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基于LonWorks网络的变频调速系统

2020-11-30阅读(578)

基于LonWorks网络的变频调速系统

论文摘要

LonWorks是一种具有强劲实力的全新的现场总线技术,它提供了一个开放性强的局部操作网络,将LonWorks现场总线系统接入Internet便可实现对现场执行机构的远程控制,这适应了当前控制系统向开放性、智能化、网络化方向发展的趋势。目前在电气传动领域,PWM控制技术是电气传动的关键技术之一,是电气传动控制领域研究的热点。PWM控制技术是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变成电压脉冲序列,并通过控制电压脉冲宽度或周期以达到变压的目的,或者控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压变频目的的一种控制技术。本文将LonWorks现场总线技术与PWM变频调速技术很好地结合在一起,对实现LonWorks控制网络下的变频调速展开了研究。本文针对LonWorks网络控制技术的特点,首先在实验室搭建了LonWorks技术的NodeBuilder开发平台,然后以此平台,利用Echelon公司推出的ShortStack技术创建了基于主机的LonWorks智能节点。本文中在实现变频调速的控制方法上采用了空间电压矢量(SVPWM)技术,并搭建了基于SVPWM的异步电机变频调速仿真模型进行Matlab仿真,仿真结果表明本文实现SVPWM控制的算法思路是正确可行的,之后进行了以数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407A为控制核心的变频调速控制单元硬件设计,这包括微控制器及其扩展电路、电源电路、转速控制电路、驱动电路、逆变电路、检测电路等电路;本文也进行了DSP软件开发,包括系统的主程序,串行通信中断服务程序和PWM中断服务程序开发;最后通过实验验证了本文设计方案是正确可行的。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究的目的和意义
  • 1.2 研究现状
  • 1.2.1 LonWorks现场总线
  • 1.2.2 交流PWM变频技术
  • 1.3 论文的主要工作
  • 第2章 基于LonWorks网络的变频调速系统的总体结构
  • 第3章 LonWorks网络控制技术
  • 3.1 LonWorks网络控制技术
  • 3.2 神经元芯片
  • 3.2.1 神经元芯片的CPU结构
  • 3.2.2 存储器
  • 3.2.3 通信端口
  • 3.2.4 输入/输出接口
  • 3.2.5 时钟信号
  • 3.2.6 服务引脚
  • 3.2.7 复位引脚
  • 3.3 LonTalk协议
  • 3.4 Neuron C语言
  • 3.4.1 网络变量
  • 3.4.2 调度程序
  • 3.4.3 显式报文
  • 3.5 NodeBuilder应用开发
  • 3.5.1 NodeBuilder软件平台
  • 3.5.2 NodeBuilder硬件平台
  • 3.6 创建控制网络
  • 第4章 LonWorks智能节点设计
  • 4.1 ShortStack技术原理
  • 4.2 创建ShortStack微服务器
  • 4.2.1 TP/FT-10F闪控模块
  • 4.2.2 ShortStack微服务器的属性
  • 4.2.3 初始化ShortStack微服务器
  • 4.3 硬件接口电路设计
  • 4.4 编写ShortStack串口驱动程序
  • 4.4.1 Shortstack串口驱动程序的作用
  • 4.4.2 Shortstack API接口
  • 4.4.3 创建一个SCI ShortStack驱动
  • 4.5 创建Neuron C模板文件
  • 4.6 ShortStack应用程序编程
  • 第5章 变频调速的原理与仿真研究
  • 5.1 空间电压矢量的原理
  • 5.2 空间电压矢量的实现
  • 5.2.1 空间电压矢量所在扇区的判断
  • 5.2.2 开关向量作用时间的计算
  • 5.3 SVPWM的MATLAB仿真研究
  • 第6章 变频控制单元的硬件和软件设计
  • 6.1 硬件结构与工作原理
  • 6.2 控制电路部分设计
  • 6.2.1 TMS320F2407A概述
  • 6.2.2 时钟电路设计
  • 6.2.3 复位电路设计
  • 6.2.4 仿真接口设计
  • 6.2.5 外部程序存储器扩展
  • 6.2.6 转速控制电路设计
  • 6.3 SCI通信接口电路硬件设计
  • 6.4 IGBT功率逆变电路硬件设计
  • 6.5 驱动电路硬件设计
  • 6.5.1 驱动芯片IR2133简介
  • 6.5.2 IR2133驱动电路设计
  • 6.6 电源电路的设计
  • 6.7 检测保护电路部分设计
  • 6.7.1 电流检测保护电路
  • 6.7.2 电压检测保护电路
  • 6.7.3 转速检测电路
  • 6.7.4 故障处理设计
  • 6.8 硬件抗干扰设计
  • 6.9 DSP软件开发工具与步骤
  • 6.10 系统软件总体设计
  • 6.11 串行通信（SCI）中断服务程序
  • 6.12 PWM中断服务程序
  • 第7章 实验结果与分析
  • 7.1 DSP软件实验与分析
  • 7.2 系统整体实验与分析
  • 第8章 总结与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读学位期间的研究成果

    • 相关论文文献

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