【正文】 和EVB，每個(gè)管理器模塊包括:兩個(gè)16位通用定時(shí)器，8個(gè)16位的脈寬調(diào)制PWM通道，可以實(shí)現(xiàn)三相反相控制、PWM的中心或邊緣校正、當(dāng)外部引腳PDPINTX出現(xiàn)低電平時(shí)快速關(guān)閉PWM通道。防止擊穿故障的可編程的PWM死區(qū)控制。對(duì)外部時(shí)間進(jìn)行定時(shí)捕獲的3個(gè)捕獲單元。片內(nèi)光電編碼器電路。16通道的同步A/D轉(zhuǎn)換器。時(shí)間管理器模塊適用于控制交流異步電動(dòng)機(jī)、無(wú)刷直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)、多級(jí)電機(jī)和逆變器。(6)可擴(kuò)展的外部存儲(chǔ)器總共192K字的空間，分別為64K程序存儲(chǔ)空間64K數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、64K字的I/0空間。(7) 10位AD轉(zhuǎn)換器，最小轉(zhuǎn)換時(shí)間為375ns, 8個(gè)或16個(gè)多路復(fù)用的通道，可選擇由兩個(gè)事件管理器或軟件觸發(fā)。(8)，即控制器局域網(wǎng)模塊。(9)串行通信接口SC工模塊。(10)16位串行外部設(shè)備接口SP工模塊。 (11)看門狗定時(shí)器模塊基于鎖相環(huán)PLL的時(shí)鐘發(fā)生器。(12)高達(dá)41個(gè)可單獨(dú)編程或復(fù)用的通用輸入輸出引腳。(13) 5個(gè)外部中斷，其中2個(gè)驅(qū)動(dòng)保護(hù)，1個(gè)復(fù)位中斷和兩個(gè)可屏蔽中斷。(14)電源管理，具有3種低功耗模式，能獨(dú)立地將外圍器件轉(zhuǎn)入低功耗工作模式。 DSP（TMS320LF2407A)的最小系統(tǒng)電路DSP最小系統(tǒng)是指既沒有輸入通道，也沒有輸出通道，同時(shí)也不與其它系統(tǒng)進(jìn)行通信的DSP系統(tǒng)。DSP最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是DSP硬件設(shè)計(jì)中的最基本，也是最重要的一步。它主要包括:電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、仿真接頭、擴(kuò)展SRAM等。DSP最小系統(tǒng)框圖如圖38所示。JTAG接口 程序電源監(jiān)控DSPTMS320LF2407A數(shù)據(jù)時(shí)鐘EEPROM復(fù)位電平變換圖 38 DSP外圍接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路如圖39，我們通過(guò)一片MAX232構(gòu)成串行通信接口。MAX232是雙路驅(qū)動(dòng)/接收器，內(nèi)部包括電容型的電壓生成器，可以將5V電源轉(zhuǎn)換成符合EIA/T工A232E的電壓等級(jí)。接收器將EIA/T工A232E標(biāo)準(zhǔn)的輸入電平轉(zhuǎn)換成5VTTL/CMOS電平。發(fā)送器將TTL/CMOS輸入電平轉(zhuǎn)換成EIA/TIA232E電平。這樣就可以實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與上位機(jī)之間的通信。 圖39串口電路圖2. CAN總線接口UC5350是CAN協(xié)議控制器和物理總線的接口，對(duì)總線提供不同的發(fā)送能力和對(duì)CAN控制器提供不同的接收能力，完全和IS011898標(biāo)準(zhǔn)兼容，并具有對(duì)電池和地的短路保護(hù)功能。圖310是CAN總線接口電路。 圖310 CAN總線接口電路第四章 變頻調(diào)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)控制能力的優(yōu)劣很大程度取決于軟件可靠性和通用性之外，滿足實(shí)時(shí)性的前提下，還要具有很好的實(shí)時(shí)性，控制軟件還應(yīng)具有靈活性。本系統(tǒng)軟件采用了自上而下、從整體到局部的設(shè)計(jì)思想，采用模塊化設(shè)計(jì)方案，使程序思路清晰，可讀性強(qiáng)。 DSP生成SPWM波形(1)控制寄存器設(shè)置控制寄存器是指為產(chǎn)生SPWM波而需要設(shè)置的事件管理器(EUA)中的特殊功能寄存器。為了得到期望中的理想波形輸出，不但要求有正確的算法，正確地設(shè)置控制寄存器同樣也是極其關(guān)鍵的?？刂萍拇嫫鞯脑O(shè)置順序?yàn)?a設(shè)置定時(shí)周期寄存器T1PR。b設(shè)置死區(qū)時(shí)間控制寄存器DB TCON。c初始化GMPRx Cx=1, 2, 3)。