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(shuō)明畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-資料下載頁(yè)
2025-06-22 16:33本頁(yè)面
【正文】 圖13 伺服系統(tǒng)控制方式與參數(shù)設(shè)置伺服系統(tǒng)采用三閉環(huán)控制方案，電流環(huán)采用PI控制，轉(zhuǎn)速環(huán)采用PID控制，位置環(huán)采用PID控制/模糊控制方式，系統(tǒng)采用霍爾元件跟蹤檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置。 這里允許對(duì)速度環(huán)PID參數(shù)進(jìn)行修改設(shè)定，允許選擇位置環(huán)控制方式及其進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。 給定位移信號(hào)有階躍信號(hào)，階躍信號(hào)（帶制動(dòng)），斜坡信號(hào)，拋物線(xiàn)信號(hào)，并可進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)定。 6．狀態(tài)顯示 位于主界面下方的狀態(tài)顯示欄，用于顯示系統(tǒng)當(dāng)前的各類(lèi)設(shè)置和狀態(tài)變化。如（圖14）所示。 串口狀態(tài)：顯示串行端口狀態(tài)，“端口開(kāi)”或者“端口關(guān)” 串口設(shè)置：顯示當(dāng)前串口通訊參數(shù)的設(shè)定值 連接狀態(tài)：顯示與下位機(jī)的連接是否正常。“連接正常”或者“連接失敗” 控制方式：顯示當(dāng)前實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方式為“調(diào)速系統(tǒng)”或者“伺服系統(tǒng)”。 動(dòng)態(tài)框：顯示用戶(hù)操作的信息，用戶(hù)的動(dòng)作，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)參數(shù)的匯報(bào)，錯(cuò)誤報(bào)告等。圖14 狀態(tài)欄7．其他支持功能178。 支持動(dòng)態(tài)設(shè)定采集類(lèi)型，量程。即除了在電機(jī)啟動(dòng)前可設(shè)置外，在電機(jī)運(yùn)行時(shí)也可改變。178。 支持曲線(xiàn)顯示縮放功能。通過(guò)調(diào)節(jié)采集類(lèi)型選擇下面的縮放比例達(dá)到，～3。178。 各通道顯示曲線(xiàn)隱藏功能。（3）顯示處理中所敘述。8．使用實(shí)例 這里做采用光電碼盤(pán)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的部分內(nèi)容，觀(guān)察起動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)速與位移數(shù)據(jù)波形曲線(xiàn)。控制方式選用PID控制，位置給定信號(hào)選用斜坡信號(hào)與階躍信號(hào)（帶制動(dòng)）。具體操作步驟如下：（1）檢查上位機(jī)與掛箱之間的串口連接線(xiàn)、掛箱上的連接線(xiàn)、掛箱與電機(jī)以及掛箱與實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的連接線(xiàn)。所有連接線(xiàn)正常后，接通掛箱上控制電源開(kāi)關(guān)。此時(shí)，掛箱上的指示燈亮，指示系統(tǒng)處于默認(rèn)狀態(tài)（有位置傳感器，開(kāi)環(huán)，），數(shù)字顯示轉(zhuǎn)速給定；如按相應(yīng)的按鈕或旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的電位器，可改變系統(tǒng)設(shè)置。