【正文】 算機領(lǐng)域。 圖紙 /圖像處理：二維 /三維圖形變換處理、模式識別、圖像鑒別、圖像增強、動畫、電子地圖和機器人視覺等。 利用 DSP 來控制各類電機，不僅能方便的實現(xiàn)控制電路，并且能完成各種復(fù)雜的、高性能的控制策略。每個事件管理器都包括： 2個 16 位通用定時器， 8 個 16 位脈寬調(diào)制 PWM 通道， 1 個能夠快速封鎖輸出的外部 引腳 PDPINTX，可防止上下橋臂直通的可編程死區(qū)功能， 3 個捕捉單元， 1個增量式光電位置接口。四個捕獲輸入中的兩個可直接連接來自光電編碼器的正交編碼脈沖信號 [22]。 看門狗 (WD)定時器和實時中斷 (RTI)模塊監(jiān)視軟件和硬件操作。 ?磁 鏈 滯 環(huán)?轉(zhuǎn) 矩 滯 環(huán)3 M轉(zhuǎn) 矩 磁 鏈觀 測 器開 關(guān)選 擇模 式P W M變 頻器susieT||s? *eT *||s?+ + 圖 13 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 在正交定子坐標系中（α－β坐標系）中，異步電動機數(shù)學(xué)模型基本方程為： u R is s s s??? 41 0 j rRir r r r? ? ??? 42 以上兩式中， us 為定子電壓空間矢量， is 為定子電流空間矢量， Rr 為定子電阻，Rr 為轉(zhuǎn)子電阻， s? 為定子磁鏈空間矢量， r? 為轉(zhuǎn)子磁鏈空間矢量。該方法結(jié)構(gòu) 簡單，精度高，優(yōu)于其它方法。高速時電動機模型實際工作在 ui 模型下，低速時電動機模型實際工作在 in模型下。 對磁鏈控制的原則與轉(zhuǎn)矩控制類似，首先計算磁鏈誤差 ?? ： *?? ??? 式中， *? 磁鏈給定值； ? 磁鏈實際值，由磁鏈觀測器得出。也因此引出了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的兩種形式 :一種是由德國 教授提出的基于正六邊形磁鏈軌跡控制的直接轉(zhuǎn)矩控制及其改進算法；一 種是由 28 日本學(xué)者 提出的基于準圓形磁鏈軌跡控制的直接轉(zhuǎn)矩控制及其派生算法。磁鏈位置的具體判別方法如表 ： 29 表 磁鏈位置的判斷 ψβ ψα 扇區(qū) ＜ 0 Ψα＞ |Ψ |/2 2? |Ψ |/2＜ψα＜ |Ψ |/2 1? ψα＜ |Ψ |/2 6? ＜ 0 Ψα＜ |Ψ |/2 5? |Ψ |/2＜ψα＜ |Ψ |/2 4? Ψα＞ |Ψ |/2 3? 電壓矢量選擇表 綜合以上轉(zhuǎn)矩控制量 TQ，磁鏈控制量 Q? ，和磁鏈位置 ? ，可以正確的選擇合適的電壓矢量 u ，從而對電機進行調(diào)節(jié)控制。⑤對事件管理模塊 EVA 或 EVB 的設(shè)置的內(nèi)容很多，主要包括 :定時器 4的設(shè)定，全比較 PWM 單元的設(shè)定， PWM 工作方式的設(shè)定，死區(qū)時間的設(shè)計和 QEP 工作方式的設(shè)定等等 [28]。 32 (1)開關(guān)量信息的捕捉 :控制面板設(shè)定開關(guān)量信息 (如啟動、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點動加速、點動減速和復(fù)位 )時，同時給一定一個低電平信號，使TMS320LF2407A 的 XINT1 和 XINT2 外部引腳拉低至少 6 個或 12 個時鐘周期CLKOUT，這樣才能被 CPU 認可。主程序框圖如圖 19。③串行通信接口的軟件配置，通過串行通信接口通信控制寄存器 (SCICCR)、串行通信接口控制寄 存器 (SCICTLI)和串行通信接口波特率寄存器 (SCIHBAUD 和 SCILBAUD)這些控制寄存器來初始化所需的串行通信接口通信格式，包括操作模式、協(xié)議、波特率、字符長度、奇 /偶效驗位等 。我們沿逆時針方向?qū)⒍ㄗ哟沛湹奈恢脛澐譃榱鶄€扇區(qū)： ~16??, 如圖 18。若器件開關(guān)頻率較低時仍然取較小 的 T???、 ，則滯環(huán)也就失去了意義，系統(tǒng)也可能會出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象。若 2TT??? ，則 TQ=1，要求選用電壓空間矢量使轉(zhuǎn)矩增大 。所以 un是一個全速范圍的定子磁鏈觀測模型。其誤差是由定子電阻 Rs 的存在引起的。由于是模塊化的編寫程序，所以應(yīng)在充分理解直接轉(zhuǎn)矩的控制原理與步驟的基礎(chǔ)上進行程序的編寫。串行通訊接口 (SCI)提供了通用全 雙工的異步接收 /發(fā)送 (UART)通信模式，可與 PC 機串口、打印機等標準器件通訊，可采用 RS— 232— C 協(xié)議。