ ２ 期
技术研 发
基于 Ｄ Ｓ Ｐ无 刷 直 流 电机 调 速 系统 设 计
李长硕 ， 谭 丽 ，隋 然
（ １ ． 长春 大 学 ，吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ２； ２ ． 长春 发 电设 备 总厂 ，吉林 长春 １ ３ ０ ０ ０ ０； ３ ． 黑龙 江科技 大学 ，黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ２ ７ ）
特点而被广泛应用 ， 并 且 使 得 对 调 速 系统 的 需 求 更加 广 泛 。基 于 Ｄ Ｓ Ｐ无 刷 直 流 电 机 给 出合 理 的 调 速 系统 设 计 方 案 ， 并就
相关研究进行总结。
关键词 ： 无 刷 直 流 电机 ； Ｄ Ｓ Ｐ； 调 速 系统 ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６— ８ ５ ５ ４ ． ２ ０ １ ４ ． １ ２ ． １ １ ０
１ 无 刷 直 流 电机 的 概 述 １ ． １ 无 刷磁 钢放在转子上 。其 电枢 绕组 的绕组形式 与交 流电机 的绕组 一样 ， 采用 的是多 相形式 ， 由逆变器连接到直流 电源上 ， 运用 位置 传感 器实现 电子换 相的 这种方 式来 替代有刷 直流 电机 的电刷换相 。电机 的各个相 依 次通 电并且产生 电流 ， 以转子主磁 场和定子 磁场相互产生 作用 ３ ． ２ 电流 环 程序 的设 计 的方式来产 生转矩 。因此 ， 与有刷 直流 电机相 比 ， 其 取消 了电 电流环调节 的主要 目的是最大可能性去限制 电机的电流 ， 机 的滑动接触机构 。由于 主磁场是恒定 的， 另外加上没有 绕组 加快 整个 动态 响应 ， 是通过调节 对象 的动态结 构来实现 的。在 在转子上 ， 没有 了励磁损耗 ， 由此铁损是很小 的。总的来说 ， 无 电机的启 动过程 中 ， 要使工作电机能在所允许 的最大的 电流下 恒流” 的启动 。同时 ， 在 电机 的转速调节 的整个运 行 中， 刷直流电机 既具备使 用寿命长 、 维 修和保 护 比较 方便 、 可靠 性 进行 “ 高等优 点外 ， 也和交流 电机 结构一样 简单 ， 并且 也具 有普通 直 可以使电流能够快速 的去跟 踪电流 给定 的变 化。 同时 电流环 它们分别是电流反馈值 和电流参考值 。并且整 流电机的转 矩较 大 、 调 速 比较 方便 、 效 率 高、 动态性 能 快等 优 的输入有 两个 ， 势。 个系统运行 的电流 的参 考值是 由速度环 通过计算 出的结果给 １ ． ２ 无 刷 直流 电机 的 原 理 定的 ； 电流 的反馈值经 Ａ ／ Ｄ转换后转变为数量值 ， 并且被输送 无 刷直 流电机 的原理是让一定量 的电流流过 电枢绕组 ， 这 到电流环 ， 检测值 与参 考值做 差 运算 的结 果就 是 电流环 的误 与有刷 直流电机 的工作原理相 同， 由此 就产 生 了持续 不变 的只 差 。 ． ３ 速 度 环 程 序 的 设 计 和电流大小相关 联的 电磁转 矩 。无刷 直流 电机 的电概绕 组是 ３ 固 定在 定 子 上 的 ， 转子是 永磁体 的 ， 没 有 电 刷 。 关 于 元 刷 直 流 系统 软件速度环程序 的设计 的思想 是不停 地去收 集 电机 电机的定子电枢绕组 的接法 一般有 三种 ：三扣 桥式 封闭式 接 的转速 ， 之后与系统给出的速度指令作 比较 后 ， 通过利 用 Ｐ Ｉ Ｄ 法、 三相桥式 品形接法和三相非桥式星形接法。 