（2）運(yùn)行上位機(jī)程序MCL—14（V2），出現(xiàn)主界面。點(diǎn)擊右下角的“系統(tǒng)連接”，建立與下位機(jī)的通訊。如果出現(xiàn)連接正常提示，則說(shuō)明系統(tǒng)的控制權(quán)已轉(zhuǎn)移到上位機(jī)，掛箱上的控制按鈕和電位器已失效；否則，說(shuō)明連接失敗，返回到（1）。（3）單擊界面左邊的控制方式設(shè)置對(duì)話(huà)框“伺服系統(tǒng)”按鈕，進(jìn)入“伺服系統(tǒng)”控制方式與參數(shù)設(shè)置見(jiàn)面。詳見(jiàn)（圖13），例如設(shè)定控制方式為PID方式以及相應(yīng)控制參數(shù)，如Kps=，Kis=，選擇斜坡信號(hào)給定，其他按默認(rèn)參數(shù)，按“確定”退出對(duì)話(huà)框。在“系統(tǒng)命令”的系統(tǒng)設(shè)置中，選擇“采用光電碼盤(pán)獲取信號(hào)”。（4）在主界面右上角的“采集數(shù)據(jù)類(lèi)型”中，在“曲線(xiàn)1”的下拉框中選擇“速度”，在“曲線(xiàn)2”的下拉框中選擇“位移”，在“循環(huán)”復(fù)選框前取消打鉤,在“量程”框中選擇“500”檔（5）選中界面中上方的顯示輔助設(shè)置中的“當(dāng)前1”，“當(dāng)前2”按鈕。（6）設(shè)置完成后，給掛箱接上主電路電源（一般情況下，所有連接線(xiàn)正常，接通掛箱上控制電源開(kāi)關(guān)后，就可以給掛箱接上主電路電源）。（7）按“電機(jī)啟動(dòng)”按鈕,電機(jī)起動(dòng)。（8）等待數(shù)據(jù)傳送，波形顯示。（9）按“電機(jī)停止”按鈕,電機(jī)停止。(10) 試驗(yàn)可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖形,調(diào)整縮放比例，按“保存圖形”保存試驗(yàn)結(jié)果。 階躍信號(hào) 位移與位移給定曲線(xiàn) 階躍信號(hào) 速度與位移曲線(xiàn) 斜坡信號(hào) 位移與位移給定曲線(xiàn) 斜坡信號(hào) 速度與位移曲線(xiàn)(11) 在界面右上角的“采集數(shù)據(jù)類(lèi)型”中，在“曲線(xiàn)1”的下拉框中選擇“位移”，在“曲線(xiàn)2”的下拉框中選擇“給定位移”。在“量程”框中選擇“500”檔。(12)重復(fù)步驟（5）～（9），進(jìn)行數(shù)據(jù)波形獲取。(13)又如設(shè)置為伺服系統(tǒng)下P控制，階躍信號(hào)（帶制動(dòng)），Kps=，制動(dòng)切換點(diǎn)為50r/144，同步驟（4）～（12）得到速度與位移。（14）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先斷開(kāi)系統(tǒng)連接，放棄上位機(jī)對(duì)系統(tǒng)的控制權(quán)，將主電路電壓去除，最后關(guān)控制回路電源。 31 外擴(kuò)DSP使用說(shuō)明一．MCL13A變頻調(diào)速系統(tǒng)如何和目標(biāo)板相連目標(biāo)板有JJJJJ6五個(gè)插座，其中J1和DSP開(kāi)發(fā)裝置相連，J1的第6腳為斷腳，避免和開(kāi)發(fā)裝置連接時(shí)方向搞錯(cuò)，JJJ6和應(yīng)用系統(tǒng)相連。MCL13A變頻調(diào)速系統(tǒng)兼顧學(xué)生正常實(shí)驗(yàn)和研究開(kāi)發(fā)性實(shí)驗(yàn)。在系統(tǒng)內(nèi)部，已有一塊DSP目標(biāo)板（型號(hào)為SEEDF240），裝有我公司開(kāi)發(fā)完成的應(yīng)用程序。如果教師需要自己編制程序，則為了防止由于可能發(fā)生的錯(cuò)誤損壞內(nèi)部的DSP目標(biāo)板，影響一般實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行，需斷開(kāi)內(nèi)部DSP目標(biāo)板和應(yīng)用系統(tǒng)的連接，外擴(kuò)DSP目標(biāo)板。