d設(shè)置比較控制寄存器GOMCON。e設(shè)置定時(shí)器工控制寄存器T1CON。f在每個(gè)采樣周期重寫CMPRx (x=1. 2, 3)。（2) DSP生成SPWM波的基本設(shè)計(jì)思想利用TMS320LF2407A生成SPWM波的基本設(shè)計(jì)思想是利用DSP的事件管理器(EUA)中的3個(gè)比較單元、通用定時(shí)器么死區(qū)發(fā)生單元以及輸出邏輯來(lái)生成三相六路SPWM波，經(jīng)6個(gè)復(fù)用的IO引腳輸出，EVA內(nèi)部PWM生成電路框圖如圖441所示。TMS320LF2407A的定時(shí)器有4種工作方式，當(dāng)以如圖42所示的持續(xù)向上/下計(jì)數(shù)方式工作時(shí)，將產(chǎn)生對(duì)稱的PWMl波輸出。在這種計(jì)數(shù)方式下，計(jì)數(shù)器的值由初值開始向上跳增，當(dāng)?shù)竭_(dá)T1PR值時(shí)，開始遞減跳變，直至計(jì)數(shù)器的值為零時(shí)又重新向上跳增，如此循環(huán)往復(fù)。在計(jì)數(shù)器跳變的過(guò)程中，計(jì)數(shù)器的值都與比較寄存器CMPRxCx =1, 2 ,的值作比較，當(dāng)計(jì)數(shù)器的值與任一比較寄存器的值相等，則對(duì)應(yīng)的該相方波輸出發(fā)生電平翻轉(zhuǎn)，如圖442所示，在一個(gè)周期內(nèi)，輸出的方波將發(fā)生兩次電平翻轉(zhuǎn)。從圖442還可以看出插入死區(qū)時(shí)間后波形的變化情況，死區(qū)的寬度從{012}s可調(diào)。系統(tǒng)中考慮到所用功率器件的開通和關(guān)斷時(shí)間(，只要在每個(gè)脈沖周期根據(jù)在線計(jì)算改寫比較寄存器CMPR的值，就可實(shí)時(shí)地改變PWM脈沖的占空比。死區(qū)配置寄存器 內(nèi)部總線脈沖模擬產(chǎn)生器對(duì)稱PWM不對(duì)稱PWM空間矢量PWM通用定時(shí)器1比較單元1比較單元2比較單元3 死區(qū)單元輸出邏輯 PWM1 D DTDH1 PWM2 DTDH2 PWM3 DTDH3 PWM4 DTDH4 PWM5 DTDH5 PWM6 DTDH6 PD PINT RS圖41PWM生成電路框圖比較匹配圖42對(duì)稱PWM波產(chǎn)生機(jī)理本系統(tǒng)的軟件主要有兩部分組成:一、上位機(jī)監(jiān)控程序。二、下位機(jī)控制程序。上位機(jī)負(fù)責(zé)電機(jī)參數(shù)的設(shè)定、電機(jī)及IPM運(yùn)行狀態(tài)的顯示。下位機(jī)主要負(fù)責(zé)串口通信、空間矢量算法的計(jì)算、PWM輸出、電壓電流采集、故障監(jiān)控等。上位機(jī)軟件只需要實(shí)現(xiàn)對(duì)PC機(jī)串口的讀寫操作， 下位機(jī)控制程序主要由主程序和三個(gè)中斷服務(wù)子程序組成。主程序主要負(fù)責(zé)DSP初始化、串口接收發(fā)送、循環(huán)等待等，其程序流程如圖43所示。中斷服務(wù)子程序包括:串口通信中斷服務(wù)程序、PWM中斷服務(wù)程序、故障中斷服務(wù)程序。1串口通信中斷服務(wù)程序的主要任務(wù)是:一、接收上位機(jī)發(fā)送的參數(shù)給定信息。2 PWM中斷服務(wù)程序的主要任務(wù)是:一、根據(jù)給定頻率完成頻率的調(diào)節(jié)控制。其程序流程如圖45所示:故障中斷服務(wù)程序主要任務(wù)是:當(dāng)TMS320LF2407的功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)引腳接收到過(guò)流、欠壓、過(guò)熱、短路等故障信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生中斷，立刻封鎖PWM輸出，斷開主電路并顯示相應(yīng)的故障，避免系統(tǒng)和IPM功率模塊燒壞。故障中斷服務(wù)程序流程如圖45所示:圖4一5串口通信中斷程序流程PWM中斷開始 根據(jù)當(dāng)前頻率和v/f圖計(jì)算UDSP初始化開串行中斷Q格式轉(zhuǎn)換上位機(jī)參數(shù)設(shè)定參數(shù)正確？否？否？ 否計(jì)算角度和扇區(qū) IPM自舉充電 是判斷有效矢量開定時(shí)器中斷計(jì)算有效矢量作用時(shí)間 t1tm程序后臺(tái)等待SPWM的產(chǎn)生 否有中斷否否？