算法 ， 并且综合 滤波算 法 ， 以不断 地去 修正 运行 速度 的误 差 ， ２ 无刷直流 电机调速 系统的硬件设计 直 到 收 集 到 的 电机 转 速 与 系统 给 定 的转 速 相 同 为 止 。 ２ ． １ 调 速 系统 的 功 率 驱 动 电路 设 计 速 度 环 的程 序 设 计 有 给 定 速 度 和 转 速 反 馈 值 输 入 ， 系 统 输 电机控制的驱 动器 采用 特有 的芯片。可 控制 ６个大 功率 出的是电流参 考信 号， 并且使其 作为电流闭环 的输入信号 。系 管的关断和导通 ， 通过输 出 Ｈ ０ １ ， Ｈ ０ ２和 Ｈ ０ ３分 别控制三 相全 统的转速闭环设计 的主要 目的是 使转速 跟随程 序 的给定值不 桥驱动电路的上半桥 Ｑ １ 、 Ｑ ３ 、 Ｑ ５的接通和关 闭 ；而 Ｉ Ｒ ２ １ ３ １的 断变化 ， 并且达到无静态 的误 差。首先 ， 程序 可 以计算 出 当前 输出Ｌ ０ １ ， Ｉ ／ ） ２ ， Ｉ ／ ） ３的作用是 分别控制 驱动 电路 的下半桥 Ｑ ４、 电机运行 的转速 ， 然后与程序给定的速度值进行 比较 ， 从而得到 Ｑ ６ 、 Ｑ ２的接通 和关 闭 ， 从 而达 到控制 电机正 反转 和转速 的 目 速度误差的数值 ， 再根据这个速度误差数值进行速度控制调节。 的 。全桥式电机电路原理 控制部分 由 ６个 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ组成 ， 其 作用 ４ 结 语 基于 Ｄ Ｓ Ｐ无刷直流 电机调 速 系统是 以 Ｄ Ｓ Ｐ为 核心 的 ， 通 是在 Ｐ ＷＭ 信号 的控制作用下 ， 将 电机 的工作 电压按规律 加到 电机的三相绕组 上 ， 从而达到使 电机高速工作的。 过 软 件 的 编程 设计 来 达 到对 无 刷 直 流 电机 的实 际 调 控 。 同 时 ， ２ ． ２ 调 速 系统 的 系统 保 护 电路 设 计 采用 的以 Ｄ Ｓ Ｐ作 为调速控制系统的核心 ， 与普通 的调速系统相 在无刷直流电机调速 系统 的运行工作过程 中 ， 若 出现欠压 比具有其优越 的特 点 ， 处理 速度 高效便利 ， 同时可 以处 理大量 或者过流情况 ， Ｐ ＷＭ 信号驱动器会启动 系统 内部 的保护 电路。 的数据 。达到了使 其整个调速 系统实现全数字化 的 目的 ， 同时 保护电路的作用主要 是用 于防止 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ因过流 ， 出现短路 或其 电机稳态运行 时的稳速精度 可 以达 到更 高的水平 。随着技术 他的一些意外而出现被烧 坏的 现象。调速 系统 的保护 电路主 的成熟 ， 相信该技术可 以更好地为工业发展服 务。 参考文献 ： 要有过温保护 、 过流保护 、 过压 以及欠压保护 。 ３ 无 刷直 流 电机 调 速 系统 的软 件 设 计 ［ １ ］ 王念旭． Ｄ Ｓ Ｐ基础 与应 用 系统设 计 ［ Ｍ］ ＿ 北京 ： 北京航 空 ３ ． １ 无刷 直流 电机 调 速 系统 的 软 件 设 计要 求 航 天 大 学 出版 社 ， ２ ０ １ １ ． 无刷直流电机调速系统仅有硬件部分是 不够 的， 要想保证 ［ ２ ］ 张雄伟． Ｄ Ｓ Ｐ芯片的原理与开发应 用 ［ Ｍ］ ． 北 京： 电子 工 业 出版 社 ． ２ ０ １ ２ ． 其能够正常工作 ， 还需要有软件 的配合才能构成一个 完整的控 ７ ８ ５

