【正文】 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說明 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說明 目 錄 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說明 1．概述 ……………………………………………………………………………………………… 1 2．安裝指南 ……………………………………………………………………………………… 3 3．功能使用說明 3． 1 系統(tǒng)狀態(tài)控制命令 ……………………………………………………………………… 3 3． 2 系統(tǒng)設(shè)置命令 …………………………………………………………………………… 5 3． 3 控制方式參數(shù)設(shè)置 ………… …………………………………………………………… 6 3． 4 波形顯示 ……………………………………………………………………………… 9 3． 5 顯示輔助設(shè)置 ………………………………………………………………………… 10 3． 6 數(shù)據(jù)采集參數(shù)設(shè)置 ………………………………………………………………… 12 3． 7 狀態(tài)顯示 ……………………………………………………………………………… 14 4．使用實(shí)例 4． 1 開環(huán) SPWM 異步調(diào)制啟動(dòng)轉(zhuǎn)速與啟動(dòng)電流觀測(cè) ………………………… ……………… 14 4． 2 磁場(chǎng)定向（ FOC）雙閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn) …………………………………………………… 15 4． 3 試驗(yàn)結(jié)束注意 ……………………………………………………………………………… 17 4． 4 顯示后期處理 …………………………………………………………………………… 17 基于 DSP 控制的高性能無刷直流電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上位機(jī)程序 使用說明 1．安裝指南 …………………………………………………………………………………… 19 2．軟件功能 …………………………………………………………………………………… 19 3．功能 使用說明 系統(tǒng)狀態(tài)控制命令 …………………………………………………………………………… 20 系統(tǒng)命令 …………………………………………………………………………………… 21 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)值及波形顯示 …………………………………………………………………… 23 數(shù)據(jù)采集參數(shù)設(shè)置 ………………………………………………………………………… 26 控制方式參數(shù)設(shè)置 ………………………………………………………………………… 27 4．調(diào)速系統(tǒng) …………………………………………………………………………………… …… 27 5．伺服系統(tǒng) ………………………………………………………………………………………… 28 6．狀態(tài)顯示 ………………………………………………………………………………………… 28 7．其他支持功能 ……………………………………………………………………………… 29 8．使用實(shí)例 ………………………………………………………………………………………… 29 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說明 1 外擴(kuò) DSP 使用說明 ……………………………………………………………………………… 32 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說明 2 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng) 上位機(jī)程序使用說明 1．概述 MCL13 上位機(jī)控制程序，是“基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng) (MCL13)”的上位機(jī)控制程序。