【正文】 功能，該系列芯片內(nèi)的事件可以為所有電機(jī)類型用戶提供高速、高效和全變速的先進(jìn)控制技術(shù)。在該事件管理器中，包括特殊的PWM產(chǎn)生功能，特殊的附加功能包括可編程的死區(qū)功能和空間矢量PWM，后者可為三相電機(jī)在功率管逆變器控制中提供最高的功效，三個(gè)獨(dú)立的向上/下計(jì)數(shù)器，每一個(gè)都有屬于它自己的比較寄存器，可以支持產(chǎn)生非對(duì)稱的和對(duì)稱的PWM波形，四路捕獲輸入中的兩路可以直接連至光電編碼器的正交編碼脈沖信號(hào)。該系列芯片的應(yīng)用，大大簡(jiǎn)化了高性能變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)具有高的性能價(jià)格比，該系列芯片，除適用于工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)外，還可廣泛地應(yīng)用于功率變換器和控制器、汽車系統(tǒng)，如電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置、剎車和溫度控制、儀表電機(jī)控制、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)等辦公產(chǎn)品、磁帶驅(qū)動(dòng)、機(jī)器人和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)機(jī)械等。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中使用的DSP為TMS320F240，其內(nèi)部包含16K字的Flash(閃速)EEPROM。此外，已為實(shí)驗(yàn)組件配備了與上位計(jì)算機(jī)通訊的接口和上位機(jī)軟件。需要進(jìn)行有關(guān)參數(shù)改變影響的實(shí)驗(yàn)，必須配備上位機(jī)，并在實(shí)驗(yàn)前安裝好上位機(jī)軟件和仔細(xì)閱讀上位機(jī)操作說明。 采用正弦脈寬調(diào)制（SPWM）調(diào)速系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容，觀測(cè)定子磁通軌跡的圖像。=f (M)；=f (t)與n=f (t)；=f (t)與n=f (t)。系統(tǒng)主電路采用交直交電壓源型變頻器，功率器件采用智能功率模塊IPM，該模塊包含了由六個(gè)IGBT、六個(gè)續(xù)流二極管、柵極驅(qū)動(dòng)電路、邏輯控制電路以及欠壓、過流、短路、過熱等保護(hù)電路，模塊的主電路部分共有5個(gè)端子，即直流電壓輸入端+、，三相交流電壓輸出端U、V、W，控制部分共有15個(gè)端子，用于PWM信號(hào)輸入、故障信號(hào)輸出及驅(qū)動(dòng)電源等，驅(qū)動(dòng)電源為4組+15V電源，DSP生成的PWM信號(hào)需通過光耦合器隔離后輸入。該智能功率模塊的應(yīng)用，減小了裝置的體積，提高了變頻系統(tǒng)的性能與可靠性。： 基于DSP變頻調(diào)速系統(tǒng)原理框圖 系統(tǒng)的調(diào)試與性能測(cè)試根據(jù)基于DSP的高性能變頻調(diào)速系統(tǒng)原理框圖，進(jìn)行基于DSP的電機(jī)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。：。，連接主電路、起動(dòng)限流、過流保護(hù)、過壓保護(hù)及磁通檢測(cè)等環(huán)節(jié)的連線。按下起動(dòng)按鈕前，檢查給定電位器是否放在零位(要求電位器左旋到底)。，上電檢查各穩(wěn)壓塊工作是否正常,。，先RP1,RP2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底，調(diào)節(jié)RP2,RP3使353的2腳電壓為4V，再調(diào)RP1,RP2使353的2腳電壓為6V。,RP6使5212的7腳電壓為2V。，不通主電，按下面板上“運(yùn)行”按鈕，使DSP工作，用示波器觀察1至6點(diǎn)驅(qū)動(dòng)波形。，接通主電源，再按“運(yùn)行”按鈕，示波器觀察各運(yùn)行方式下電流波形，停機(jī)。，觀察各種運(yùn)行方式下波形。 系統(tǒng)性能測(cè)試的結(jié)果和分析確定調(diào)速系統(tǒng)線路連接正確后，選擇控制方式“SPWM”，在“曲線1”“曲線2”中選擇要采集的波形，點(diǎn)擊“循環(huán)”,點(diǎn)擊“電機(jī)啟動(dòng)”。；在同步調(diào)制方式下，；： 系統(tǒng)調(diào)試主窗口此時(shí)給定頻率為40Hz，動(dòng)態(tài)速度給定為1200rad/s，實(shí)際的電機(jī)轉(zhuǎn)速由連接到導(dǎo)軌，由試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速表測(cè)得實(shí)際轉(zhuǎn)速為1152rad/s。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后，電機(jī)電流、： 系統(tǒng)穩(wěn)定后電流曲線圖 系統(tǒng)穩(wěn)定后速度曲線圖，改變其中參數(shù)及調(diào)制方式再運(yùn)行電機(jī)，波形的變化。改變給定頻率為45Hz時(shí)，給定轉(zhuǎn)速為1352rad/s,實(shí)際轉(zhuǎn)速為1307rad/s。 系統(tǒng)參數(shù)改變控制界面當(dāng)系統(tǒng)再次穩(wěn)定后，測(cè)得電機(jī)轉(zhuǎn)速，： 電機(jī)電流曲線 電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線圖 不同給定頻率下，給定轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速給定頻率（Hz） 5 10 15 20 25 30 35 40 4550給定轉(zhuǎn)速(rad/s) 150 301 451 601 750 900 1052 1200 13521501實(shí)際轉(zhuǎn)速 (rad/s) 144 287 432 576 720 867 1015 1152 1307 1458當(dāng)改變系統(tǒng)的參數(shù)時(shí)，電機(jī)的定子電流，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子角速度通過反饋與原給定進(jìn)行對(duì)比，出現(xiàn)偏差。根據(jù)PWM控制原理：對(duì)被控參數(shù)先設(shè)定一個(gè)值,再與此參數(shù)的實(shí)測(cè)值經(jīng)比較器進(jìn)行比較,如果兩者不相等,就產(chǎn)生了偏差,比較器輸出一系列脈沖,并通過其脈沖寬度與偏差成線性關(guān)系,用此脈沖去觸發(fā)開關(guān),開關(guān)又觸發(fā)執(zhí)行元件,執(zhí)行元件按脈沖寬度的時(shí)間動(dòng)作。