基于DSP的小型直流电机调速系统设计

基于DSP的小型直流电机调速系统设计

科技创新导报2016 NO.31Science and Technology Innovation HeraldDO I ： 10.16660/j .c n k i .1674-098X .2016.31.006信息化工业基于DSP 的小型直流电机调速系统设计①孔佳仪程红(中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院电气工程系北京100083)摘要：针对以PC 机为上位机，DSP 为下位机控制器的小型直流电机调速系统，给出了硬件系统设计方案、驱动电机选型，详细 介绍了功率驱动电路设计。

在此基础上，实现了上位机监控平台开发和下位机软件的设计。

通过电机调速特性实验验证了系统 硬件和软件设计的可行性，达到了控制系统稳态和动态性能要求，系统人机对话友好，该方案可推广应用于机器人运动控制系 统的设计。

关键词：直流电机调速D S P 驱动电路串口通信中图分类号：TM 33文献标识码：A文章编号：1674-098X (2016)11(a )-0006-04用D S P 替代传统的单片机进行电机控制已成为一种潮 流。

该文将髙速、髙性能、满足实时性要求的T M S 320F 2812 用于直流电机调速系统，设计驱动电路，满足低成本大功率 直流电机驱动控制，采用增量式PI 算法闭环反馈，通过改变 P W M 信号达到调速控制目的，T M S 320F 2812通过串行通 信数据接口与上位机进行信息交互，使得系统更加智能化， 人机对话友好，该方案可推广应用于机器人运动控制系统的 设计。

1系统硬件设计 1.1总体控制方案该文选取额定电压为12 V 的37G B -520大扭矩直流减 速电机，同时电机尾部装备了一个增量式霍尔旋转编码器， 简化了硬件结构。

控制系统的主要任务是接收上位机的控 制命令，采集直流电机速度反馈信息，通过闭环控制算法控 制直流电机完成相应动作[1]，总体控制方案如图1所示。

DSP 用于产生P W M 驱动信号，经功率驱动电路，实现电机启动、图1总体控制方案示意图图2功率驱动电路①作者简介:孔佳仪(1995 — )，女，汉，山东泰安人，硕士研究生，研究方向:电力电子与电力传动。

基于DSP的直流电机调速系统设计

基于DSP的直流电机调速系统设计

，式中 U 主要表示为电枢电压，Ia 主要表示
电枢电流，R 主要表示为点数电路当中总电阻 C 表示为电机结
构相关的电常数，n 则表示为转速 [1]。
，
通过此种公式，可以将直接电流的调速方法主要分为三种形
式 ：1. 当调压转到调节电枢电压的过程时，可以使整个电机的速
度在很大的范围内实现平滑运动。2. 弱磁性调速转变为励磁性磁
‖18‖
电机调节速度的需求，还能在很大程度上减少了一些小硬件资源 的过度使用。
而在设计 DSP 的应用程序主要是先完成键盘所有按键的定 义，然后断开函数的声明，以及各个子程序在系统当中所用到的 变量定义，然后在根据系统当中多个模块进行重新的初始化，这 样当最后一道程序在进入一死循环时，就立即将断开的按键按下， 这样就可以通过断开子程序，将定时器的周期实施中断，从而获 取 SCI 的中断程序结构。 四、结论
本次 DSP 的直流电机调速系统的设计主要选用 TI 公司的
DSP-TMS320F2812。对于 PC 机主要完成的就是控制系统的任务
管理，即通过 LabVIEW 对 DSP 发出的转速命令，并接受。在基
于 DSP 的直流电机调速系统当中主要是由控制电机、功率电机、
DSP 控制电路以及转换速度建设的期间和隔电路板，以及 PC 机
等重要部分组成的，而根据 DSP 的直流电机调速系统相关的实验
结果显示，其调速系统的整体性结构主要是以计主从式的计算机
结构，而在采用 PC 上位机的过程时，下位机就一定要采用 DSP，
这样才能做到具有协调性，而 PC 机的用处主要用来完成整改控
制系统当中的管理，并通过对 DSP 进行发出转变速度的命令，以
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基于DSP的直流电机调速系统设计

