交流电机DSP控制系统硬件设计.docx

摘要:随着社会的发展，永磁同步电机占据着越来越不可撼动的地位，因其具有构造简单、调速范围大、功率因数足够高等特点，各发展领域均乐于选择永磁同步电机大范围投入使用。在这个数字化的时代，无法实现复杂算法的普通微控制器已经不能满足人们的需求，而数字信号处理器（DSP）由于兼具灵活控制和实时处理的优点使得自身在电机控制方面成为主流，因此数字式的交流电机调速系统其性能表现比原始的更为卓越。

本文讨论了以TMS320F2812为控制中心的永磁同步电机控制系统硬件设计，利用矢量控制原理设计了双闭环控制系统。主要完成了控制系统的硬件整体结构框图、DSP最小系统、PWM输出电路及交流电机驱动电路的设计，使用霍尔电流传感器检测电流、增量式编码器检测转速，并给出了软件流程图。本设计系统性能表现优，抗干扰好，是一个新颖、实用的控制体系。

关键词：交流电机；矢量控制；双闭环控制系统；数字信号处理器

目录

摘要

Abstract

1 引言-1

2 永磁同步电机及其矢量控制-2

2.1 转动原理-2

2.2 控制策略-2

2.3 矢量控制-3

2.3.1 矢量控制的基本理论-3

2.3.2 坐标变换-3

2.4 SVPWM技术-4

2.5 双闭环调速系统-6

2.5.1 开环调速系统的问题-6

2.5.2 双闭环调速系统-6

3 TMS320F2812最小系统设计-8

3.1 DSP简介及工作原理-8

3.2 TMS320F2812体系结构和功能特性-8

3.2.1 体系结构-8

3.2.2 存储器配置-9

3.2.3 片内集成外设-9

3.3 DSP最小系统设计-11

3.3.1 电源模块-12

3.3.2 时钟电路-13

3.3.3 复位电路-13

3.3.4 JTAG接口电路-13

3.3.5 外扩存储器-14

3.4 DSP的其他外围电路-15

3.4.1 SCI通信接口电路-15

3.4.2 PLL震荡电路-15

3.4.3 外部主供电电源-16

4 控制系统硬件与软件设计-17

4.1 系统总体结构-17

4.2 交流电机驱动电路设计-18

4.2.1 整流电路-18

4.2.2 滤波电路-19

4.2.3 逆变电路-19

4.3 PWM输出电路-20

4.3.1 PWM驱动电路-21

4.3.2 光耦隔离电路-21

4.4 保护电路的设计-22

4.5 电流检测电路的设计-22

4.6 速度检测电路的设计-23

4.6.1 光电编码器原理-23

4.6.2 速度检测电路-24

4.7 软件流程设计-25

4.7.1 主程序流程设计-25

4.7.2 中断服务程序设计-26

结  论-28

参考文献-29

附录A 系统整体电路图-30

致  谢-31