例如 :一個可編程的死區(qū)單元和一個用于三相電機的空間向量 PWM 狀態(tài)機，它們可以在功率三極管開關(guān)過程中提供最大的效率。高速運算能力， 30MIPS 的執(zhí)行速度使得指令周期縮短到 33ns，從而提高了控制器的實時控制能力。 計算機：陣列處理器、圖形加速器、工作站和多媒體計算機等。 （ 3） DSP 芯片的應(yīng)用 DSP 芯片的應(yīng)用幾乎已遍及電子與信息的每一個領(lǐng)域，常見的典型應(yīng)用如下： 通用數(shù)字信號處理：數(shù)字濾波、卷積、相關(guān)、 FFT、希爾伯特變換、自適應(yīng)濾波、窗函數(shù) 和譜分析等。這種 DSP 器件采用微米工藝、 NMOS 技術(shù)制作，雖功耗和尺寸稍大，但運算速度卻比 MPU 快幾十倍，尤其在語音合成，編解碼器中得到了廣泛應(yīng)用。 DSP 是指用于進行數(shù)字信號處理的可編程微處理器，人們常用 DSP 一詞來指通用數(shù)字信號處理器。 DSP 控制板 (1) DSP 芯片概述 數(shù)字信號處理是一門涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興科學(xué)。驅(qū)動單元輸出四路隔離驅(qū)動信號，用于驅(qū)動 IGBT，同時對 IGBT 起保護作用。 0t 1t 2t3t0t 1t2t 3tGEU GEUciCEU CEUci圖 8 IGBT 等效電路及開關(guān)特性 [16] 驅(qū)動電路 驅(qū)動電路的作用是： （ 1） 實現(xiàn)控制電路與被驅(qū)動 IGBT 柵極的電隔離； （ 2） 提供合適的柵極驅(qū)動脈沖。主要優(yōu)點是擊穿電壓和集電極飽和電流也較大。因而以 BJT 為逆變器件的載波頻率也較低，電動機有較大的電磁噪聲。 限流電路及 安全保護電路 當(dāng)變頻器通電時瞬時沖擊電流較大，為了保護電路元件并減小通電瞬間電路對電網(wǎng)的沖擊，在電路中加入了限流電阻，通過限流電阻（即圖中的充電電阻）減小通電瞬間電流對元件的沖擊，并通過延時控制，在通電一段時間后觸發(fā)繼電器，切除限流電阻，這樣既不影響電路正常工作時的電路整體性能，又可提高電路的啟動瞬時性能。利用電壓逆變器的開關(guān)特點，正確地選擇電壓空間矢量不斷切換電壓狀態(tài)，使定子磁鏈逼近圓形，并通過零電壓矢量的穿插調(diào)節(jié)來改變轉(zhuǎn)差頻率，從而控制電機的轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)電機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩同時按 11 要求快速變化 [10]。由此物理模型，可推導(dǎo)得到任意速度旋轉(zhuǎn)坐標系下異步電機的狀態(tài)方程為： 電壓方程式 (214): q1d1q22U R i p psd s sd sd sU R i p psq s sq sq sU R i p prd r rd rd rU R i p prq r rq rq rd? ? ?? ? ?? ? ?? ? ?????? ???? ????????———— 214 磁鏈方程式 (215)： L i L isd s sd m rdL i L isq s sq m rqL i L ird r rd m sdL i L irq r rd m sq????????????? ???? ???? 215 電磁轉(zhuǎn)矩方程式 (216)： ()dT n i ie p sq s sd sq??? — 216 機電運動方程式 (217) JdTTeL n dtp??? 217 9 將式（ 215）代入（ 214）式中，得： + k k m+k k m= + k r k r +k r k r rR L p L L p LUis s s msd sdL R L p L L psq sqs s s mL p L R L p Lrd rdm m r r mrq rqL L p L R L pm m r r????? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???—（ ） （ ）（ ） （ ） 218 式中 =k p?? d、 q系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度 當(dāng) =k1??時為同步旋轉(zhuǎn) d、 q系統(tǒng)；當(dāng) =0k? 時為定子靜止坐標系統(tǒng)。這就是異步電機控制非線性的根源所在。由于定轉(zhuǎn)子折算 后 繞 組 匝 數(shù) 相 等 ， 認 為 m1= 2mLL，則：定子三相繞組的自感A A 1 1L L L L LB B C C m? ? ? ?；轉(zhuǎn)子三相繞組的自感 a a 2 2bb cc mL L L L L? ? ? ?