基于DSP的直流电动机调速系统设计与实现

摘要随着现代工业的不断发展，直流调速系统在许多领域获得了广泛的应用。

由于数字控制具有较好的控制性能和较强的抗干扰性，所以成为直流电机的主流控制方式。

为了进一步提高直流电机控制的现代化程度，电机的控制方法也由原来的单机独立模拟式控制转变为集中式数字式控制。

本文进行了基于DSP的直流电机调速系统控制器设计的研究与实现。

针对目前现有的条件和要求，建立了以DSP控制器为核心的直流电机调速系统，给出了系统的整体方案；系统根据调速原理，采用TI公司的TMS320LF2407A DSP芯片为控制芯片，利用H型电路进行对直流电机的调速控制，通过光电传感器对直流电动机的转速进行测定。

硬件方面，在分析了系统控制对象的基础上，以TMS320LF2407A为控制核心，设计了整个系统的硬件平台。

主要包括电源电路的设计、直流电动机驱动电路的设计、直流电动机测速电路的设计、DSP最小系统、键盘控制电路以及LCD显示电路的设计。

软件方面，在DSP的集成开发环境CCS下，利用C语言，进行了软件的设计与调试，实现了硬件的配置和整个控制器平台的所有功能，能用按键控制直流电动机的启动、停止、加速、减速、正转、反转功能，并将工作状态通过LCD显示出来，通过DSP定时器的配合使用，实现了软件脉冲触发功能，从而实现了直流电动机的测速功能。

通过对研制的DSP调速控制器的实验以及测试，该控制平台运行稳定，设计思路正确，实现了预期的功能，能够实现测速调速功能和显示功能，有着一定的实用价值。

关键词：直流电动机DSP 调速The Design and Realization of Speed Regulation System for DC Motor Based onDSPAbstractDirect-current speed regulation system has gained broad application in a lot of fields with rapidly development of modem industrialization．The Digital Control will become the mainstream of DC timing system by good performances and stable ability to resist the disturbance．In order to improve modernization，the control methods of DC timing system have changed from single control to network control．This paper studied and realization the design of controller in speed regulation system based on DSP, after aimed at the status of laboratory at present. To build a Direct-current speed regulation system using by DSP as core controller and made overall scheme. Using the TMS320LF2407A DSP of TI company, according to speed regulation principle. To controlled the timing of DC Motor using the H model circuit, and measured the rotary speed through photoelectric sensor for DC Motor.In hardware, the whole platform is designed by TMS320LF2407A as core controller, based on analyzing the controlled object. It is include of the electrical source circuit, the driving circuit for DC Motor, the circuit measurable revs for DC Motor, the DSP smallest system module, the circuit of control by keypad and the showing circuit by LED.The software achieves all the functions of system and accomplish with hardware configure, which is debugged in the CCS IDE and using C language．The system make the function of start, stop, forward, backward, acceleration, deceleration through keypad, and show the state by LED. Measuring revs for DC Motor and realization the function pulse spring by software cooperate in DSP timer.The running stability of system, the correctness of designing and all the intending functions were demonstrated by experiment and testing for the device of DSP controller．It could control the speed of DC motor and monitoring controller by LED. This platform has a good promotion value.Keywords:DC Motor;DSP;Speed Regulation目录1 引言 (1)1.1课题研究综述 (1)1.1.1 国内外研究动态 (1)1.1.2 发展趋势 (2)1.2课题完成的内容及选题意义 (3)1.2.1 完成内容 (3)1.2.2 选题意义 (3)1.3课题研究的主要内容及章节安排 (4)2 直流调速原理 (5)2.1调速方法 (5)2.1.1 直流电动机调速方法 (5)2.1.2 PWM调速控制原理 (6)2.2测速方法 (11)2.3本章小结 (12)3 DSP控制器介绍 (13)3.1DSP芯片发展及结构 (13)3.1.1 DSP芯片发展 (13)3.1.2 DSP芯片结构原理 (13)3.2控制器TMS320LF2407A介绍 (15)3.2.1 控制器TMS320LF2407A特点 (15)3.2.2 设计用到的模块 (16)3.3DSP开发 (18)3.3.1 DSP开发所需硬件资源 (18)3.3.2 DSP软件开发 (18)3.4本章小结 (19)4 硬件设计 (20)4.1系统总体方案 (20)4.2DSP供电电源设计 (21)4.3JTAG接口电路设计 (21)4.4键盘控制电路设计 (23)4.5LCD液晶显示控制电路设计 (23)4.6直流电动机PWM调速测速电路设计 (25)4.6.1 直流电动机PWM调速电路设计 (25)4.6.2 转速采集电路设计 (26)4.7本章小结 (27)5 软件设计 (28)5.1CCS简介 (28)5.1.1 安装过程 (28)5.1.2 CCS软件简介 (29)5.2程序设计 (31)5.2.1 主程序流程图 (31)5.2.2 主要模块程序流程图 (32)5.3本章小结 (36)6 结论 (38)6.1调试结果 (38)6.2总结 (39)谢辞 (40)参考文献 (41)附录 (42)1开发板外形图 (42)2设计的总电路图 (43)3设计的总程序 (44)外文资料 (60)1 引言1.1 课题研究综述一个多世纪以来，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。