MCL13A面板有三組扁平帶，如圖1所示，從左至右，分別把DSP板的JJJ6和應(yīng)用系統(tǒng)相連，其中扁平帶的下部和DSP連，扁平帶的上部和應(yīng)用系統(tǒng)連，當(dāng)把三組扁平帶斷開(kāi)后，則內(nèi)部的DSP和應(yīng)用系統(tǒng)全部分開(kāi)，此時(shí)，即可外擴(kuò)外部DSP目標(biāo)，如圖2所示，分別把MCL13A面板上三個(gè)插座和目標(biāo)板相連，目標(biāo)板插座和開(kāi)發(fā)裝置相連，進(jìn)行軟件的編制和寫(xiě)入。二．MCL13A變頻調(diào)速系統(tǒng)中DSP和各相關(guān)硬件的接口DSP(TMS320F240)作為核心控制器件，完成相關(guān)信號(hào)的采集和處理，并輸出六路PWM信號(hào)，驅(qū)動(dòng)IPM模塊以實(shí)現(xiàn)變頻。DSP和外圍硬件的接口框圖如圖3所示。其中故障信號(hào)包括：直流母線(xiàn)過(guò)壓、直流母線(xiàn)過(guò)流、IPM模塊四路故障輸出等。其它輸入信號(hào)，如與主回路相連，則在信號(hào)輸入DSP之前，均經(jīng)過(guò)線(xiàn)性隔離，避免高壓串入可能造成的損壞，此類(lèi)信號(hào)有：直流母線(xiàn)電壓、U相電流、V相電流等。具體線(xiàn)路可參考圖7。41圖4圖5圖6圖7三．三相異步電機(jī)的參數(shù)可分別進(jìn)行空載實(shí)驗(yàn)、短路實(shí)驗(yàn)、負(fù)載實(shí)驗(yàn)求得電機(jī)各參數(shù)。由于不同的電機(jī)具有一定的離散性，其參數(shù)略有差異，當(dāng)進(jìn)行磁場(chǎng)定向等實(shí)驗(yàn)時(shí)，需進(jìn)行調(diào)整。1．空載實(shí)驗(yàn)264240220190160130100702．短路實(shí)驗(yàn)583．工作特性I（A）P1（W）PII（W）n（r/min）140014191450146014801495T2（）cosφP1（W）131100P2（W）119η（%）10UK=220V（△） TK= IK= TK/TN= IK/IIN=4．M04實(shí)驗(yàn)報(bào)告：（1）計(jì)算基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的相電阻：室溫tc=10℃，r相=45Ωr1ref=r1c=45=（2）由空載、短路試驗(yàn)的數(shù)據(jù)求異步電機(jī)等效電路的參數(shù)：短路阻抗：ZK===199Ω；短路電阻：rK===；短路電抗：XK==；轉(zhuǎn)子電阻的折合值：r39。2=rkr39。1==；定子、轉(zhuǎn)子漏抗：X39。1σ=X39。2σ===；空載阻抗：Z0===1290Ω；空載電阻：r0===；空載電抗：X0===1268Ω；激磁電阻：rm=== 激磁電抗：Xm=X0XIσ==；（3）作工作特性曲線(xiàn)PIn、η、cosφ1=f（P2），查得P2=120W時(shí)；P1=，I1=，η=76%，cosφ1=%（4）由損耗分析法求額定負(fù)載時(shí)的功率：鐵耗：PFe=，機(jī)械耗：Pmec=定子銅耗：PCU1=3I12r1==轉(zhuǎn)子銅耗：PCU2=PemS=（P1PCU1PFe）S=（）=雜散耗：Pad=（取P2的1%）電機(jī)的總損耗：ΣP=PFe+Pmec+PCU1+PCU2+Pad=++++=注意：該電機(jī)的機(jī)械耗偏大4W，（分離開(kāi)測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)子）定子銅耗按75℃計(jì)算，實(shí)驗(yàn)溫度40℃左右，偏大了2W，兩者共偏大了6W。求得額定負(fù)載時(shí)的效率為：η=（P1ΣP）/P1100%=（）/100%=% 四．DSP目標(biāo)板的原理
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