偏差大,脈沖寬度很寬,執(zhí)行元件動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng),使參數(shù)的實(shí)測(cè)值與設(shè)定值的偏差迅速減小。當(dāng)偏差小時(shí),脈沖寬度變窄,執(zhí)行元件動(dòng)作時(shí)間短,直到設(shè)定值與實(shí)測(cè)值相等,達(dá)到自動(dòng)控制參數(shù)的目的。當(dāng)多次改變給定頻率時(shí)，調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)PWM控制原理，自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速度。，給定速度與觀測(cè)到的實(shí)際速度的值。取兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比研究。當(dāng)給定頻率為40Hz、給定動(dòng)態(tài)速度為1200rad/s時(shí)，系統(tǒng)經(jīng)過起動(dòng)階段的調(diào)節(jié)，系統(tǒng)趨于穩(wěn)態(tài)。、如圖所示，電機(jī)轉(zhuǎn)速與電流已達(dá)到穩(wěn)定。這時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)速為1152rad/s；當(dāng)改變系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，給定頻率由40Hz改變45Hz時(shí)，此時(shí)給定速度為1352rad/s。系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)使實(shí)測(cè)值與設(shè)定值相等。當(dāng)系統(tǒng)再次達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，、。電機(jī)轉(zhuǎn)速為1307rad/s。由此實(shí)現(xiàn)了基于DSP的SPWM方式變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)的控制。結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了采用正弦脈沖寬度調(diào)制（SPWM）技術(shù)對(duì)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的速度控制的軟件部分以及硬件部分的設(shè)計(jì)與調(diào)試，直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速方式有多種，但PWM調(diào)速方式較其他方式具有更多優(yōu)點(diǎn)， 并且PWM控制技術(shù)日益成熟并被廣泛應(yīng)用于各種逆變裝置中，再加上PWM控制技術(shù)正處于一個(gè)不斷創(chuàng)新、不斷發(fā)展的階段，因此該設(shè)計(jì)具有重要的實(shí)際意義。本課題選擇的是PWM調(diào)制方式的其中一種調(diào)制方式SPWM調(diào)制。運(yùn)用matlab采用正弦脈沖寬度調(diào)制（SPWM）的感應(yīng)電機(jī)閉環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真。在理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行基于DSP的電機(jī)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，觀測(cè)在脈沖寬度調(diào)制（SPWM）控制方式下系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)以及有關(guān)控制參數(shù)變化的影響。以上結(jié)果反映出的系統(tǒng)實(shí)際調(diào)速性能比仿真時(shí)的性能稍差，但是根據(jù)仿真的總體情況和電機(jī)的性能來看，實(shí)際的響應(yīng)結(jié)果也達(dá)到了預(yù)期的調(diào)速性能。而且考慮到仿真所用的無刷直流電機(jī)模型忽略了電機(jī)內(nèi)部的一些難以描述的非線性物理效應(yīng)，考慮到電子開關(guān)電路中功率管的開關(guān)特性、電機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)的摩擦等等情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是與仿真結(jié)果相符的。SPWM調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速其實(shí)就是通過改變SPWM脈沖波形的寬度來改變直流調(diào)速系統(tǒng)的速度。即要改變調(diào)速系統(tǒng)的速度，就是改變SPWM脈沖波形的寬度。SPWM控制方式的計(jì)算法就是通過正弦波輸出頻率、幅值和半個(gè)周期的脈沖數(shù)，計(jì)算出SPWM波形中各脈沖的寬度和間隔。正弦脈沖寬度調(diào)制（SPWM）的原理通俗易懂、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便、諧波特性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，但是它存在直流電壓利用率低的缺陷。展望：1. 為進(jìn)一步提高直流電壓的利用率，我們可以采用過調(diào)制，但這樣一來，SPWM諧波特性優(yōu)良的優(yōu)勢(shì)也就消失了，而準(zhǔn)最優(yōu)正弦波脈沖寬度調(diào)制法既能解決SPWM所存在的直流電壓利用率偏低的缺點(diǎn)，又能保持住SPWM諧波特性優(yōu)良的優(yōu)勢(shì)。，對(duì)于一般的調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)基本可以忽略。但是在高精度的調(diào)速領(lǐng)域，特別是在一些微控制領(lǐng)域，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)品質(zhì)造成惡劣影響。減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的治本之法是改進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，這在短期內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)，且需要及其專業(yè)的知識(shí)；此外就是依靠先進(jìn)的算法來抑制或補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，雖然當(dāng)前的一些改進(jìn)算法都非常復(fù)雜，很難滿足系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求，但是DSP運(yùn)算速度的不斷提高逐漸彌補(bǔ)了這一缺陷。