基于DSP的方波无刷直流电动机(BLDCM)调速系统方案

基于DSP的方波无刷直流电动机（BLDCM）调速系统
院 系
自动化学院
专 业
自动化
班 级
5407202
学 号
2
姓 航空工业学院
2009年6月
摘 要
脉冲宽度调制（PWM）技术是一种控制电机速度的有效调制方式。本文阐述了脉冲宽度调制技术的基本原理与其逆变电路，介绍了脉冲宽度调制技术的计算方法。运用Matlab采用正弦脉冲宽度调制（SPWM）的感应电机闭环变压变频调速系统进行建模与仿真。在理论分析和仿真研究的基础上，进行基于DSP的电机控制变频调速系统的硬件设计，观测在采用正弦脉冲宽度调制（SPWM）控制方式下系统稳态与动态以与有关控制参数变化的影响。最后，实验结果证明正弦脉冲宽度调制（SPWM）技术对双闭环直流调速系统控制的有效性。
PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻。现在大量应用的逆变电路中，绝大部分都是PWM型逆变电路。可以说PWM控制技术正是赖于在逆变电路中的应用，才发展得如此成熟，才确定了它在电力电子技术中的地位。
1.4 本课题的主要任务与容
本课题的任务首先是在Matlab环境下，对采用正弦脉冲宽度调制（SPWM）的感应电机闭环变压变频调速系统进行建模与仿真。并根据仿真结果得到电机的电流，电压，转速等波形图。其次利用以TMS320F240为核心设计采用正弦脉冲宽度调制（SPWM）控制双闭环直流调速系统。并观测系统稳态与动态特性以与有关参数变化的影响。基于此任务，本课题的另一个容是硬件调速系统的实现，在掌握直流电机工作原理和整个设计系统的原理的基础上，在事先熟悉的软件环境下进行建模与仿真。在理论分析和仿真研究的基础上，实现调速系统，观测不同调制方式与有关参数变化对系统性能的影响，作比较研究。