；（ 2）非對角線元素為定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組之間的互感和定轉(zhuǎn)子繞組之間的互感。 在異步電機調(diào)速系統(tǒng)中，一般采用的數(shù)學(xué)模型都是基于理想的電機模型。 (4) 智能控制 在經(jīng)典和各種近代的控制理論基礎(chǔ)之上提出的控制策略都有一個共同點即控制算法都依賴于電機的數(shù)學(xué)模型，但當(dāng)模型受到參數(shù)變化和擾動作用影響時，如何進行有效的控制，使系統(tǒng)仍能保持優(yōu)良的動靜態(tài)性能，便是人們需要研究的一個大課題。矢量控制變頻器可以分別對異步電動機的磁通和轉(zhuǎn)矩電流進行檢測和 控制，自動改變電壓和頻率，使指令值和檢測實際值達到一致，從而實現(xiàn)了變頻調(diào)速，大大提高了電機控制靜態(tài)精度和動態(tài)品質(zhì)。 交流異步電機的控制策略分類 (1) V/F 控制 當(dāng)前異步電機調(diào)速總體控制方案中， V/F 控制方式是最早實現(xiàn)的調(diào)速方式。利用該電壓矢量表，直接根據(jù)定子磁鏈的 ??、 軸分量，結(jié)合當(dāng)前的磁鏈位置查表得到磁鏈電壓，再根據(jù)轉(zhuǎn)矩誤差信號得出當(dāng)前的電壓矢量，對逆變器的開關(guān)狀態(tài)進行控制，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)?PWM信號，使電機的磁鏈沿近似六邊形軌跡運動的同時獲得高動態(tài)特性的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。 論文（設(shè)計）作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè)計）版權(quán)使用授權(quán)書 本畢業(yè)論文（設(shè)計）作者同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文（設(shè)計）的復(fù)印件和電子版，允許論文（設(shè)計）被查閱和借閱。 論文（設(shè)計）作者簽名： 日期： 年 月 日 指 導(dǎo) 教 師 簽 名： 日期： 年 月 日 目 錄 一、設(shè)計正文 ????????????????????? （ 1） 二、附錄 1. 設(shè)計任務(wù)書 ???????????????????? （ 38） 2. 設(shè)計中期檢查報告 ? ???????????????? （ 40） 3. 指導(dǎo)教師指導(dǎo)記錄表 ???????????????? （ 41） 4. 設(shè)計結(jié)題報告 ??????????????????? （ 42） 5. 成績評定及答辯評議 ???????????????? （ 44） 6. 設(shè)計答辯過程記錄 ????????????????? （ 46） I 感應(yīng)電機無速度傳感直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計 摘 要 :1985 年德國學(xué)者 Depenbrock 提出了異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制(Direct Torque Control)變頻 調(diào)速思想，直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)作為繼矢量控制之后出現(xiàn)的一種新型的現(xiàn)代交流電機控制技術(shù)，以其控制簡單、魯棒性強、動態(tài)性能好等優(yōu)點日益受到更多的關(guān)注。 DSP。尤其是在低速區(qū)域由于定子電阻的壓降不容忽視而使電壓調(diào)整比較困難，不能得到較大的調(diào)速范圍和較高的調(diào)速精度。 (3) 直接轉(zhuǎn)矩控制 除以上兩種調(diào)速方式之外，國際學(xué)術(shù)界比較流行的電機控制方案研究還有致力于直接控制電機輸出轉(zhuǎn)矩的直接轉(zhuǎn)矩控制 (DTC)。得到實際應(yīng)用的智能控制有專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，這將是電機控制 3 的發(fā)展方向 [6] [7]。 ，無齒槽效應(yīng)，定轉(zhuǎn)子每相氣隙磁勢在空間上呈正弦分布。定轉(zhuǎn)子之間的互感表達式為： b b c c a a 1a b b c c 1c a a b b 1c o s2c o s ( )34c o s ( )3A A B B C C mA a A B B C C mA c A B B C C mL L L L L L LL L L L L L LL L L L L L L?????? ? ?