頻率變化 執(zhí)行中斷服務(wù)程序 是頻率調(diào)節(jié) 是返回中斷返回 圖43主程序流程圖 圖44 PWM中斷服務(wù)程序流程故障中斷封鎖PWM輸出故障信息送串口顯示停機(jī)圖45故障中斷程序第五章 結(jié)論 本文在學(xué)習(xí)和研究了大量技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，以三相交流異步電動(dòng)機(jī)為被控對(duì)象，以TMS320LF2407A (16位定點(diǎn)DSP芯片)為處理器，采用智能功率模塊PM10RSH120，通過(guò)SPWM控制技術(shù)對(duì)交流電機(jī)實(shí)現(xiàn)恒壓頻比控制，設(shè)計(jì)了基于DSP的交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，做了以下工作:1分析和總結(jié)了電機(jī)調(diào)速、電力電子技術(shù)和國(guó)內(nèi)外交流調(diào)速的發(fā)展現(xiàn)況和趨勢(shì)。 2系統(tǒng)的研究了交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理以及交流電機(jī)變頻調(diào)速的原理，其中變頻調(diào)速原理包括交流電機(jī)的調(diào)速方式、變頻調(diào)速的L方控制方式和SPWM控制技術(shù)原理。3設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于DSP控制的交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的整套硬件電路，包括主電路、系統(tǒng)保護(hù)電路和控制電路。主電路部分包括整流、濾波、逆變器(IPM) , IPM驅(qū)動(dòng)電路與吸收電路。系統(tǒng)保護(hù)電路包括過(guò)壓、欠壓保護(hù)、限流啟動(dòng)、IPM故障保護(hù)和泵升控制電路?？刂齐娐钒―SP最小系統(tǒng)電路入電路和。本文給出了以上各部分電路的工作原理、參數(shù)計(jì)算以及各部分器件的選取。4設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的控制軟件，控制軟件采用控制方式和SPWM控制算法編寫了匯編語(yǔ)言程序。5通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明:整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可以實(shí)現(xiàn)頻率范圍60Hz，步進(jìn)為1Hz的變頻調(diào)速。U/f控制方式的變頻調(diào)速系統(tǒng)是轉(zhuǎn)速開環(huán)控制，無(wú)需速度傳感器，控制電路比較簡(jiǎn)單，電機(jī)選擇通用標(biāo)準(zhǔn)異步電動(dòng)機(jī)，因此其通用性比較強(qiáng)，性能/價(jià)格比比較高。本系統(tǒng)是一個(gè)U/f控制方式的開環(huán)控制系統(tǒng)，它存在以下缺點(diǎn):不能恰當(dāng)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償和適應(yīng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化。無(wú)法準(zhǔn)確地控制電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速極低時(shí)，由于轉(zhuǎn)矩不足而無(wú)法克服較大的靜摩擦力。因此可以將系統(tǒng)改進(jìn)成閉環(huán)系統(tǒng)，對(duì)電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)及處理，提高其控制精度。本系統(tǒng)主電路的強(qiáng)電部分對(duì)控制電路還有一定程度的干擾，應(yīng)再研究變頻器的干擾抑制技術(shù)，以消除干擾。本系統(tǒng)的人機(jī)接口還不是很完善，有待進(jìn)一步改進(jìn)。致　　謝本課題是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在課題的研究過(guò)程中，沈老師傾注了大量的心血，他兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和寬以待人的優(yōu)秀品質(zhì)給我留下非常深刻的印象。從論文的選題、研究方案的制定、直至論文的撰寫，均得到了劉老師的親切關(guān)懷與悉心指導(dǎo)，花費(fèi)了她大量的時(shí)間與精力。沈老師敏銳的洞察力、淵博的學(xué)識(shí)、高度的責(zé)任感令我深受裨益。在劉老師身上，我不僅學(xué)到了正確的科研方法及豐富的知識(shí)，也學(xué)會(huì)了做人的道理。在此特向劉老師表示深深的感謝！在課題的研究期間得到了師兄妹們的大量幫助，在此向他們表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn) 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