DSP直流电机调速课程设计

1、直流电机PWM调速原理介绍：调节PWM信号占空比。

可以调节直流电机速度（1）、直流电机调速原理：当改变励磁电流时，可以改变磁通量的大小，从而达到变磁通调速的目的。

但由于励磁线圈发热和电动机磁饱和的限制，电动机的励磁电流和磁通量只能在低于其额定值的范围内调节，故只能弱磁调速。

而对于调节电枢外加电阻R 时，会使机械特性变软，导致电机带负载能力减弱。

当改变电枢电压，理想空载转速随电枢电压升降而发生相应的升降变化。

不同电枢电压的机械特性曲线相互平行，说明硬度不随电枢电压的变化而改变，电机带负载能力恒定。

当我们平滑调节他励直流电机电枢两端电压时，可实现电机的无级调速。

（2 ）、PWM基本原理：PWM是通过控制固定电压的直流电源开关频率，从而改变负载两端的电压，进而达到控制要求的一种电压调整方法。

PWM可以应用在许多方面，如电机调速、温度控制、压力控制等。

在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。

通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速。

在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。

只要按一定规律，改变通、断电的时间，即可让电机转速得到控制。

设电机始终接通电源时，电机转速最大为V ,当我们改变占空比D：t／T时，就可以得到不同的电机平均速度，从而达到调速的目的。

严格地讲，平均速度与占空比D并不是严格的线性关系，在一般的应用中，可以将其近似地看成线性关系。

（3）、实现方法：PWM信号的产生通常有两种方法：一种是软件的方法；另一种是硬件的方法。

硬件方法的实现已有很多文章介绍，这里不做赘述。

本文主要介绍利用单片机对PWM信号的软件实现方法。

2、电路的工作原理及主要芯片的性能：（1）电路的工作原理图为：（2）L298N 的工作原理：L298N 是SGS公司的产品，其内部包含4通道逻辑驱动电路，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A 以下的电机口。

基于DSP的无刷直流电机调速系统的设计与实现中期报告

基于DSP的无刷直流电机调速系统的设计与实现中期报告一、选题背景及研究内容随着科技的不断发展和人们生活水平的提高，各种电动设备的需求量也越来越大，其中就包括了直流电机。

直流电机由于其结构简单、转速范围广、启动扭矩大、效率高等优点，在工业生产、交通运输、家用电器等领域得到广泛的应用。

而无刷直流电机又因其自带调速器、节约能源、使用寿命长、噪音小等优点，越来越受到人们的青睐。

因此，研究无刷直流电机调速系统的设计与实现，对推动工业自动化进程，提高电机使用效率具有重要意义。

本课题研究内容主要包含以下三个方面：1. 无刷直流电机的原理及调速方式的研究：了解无刷直流电机的结构、工作原理及其调速方式，包括电压调速、PWM调速、矢量控制调速等。

2. DSP芯片的应用及程序设计：选用TI公司的TMS320F28335 DSP 芯片，掌握其基本原理及应用，完成编程工作，对芯片进行复位，初始化等操作，并实现EMIF读写的配置。

3. 无刷直流电机控制调速系统的设计与实现：设计实现无刷直流电机控制部分，包括传感器检测、信号处理、速度环控制等。

同时，还需要编写软件算法实现电机控制调速。

二、研究方案1. 硬件设计方案本课题所需要的硬件主要包括电机驱动电路、DSP控制器、编码器等。

经过对市面上各种芯片和器件的调研后，本课题选用TI公司的TMS320F28335系列DSP芯片作为控制器，并选择和配置了合适的驱动模块和编码器。

2. 软件设计方案本课题的软件设计方案主要包括DSP芯片的程序设计和无刷直流电机控制算法的编写。

在程序设计方面，将确立程序框架、编写DSP芯片复位和初始化程序、配置EMIF等；在编写无刷直流电机控制算法方面，将实现传感器检测、信号处理、速度环控制等各个部分，并通过编写PID 控制算法实现电机的控制调速。

三、预期结果在本课题研究完成后，预期可以实现基于DSP的无刷直流电机控制调速系统设计与实现。

总体来说，本设计将可能取得以下成果：1. 熟练掌握无刷直流电机的原理及控制技术，具备一定电机控制设计能力。

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