基于DSP的直流電機(jī)控制系統(tǒng)

1、太原科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告直流電機(jī)的控制設(shè) 計(jì) 人：成鳳強(qiáng)專 業(yè)：電子信息工程班 級(jí)：電子131502學(xué) 號(hào)： 201315020204指導(dǎo)教師： 張 雄二零一六年十二月第一章設(shè)計(jì)目的及要求2一、設(shè)計(jì)目的2二、設(shè)計(jì)要求2第一章 設(shè)計(jì)原理與方案2一、設(shè)計(jì)原理2二、控制原理5第三章 硬件設(shè)計(jì)6一、ICETEK DSP教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱簡(jiǎn)介6第四章 軟件設(shè)計(jì)14一、程序編制14二、實(shí)驗(yàn)程序流程圖14第五章 系統(tǒng)調(diào)試15一、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備16二、實(shí)驗(yàn)程序17第六章 結(jié)論分析3141第一章設(shè)計(jì)目的及要求一、設(shè)計(jì)目的1.學(xué)習(xí)用C語(yǔ)言編制中斷程序，控制VC5416 DSP的通用I/O管腳產(chǎn)生不同占空比的PWM信號(hào)。2.學(xué)習(xí)

2、VC5416DSP的通用I/O管腳的控制方法。3.學(xué)習(xí)直流電機(jī)的控制原理和控制方法。二、設(shè)計(jì)要求開始運(yùn)行程序后，電機(jī)以中等速度轉(zhuǎn)動(dòng)(占空比=60，轉(zhuǎn)速=2)。在小鍵盤上按數(shù)字1一5鍵將分別控制電機(jī)從低速到高速轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)速=1 -5) 。在小鍵盤上按數(shù)字0鍵將控制電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。在小鍵盤上按+或一鍵切換電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。第1章 設(shè)計(jì)原理與方案一、設(shè)計(jì)原理第一步TMS初始化。第二步PWM調(diào)速。第三步鍵盤控制 1.TMS320VC516 DSP的McBSP引腳:通過設(shè)置McBSP的工作方式和狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)將它們當(dāng)成通用I/O引腳使用。2. 直流電機(jī)控制:直流電動(dòng)機(jī)是最早出現(xiàn)的電動(dòng)機(jī)，也是最早能實(shí)現(xiàn)調(diào)速的電

3、動(dòng)機(jī)。近年來，直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制方式都發(fā)生了很大的變化。隨著計(jì)算機(jī)進(jìn)入控制領(lǐng)域，以及新型的電力電了功率元器件的不斷出現(xiàn)，使采用全控型的開關(guān)功率元件進(jìn)行脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation，簡(jiǎn)稱PWM)控制方式已成為絕對(duì)主流。3. PWM調(diào)壓調(diào)速原理直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n的表達(dá)式為:n=U-IRK其中，U為電樞端電壓;I為電樞電流;R為電樞電路總電阻;中為每極磁通量;K為電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)。所以直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法可分為兩類:對(duì)勵(lì)磁磁通進(jìn)行控制的勵(lì)磁控制法和對(duì)電樞電壓進(jìn)行控制的電樞控制法。其中勵(lì)磁控制法在低速時(shí)受磁極飽和的限制，在高速時(shí)受換向火花和換向器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制，并且勵(lì)磁線

4、圈電感較大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差，所以這種控制方法用得很少。現(xiàn)在，大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合都使用電樞控制法。絕大多數(shù)直流電機(jī)采用開關(guān)驅(qū)動(dòng)方式。開關(guān)驅(qū)動(dòng)方式是使半導(dǎo)體功率器件工作在開關(guān)狀態(tài)，通過脈寬調(diào)制PWM來控制電動(dòng)機(jī)電樞電壓，實(shí)現(xiàn)調(diào)速。上圖是利用開關(guān)管對(duì)直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行PWM調(diào)速控制的原理圖和輸入輸出電壓波形。圖中，當(dāng)開關(guān)管MOSFET的柵極輸入高電平時(shí)，開關(guān)管導(dǎo)通，直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組兩端有電壓Us。t1秒后，柵極輸入變?yōu)榈碗娖?，開關(guān)管截止，電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓0。t2秒后，柵極輸入重新變?yōu)楦唠娖?，開關(guān)管的動(dòng)作重復(fù)前面的過程。這樣，對(duì)應(yīng)著輸入的電平高低，直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組兩端的電壓波形如圖中所示。電動(dòng)機(jī)的電樞繞組

5、兩端的電壓平均值Uo為:占空比表示了在一個(gè)周期T里，開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)問與周期的比值。的變化范圍為0a 16 )CTRGR=1;nCount=0;nScanCode=CTRKEY;/ 讀掃描碼nScanCode&=0x0ff;/ 低8位/uWork1=CTRCLKEY;/ 清除鍵盤緩沖區(qū)if ( nScanCode!=0 )if ( nScanCode=SCANCODE_Enter )break;elsecKey=ConvertScanToChar(nScanCode);if ( cKey!=0 & cOldKey!=cKey )cOldKey=cKey;switch ( cKey )case 0

6、: uN=100; break;case 1: uN=70; break;case 2: uN=50; break;case 3: uN=30; break;case 4: uN=10; break;case 5: uN=1; break;case +:uN1=uN;uN=60;/ 降速Delay(1024);SPSA0=0;uWork1=SPSD0;uWork1&=0xfffe;SPSD0=uWork1;SPSA0=0x0e;uWork1=SPSD0;uWork1|=0x1101;/set Motors direction to 1SPSD0=uWork1;PRD=nSpeed; nDir=

7、0; Delay(1024);uN=uN1;break;case -:uN1=uN;uN=60;/ 降速Delay(1024);SPSA0=0;uWork1=SPSD0;uWork1&=0xfffe;SPSD0=uWork1;SPSA0=0x0e;uWork1=SPSD0;uWork1|=0x1100;/set Motors direction to 0uWork1&=0xfffe;SPSD0=uWork1;PRD=nSpeed; nDir=1;Delay(1024);uN=uN1;break;TCR = 0x412;REGISTERCLKMD=0;CTRGR=0;CTRGR=0x80;CTR

8、GR=0;exit(0); void Delay(unsigned int nDelay)int i,j,k=0;for ( i=0;inDelay;i+ )for ( j=0;juN )uWork|=4;elseuWork&=0x0fffb;SPSD1=uWork;nCount+;nCount1+; nCount1%=100;char ConvertScanToChar(unsigned char cScanCode)char cReturn;cReturn=0;switch ( cScanCode )case SCANCODE_0: cReturn=0; break;case SCANCO

9、DE_1: cReturn=1; break;case SCANCODE_2: cReturn=2; break;case SCANCODE_3: cReturn=3; break;case SCANCODE_4: cReturn=4; break;case SCANCODE_5: cReturn=5; break;case SCANCODE_6: cReturn=6; break;case SCANCODE_7: cReturn=7; break;case SCANCODE_8: cReturn=8; break;case SCANCODE_9: cReturn=9; break;case SCANCODE_Plus: cReturn=+; break;case SCANCODE_Minus: cReturn=-; break; return cReturn