基于DSP无位置传感器无刷直流电机控制系统的研究

论文摘要

随着微处理器技术、电力电子技术、控制理论的发展,无刷直流电机应用越来越广泛,传统的有位置传感器无刷直流电机控制呈现出越来越多的局限性,由此,无位置传感器控制便随之产生,特别是反电势法无位置传感器控制逐渐成为无刷直流电机控制系统的研究热点及发展主流。论文在详细介绍了无刷直流电机的运行原理及数学模型的基础上,对无位置传感器无刷直流电机反电势过零检测法控制的原理以及过零检测电路的设计进行了详细的分析和研究。分析了“三段式”起动,即:定位、加速和切换之后,结合本课题的特点,提出了一种新型的起动策略:定位-步进换相起动技术,并对起动的条件进行了深入的分析。最后,确立了以TMS320LF2407A为核心的无刷直流电机无位置传感器的控制系统,搭建了相应的硬件实验平台。在CCS（Code Composer Studio）集成开发环境下完成了整个无刷直流电机无位置传感器控制系统的软件设计。实验证明,所研制的试验软硬件平台能很好地完成无刷直流电机无位置传感器控制功能,控制系统结构简单、可靠性高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题技术背景
• 1.2 无刷直流电机控制的发展现状
• 1.2.1 有位置传感器的控制方法
• 1.2.2 无位置传感器的控制方法
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 2 无刷直流电机原理与数学模型
• 2.1 无刷直流电机的基本结构
• 2.2 无刷直流电机的基本工作原理
• 2.3 无刷直流电机的数学模型
• 2.3.1 电压方程
• 2.3.2 电势方程
• 2.3.3 转矩方程
• 2.3.4 机械运动方程
• 2.3.5 机械特性
• 3 反电动势过零点检测法和起动技术的研究
• 3.1 反电动势过零点检测法
• 3.2 考虑滤波相移时对算法的修正
• 3.3 三段式起动方法
• 3.3.1 转子预定位
• 3.3.2 外同步加速
• 3.3.3 外同步到自同步的切换
• 3.4 定位—步进换相起动技术
• 3.4.1 方法简介
• 3.4.2 定位—步进换相起动技术适用范围分析
• 4 基于 DSP 控制系统的硬件设计
• 4.1 系统硬件组成及控制方法
• 4.1.1 处理器 TMS320LF2407A 的概述
• 4.1.2 IPM 功率逆变模块
• 4.1.3 液晶显示模块
• 4.2 主电路设计
• 4.2.1 DSP 控制电路
• 4.2.2 IPM 驱动电路
• 4.2.3 PWM 调制电路设计
• 4.2.4 反电动势过零检测电路的设计
• 4.2.5 电流采样电路与过流保护设计
• 4.2.6 过压保护电路设计
• 4.3 系统外围电路设计
• 4.3.1 速度给定电路
• 4.3.2 显示器硬件接口电路
• 5 系统软件设计
• 5.1 程序开发环境
• 5.2 主程序设计
• 5.3 中断服务程序
• 5.3.1 INT2 中断服务程序
• 5.3.2 INT3 中断服务程序
• 5.3.3 捕获中断程序
• 5.4 其它子程序
• 6 实验结果及分析
• 6.1 实验设备及实验电路平台
• 6.2 实验数据、波形及结论
• 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