另外，前文中提到了四種PWM調(diào)制方式，無論采用哪種方式，都不可避免會(huì)增加電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。怎樣設(shè)計(jì)更為有效的PWM調(diào)制方式，使其對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)造成的影響更小，同時(shí)又不需要非常復(fù)雜的硬件來支持，也是值得研究的一個(gè)方向。社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析使用正弦脈沖寬度調(diào)制技術(shù)（SPWM）實(shí)現(xiàn)對(duì)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的速度控制的軟件部分的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)為實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)，并應(yīng)用于實(shí)際工程中，具有很高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。隨著DSP控制技術(shù)的發(fā)展、大規(guī)模集成電路的飛速進(jìn)步，極大的減化了實(shí)施脈沖寬度調(diào)制（SPWM）及矢量控制等復(fù)雜技術(shù)的方法，增強(qiáng)和擴(kuò)展了變頻器的功能。而且PWM控制技術(shù)具有很多的優(yōu)勢(shì)，因此在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，這一技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，它不僅提高了工作效率，因?yàn)樗阌诳刂疲@就使得它還有效地節(jié)省了人力資源，從而大大地提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。綜上所述，采用正弦脈沖寬度調(diào)制（SPWM）方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的速度控制，易于操作，具有很好的實(shí)用價(jià)值，會(huì)為企業(yè)帶來很大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)[1] 舒中賓, 陳宇拓. 基于DSP的變頻調(diào)速SPWM控制實(shí)現(xiàn). 湖南冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). [2] 吳新開, 李勇成, 蔡翔. 基于DSP控制的SPWM波形發(fā)生器的優(yōu)化算法. 華北電力大學(xué)學(xué)報(bào). [3] 于海生. 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù). 北京: 清華大學(xué)出版社, 1999[4] 劉白雁. 機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真. 北京：工業(yè)出版社, 2005[5] 范偉. 直流調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)先設(shè)計(jì). 武漢：武鋼技術(shù), 2000[6] 周霖. 控制工程技術(shù)應(yīng)用. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社, 2005[7] 李華德. 交流調(diào)速控制系統(tǒng). 北京：電子工業(yè)出版社, 2003[8] 扈宏杰. 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 北京：機(jī)械出版社, 2004[9] 陳真翼，電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)，北京：中國(guó)紡織出版社，1998[10] 陳伯時(shí). 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2006[11] 谷腰欣司. 直流電動(dòng)機(jī)實(shí)際應(yīng)用技巧. 西安：科學(xué)出版社, 2006[12] 丁道宏. 電力電子技術(shù). 北京: 航空工業(yè)出版社, 1992[13] 林渭勛. 電力電子電路. 杭州: 浙江大學(xué)出版社, 1996[14] 電子工程手冊(cè)（第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996[15] 王兆安, 黃安. ：機(jī)械工業(yè)出版社, 2003[16] 葉斌. ：清華大學(xué)出版社, 2006[17] 顧繩谷. 電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2005[18] ：國(guó)亭科技發(fā)展有限公司，1998:[19] Kassadian J G, Marton F Schlecht, George C Verghese. Principle of Power Elecctronics. AddisonWedey, 1991致 謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，因?yàn)橐郧皫缀鯖]有接觸過DSP控制技術(shù)，對(duì)此很陌生。剛開始做這個(gè)題目時(shí)感覺壓力很大，對(duì)此很沒信心，而且在這過程中遇到了頗多的問題，比如在實(shí)物連接過程中，試驗(yàn)臺(tái)始終無法正常工作。這一切，在我的指導(dǎo)老師的耐心幫助與解答下，戰(zhàn)勝困難，并不厭其煩的關(guān)注何為我講解很多我認(rèn)識(shí)不明確的問題。雖然在這過程中真的感覺挺累，特別是遇到想了好長(zhǎng)時(shí)間都沒攻破的難關(guān)時(shí)，心里很急躁，但這些困難都通過自己不斷學(xué)習(xí)、克服。在老師和同學(xué)的幫助下，特別是在指導(dǎo)教師張紅梅老師的幫助和鼓勵(lì)下，一一解決，使畢業(yè)設(shè)計(jì)順利進(jìn)行，最終使我能夠圓滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。在此感謝所有對(duì)我進(jìn)行幫助的老師和同學(xué)，特別對(duì)張老師的指導(dǎo)以及諸位同學(xué)的幫助表示衷心的