本軟件與 MCL13 掛箱配套使用。 MCL13 掛箱上備有串口 RS232 連接插座。用戶使用本軟件前，應(yīng)通過此連接插座與上位 PC機(jī)串口妥善連接。脫離 MCL13掛箱，本軟件將無效，裝入運(yùn)行時(shí)會(huì)引起死機(jī)。 程序主界面（ User Interface）如圖 。 MSCL13 上位機(jī)控制程序可以完成對(duì) MCL13 系統(tǒng)的上位機(jī)控制 ,包括面板命令控制、各類控制策略內(nèi)部參數(shù)給 定、各類波形捕捉和后期數(shù)據(jù)圖象處理。 1． 1 面板控制命令給定： ? 串口設(shè)置。 圖 上位機(jī)程序主界面 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說明 3 ? 數(shù)據(jù)后期處理命令給定。 ? 在下列 4 種控制策略中，任意選擇一種進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：開環(huán) SPWM 控制，開環(huán)空間矢量控制，閉環(huán)磁場(chǎng)定向控制，閉環(huán)直接轉(zhuǎn)矩控制。 ? 數(shù)據(jù)采集類型給定。 ? 動(dòng)態(tài)速度給定。 ? 采樣量程給定。 ? 電機(jī)啟動(dòng)或停止。 ? 上、下位機(jī)之間的通訊連接，建立或斷開。 1． 2 各類控制策略內(nèi)部參數(shù)給定 : ? SPWM 模式 同步調(diào)制下 : 載波比 異步調(diào)制下 : 開關(guān)頻率 混合調(diào)制下 : 三段同步調(diào)制的頻率切換值 ,每一段的載波比 ? 空間矢量模式同步 調(diào)制下 : 載波比 異步調(diào)制下 : 開關(guān)頻率 混合調(diào)制下 : 三段同步調(diào)制的頻率切換值 ,每一段的載波比 ? 磁場(chǎng)定向模式下 :速度環(huán)抗飽和 PI 調(diào)節(jié)器 :P 參數(shù) I 參數(shù) 電流環(huán)抗飽和 PI調(diào)節(jié)器 : P 參數(shù) I 參數(shù) 轉(zhuǎn)子電阻 ? 直接轉(zhuǎn)矩模式下 : 速度環(huán)抗飽和 PI 調(diào)節(jié)器 :P 參數(shù) I 參數(shù) 轉(zhuǎn)矩滯環(huán)容差 磁通滯環(huán)容差 定子電阻 各類波形捕捉 ? SPWM 模式下的 A相電流波形、 B 相電流波形和轉(zhuǎn)速波形 ? 空間矢量模式下的 A相電流波形、 B 相電流波形和轉(zhuǎn)速波形 ? 磁場(chǎng)定向模式下的 A相電流波形、 B 相電流波形、轉(zhuǎn)速 波形、α相磁通、 β相磁通。 ? 直接轉(zhuǎn)矩模式下的 A相電流波形、 B 相電流波形、轉(zhuǎn)速波形、α相磁通、 β相磁通。 ? 波形捕捉最多可以同時(shí)顯示兩條曲線，可以選擇一條或者選擇不顯示曲線。 ? 波形捕捉可以選擇為循環(huán)顯示或者只顯示單次 ? 波形捕捉可以選擇為 XY 或者 Yt 顯示，在 XY模式下可以觀察磁通軌跡圓圖。 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說明 4 后期數(shù)據(jù)圖象處理 ? 保存數(shù)據(jù)文件 :數(shù)據(jù)將被保存在后綴名為 dtc 文件中。 ? 打開數(shù)據(jù)文件 :打開以前保存的后綴名為 dtc 文件。 ? 上傳數(shù)據(jù)文件 :數(shù)據(jù)文件上傳，需配合網(wǎng)絡(luò)版使用。 ? 保存位圖文件 :將顯示區(qū)域內(nèi)的圖象保存成 位圖文件 ,后綴名為 bmp。 動(dòng)態(tài)功能設(shè)置 ? 啟動(dòng)時(shí)動(dòng)態(tài)速度給定。 ? 啟動(dòng)時(shí)動(dòng)態(tài)量程改變。 ? 啟動(dòng)時(shí)動(dòng)態(tài)采樣波形改變。 ? 啟動(dòng)時(shí)采樣暫停 /重新刷新。 2．安裝指南 本程序的安裝文件為 ,如果是軟盤安裝，將有兩張軟盤，分別標(biāo)記為安裝盤1＃和安裝盤 2。 ? 軟盤安裝： 運(yùn)行安裝盤 1的 , 雙擊運(yùn)行后 , 按系統(tǒng)提示插入安裝盤 2, 然后按提示完成安裝。 ? 拷貝安裝：先將安裝盤 1和安裝盤 2的文件全部拷貝至同一目錄 ,例如 d:\mcl13setup。再運(yùn)行 , 按提示完成安裝。 ? 串口使用：使用串口線，連接 MCL13掛箱上插座與電腦串口插座。 ? 串口屬性設(shè)置：傳輸速率 :19200 BPs,數(shù)據(jù)位 :8位 ,奇偶校驗(yàn)位 :odd,停止位 1位。 串口端口根據(jù)計(jì)算機(jī)接線不同設(shè)置 ,范圍為 COM1~COM4 ? 安裝完成后 ,執(zhí)行文件為安裝目錄下的 . 3．功能使用說明 3． 1 系統(tǒng)狀態(tài)控制命令 發(fā)系統(tǒng)狀態(tài)控制命令并顯示系統(tǒng)狀態(tài)的“系統(tǒng)狀態(tài)”框，位于主界面右下角，它包括兩個(gè)部分： 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說明 5 （ 1）“ 系統(tǒng)連接 /斷開連接 ”按鈕，用于與下 位機(jī)建立通訊。程序啟動(dòng)時(shí)，并未與下位機(jī)建立連接，按“連接”按鈕（圖 ）可以建立與下位機(jī)的連接當(dāng)程序與下位機(jī)建立了連接以后，顯示變?yōu)椤皵嚅_連接” （圖 ） ,同時(shí)按鈕上的紅燈變?yōu)榫G燈，表示與下位機(jī)連接正常。當(dāng)與下位機(jī)通訊完成以后，需要按“斷開連接”按鈕來結(jié)束與下位機(jī)的連接，此時(shí)綠燈變?yōu)榧t燈（圖 ）。 請(qǐng)注意： 上、下位機(jī)通訊建立后，掛箱上的控制電位器與按鈕失效，控制權(quán)已轉(zhuǎn)移到上位機(jī)控制界面上。反之，斷開連接后，控制權(quán)回復(fù)到掛箱上。 （ 2）“ 電機(jī)啟動(dòng) ”和“ 電機(jī)停止 ”按鈕，用于控制電機(jī)的啟動(dòng)和停止，當(dāng)參數(shù)設(shè) 置完畢以后，按“啟動(dòng)”按鈕（圖 ）將發(fā)送命令給下位機(jī)，電機(jī)啟動(dòng)，并傳送數(shù)據(jù)用于波形顯示（圖 ），此時(shí)按鈕上方的“》＝＝＝”將表示電機(jī)正在運(yùn)行。按“停止”按鈕將停止命令發(fā)送給下位機(jī)，狀態(tài)恢復(fù)為（圖 ）所示。 （ 3）“ 暫停刷新 /恢復(fù)刷新 ”按鈕。用于在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，暫?；蛘呋謴?fù)數(shù)據(jù)采集（當(dāng)圖 3系統(tǒng)命令 圖 串口屬性對(duì)話框 圖 串口屬性對(duì)話框 圖 系統(tǒng)控制 圖 系統(tǒng)控制 圖 系統(tǒng)控制 圖 系統(tǒng)控制 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說明 6 數(shù)據(jù)采集設(shè)置為循環(huán)采集時(shí)）。電機(jī)運(yùn)行時(shí)，按下“ 暫停刷新 ”，數(shù)據(jù)將停止刷新，用戶可以對(duì)當(dāng)前顯示數(shù)據(jù)和圖形進(jìn)行處理，處理完成以后，按“ 恢復(fù)刷新 ”可以重新刷新數(shù)據(jù)和圖形。 系統(tǒng)設(shè)置命令 發(fā)系統(tǒng)設(shè)置命令的“系統(tǒng)命令” 框，位于主界面的左上角，是一系列的命令按鈕，如（圖 3）所示。它共包含以下 7 個(gè)命令按鈕： （ 1）串口設(shè)置： 用于設(shè)置串口的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。通過點(diǎn)擊該按鈕進(jìn)入串口設(shè)置對(duì)話框，如（圖 ）所示。可以在對(duì)話框內(nèi)，選擇計(jì)算機(jī)與掛箱連接的串口端口號(hào)、串口的傳輸速率、數(shù)據(jù)位、奇偶位和停止位，如 ）所示。在設(shè)置完成之后，可按“確定”，更改設(shè)置，并退出對(duì)話框；也可按“取消”，采用默認(rèn)值，放棄修改，并退出對(duì)話框。默認(rèn)設(shè)置為：端口“ COM1”,最大速度：“ 19200”，數(shù)據(jù)位“ 8”，奇偶位“ odd” , 停止位“ 1”。一般情況下， 在安裝程序時(shí)，完成串口設(shè)置，做實(shí)驗(yàn)時(shí)，無須重新設(shè)置。 （ 2）顯示設(shè)置： 用于設(shè)置顯示曲線的各類屬性。通過點(diǎn)擊該按鈕進(jìn)入對(duì)話框，如（圖 ）所示：系統(tǒng)可以同時(shí)存儲(chǔ)四個(gè)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，其中一個(gè)是當(dāng)前曲線，三個(gè)為暫存曲線?？梢栽陲@示設(shè)置對(duì)話框內(nèi)設(shè)置四個(gè)曲線的顏色、線形、是否在顯示區(qū)域內(nèi)顯示和設(shè)置背景色。在“顯示”前面打鉤表示顯示該曲線，按“顏色”后面的“ … ..”按鈕可以進(jìn)入顏色選擇對(duì)話框，如（圖）所示，可以選擇適當(dāng)?shù)念伾?，按“線形”后面的下拉框可以選擇該曲線的線形，有“實(shí)圖 顯示設(shè)置對(duì)話框 圖 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說明 7 線”、“劃線”和“點(diǎn)線 ”三種選擇。 在設(shè)置完成之后，如按“確定”則更改設(shè)置并退出對(duì)話框；如按“取消”則放棄修改并退出對(duì)話框。 （ 3）默認(rèn)設(shè)置 ： 點(diǎn)擊該按鈕將恢復(fù)系統(tǒng)的默認(rèn)設(shè)置。 （ 4）保存數(shù)據(jù)： 點(diǎn)擊該按鈕將顯示文件保存對(duì)話框，將當(dāng)前的數(shù)據(jù)保存到一個(gè)后綴名為 DTC 的文件中。 （ 5）打開數(shù)據(jù)： 點(diǎn)擊該按鈕將顯示文件打開對(duì)話框，打開以前保存的后綴名為 dtc 文件。 （ 6）上傳文件： 點(diǎn)擊該按鈕將數(shù)據(jù)文件上傳，如（圖 6）所示，需配合網(wǎng)絡(luò)版使用。 （ 7）保存圖片 : 點(diǎn)擊該按鈕將顯示文件保存對(duì)話框，將當(dāng)前波形顯示區(qū)域的波形保存到一個(gè)位圖文件中，后綴名為 bmp。 控制方式參數(shù)設(shè)置 位于主界面左側(cè)中部的“控制方式參數(shù)設(shè)置”框如 (圖 )所示。點(diǎn)擊不同的按鈕將對(duì)不同的控制策略設(shè)置不同的參數(shù)。 （ 1） SPWM 點(diǎn)擊“ SPWM”按鈕，將給出 SPWM控制方式下參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，如（圖 ）所示。圖 6 數(shù)據(jù)文件上傳對(duì)話框 圖 ，控制方式參數(shù)設(shè)置 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說明 8 從此對(duì)話框可見其參數(shù)設(shè)置可以分為幾個(gè)部分： ? 速度 /頻率給定：給定范圍：頻率（ 0～ 50Hz） ? 啟動(dòng)曲線低頻補(bǔ)償：給定范圍：低頻補(bǔ)償（ ～ ） ? 同步調(diào)制選定：可以改變載波比 N，給定范圍 : 6~48 ? 異步調(diào)制選定：可以改變開關(guān)頻率 F,給定范圍 :300~2400Hz ? 混合調(diào)制選定：可以改變?nèi)瓮秸{(diào)制的頻率切換值 F F2,每一段的載波比 N N N3。 F1 范圍：（ 5～ 20Hz）， F2 范圍（ 20～ 35Hz）。 N1 范圍（ 48～ 144）， N2 范圍（ 48～ 80）， N3 范圍（ 6～ 48）。 圖 . SPWM 控制參數(shù)設(shè)置對(duì)話框 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說明 9 按“確定”將更改設(shè)置并退出對(duì)話框；按“取消”則放棄修改并退出對(duì)話框。 （ 2）空間矢量 (SVM) 點(diǎn)擊“空間矢量”按鈕，將給出空間矢量控制下參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，如（圖 7）所示。該對(duì)話框與 SPWM 模式下的參數(shù)設(shè)置 對(duì)話框一致。參數(shù)設(shè)置方法也可參見其說明。 （ 3）磁場(chǎng)定向 點(diǎn)擊“磁場(chǎng)定向”按鈕，將給出磁場(chǎng)定向控制下參數(shù)設(shè)置