【正文】 // 置同步標志 2 為 1 // 另：這句包含自動翻頁和自動恢復(fù)頁碼 }}。0xff。0xff。0xff。0xff。0xff。0xff。0xff。0xff。0xff。 //測量時間基準 sf1set()。 } num++。 tmp2_cmph=(uint)(2000/Fr*tmpB200_cmp[point])8。 tmp3_cmph=(uint)(1000/Fr*tmpC100_cmp[point])8。 } else if(Fr=150) { //計算全比較單元的比較值 tmp1_cmph=(uint)(1000/Fr*tmpA100_cmp[point])8。 tmp2_cmph=(uint)(500/Fr*tmpB50_cmp[point])8。附錄1 整體電路圖附錄2 部分源程序/**************************************************************三道并發(fā)程序之第一道程序功能：并行計算全比較單元比較值的高位 以縮短比較值得計算時間，獲得較好 的實時性 **************************************************************/void LP1_main(void) // 第 1 道程序的入口函數(shù){ while(1) {// P1_0=0。本次畢業(yè)設(shè)計過程中，我要特別感謝xxx公司的辛經(jīng)理及同事們，在繪制原理圖和PCB設(shè)計的過程中，辛經(jīng)理和同事們對我提出了許多中肯的意見，最后的制板也是在辛經(jīng)理的直接幫助下完成的。xxx老師著重培養(yǎng)啟發(fā)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，自己解決問題的思維方式和能力，xxx老師的這種方法雖然讓我走了很多彎路，但是實踐證明，這種方法更能調(diào)動學(xué)生的積極性，更能鍛煉學(xué)生獨立完成科研項目的能力。在后期研究當中可以采用算法優(yōu)化濾去高次諧波，以減少電機的發(fā)熱量。(3) 本次設(shè)計的最高頻率是200Hz， 然而要進一步提高電機轉(zhuǎn)速，提高頻率是必須解決的問題，根據(jù)本次設(shè)計經(jīng)驗，提高頻率有兩種方法，硬件方面，提高晶振頻率以縮短計算時間，LS單片機最高可支持40M晶振頻率；軟件方面，由于LS單片機有三道程序并發(fā)功能，可以采用一些策略，提高單片機的運算效率，可以提高電機的轉(zhuǎn)速。(2) 本設(shè)計為速度開環(huán)控制，如果能采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，則能獲得更好的調(diào)速精度和更強的帶載能力。 設(shè)計展望鑒于時間、經(jīng)費和個人能力等多方面局限性，本設(shè)計難免存在一些不足，下面對這些不足做些說明。(4) 輸出電流：2A(5) 輸出功率：24W。U/F曲線可調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同負載。輸出頻率最大值可以根據(jù)實際情況加大，但由于單片機運算速度有限，要增加最高頻率必須采取其他措施。系統(tǒng)具有如下技術(shù)指標：(1) 啟動時間：系統(tǒng)能在5s之內(nèi)快速升速至3000轉(zhuǎn)每分，并保持最高速運行。第7章 結(jié)論與展望 設(shè)計結(jié)論本設(shè)計在理論基礎(chǔ)上結(jié)合實踐，設(shè)計了一種基于LS052AX單片機的SPWM電壓源型變頻器，用以控制電機的開環(huán)啟動。圖611 反電動勢波形無刷直流電機是永磁同步電機的一種，其反電動勢波形是梯形波，但是對于小功率無刷之流電機來說，其反電動勢波形接近正弦波，從而可以采用同步電機的變壓變頻控制，此次實驗波形正好驗證了這一點。c. 死區(qū)波形本次設(shè)計采用的是雙極性調(diào)制，為防止MOS管同一橋臂同時導(dǎo)通，本次設(shè)計加入死區(qū)時間，理論設(shè)計死區(qū)時間為542ns，如圖610所示，從實際輸出波形看來，實際輸出波形符合理論設(shè)計，且沒有影響逆變器電壓輸出。如圖69所示是：（a）高頻頻時N=21單片機發(fā)出的實際波形，（b）N=21時單片機發(fā)出的SPWM波形仿真。如圖68所示是：（a）中頻時N=33單片機發(fā)出的實際波形，（b）中頻時N=33單片機發(fā)出的SPWM波形仿真。（a）單片機管腳輸出波形 （b）單片機管腳輸出濾波后波形圖66 單片機輸出SPWM波形如圖67所示是：（a）低頻時N=63，（b）低頻時N=63單片機發(fā)出的SPWM波形仿真。如圖63（a）所示，當頻率比較低時，載波比N=63時逆變電路輸出電壓波形，（b）為此時的仿真波形（a）N=63低頻時你變輸出電壓波形 （b）仿真波形圖63 逆變輸出電壓波形（a）中頻時N=33輸出電壓波形 （b）中頻時輸出電壓波形仿真圖64 中頻時輸出電壓波形（c）高頻時輸出電壓波形 （d）輸出電壓仿真波形圖65 逆變電路輸出電壓波形從輸出波形中可以看出，無論是低頻、中頻還是高頻，輸出電壓都能很好的保持“品”字波形而沒有變形，與仿真波形一致，并且兩相電壓相差120度，相位也沒有問題。測試結(jié)果說明，此次設(shè)計能夠平滑啟動電機，順利將電機遷入同步運行狀態(tài)。由于本系統(tǒng)采用了分段同步調(diào)制，電機的啟動過程相對平滑，由于沒有初始定相，電機在最開始啟動時可能會有點抖動，之后啟動平滑轉(zhuǎn)速迅速升高至最高速，順利遷入同步運行。電機是阻感負載，不需要要濾波，可直接接在逆變器輸出端。圖61程序編譯結(jié)果 系統(tǒng)測試結(jié)果 電路板接上電機測試結(jié)果本次設(shè)計的實質(zhì)是設(shè)計實現(xiàn)基于LS單片機的變頻器。軟件調(diào)試是個重復(fù)檢查的過程，花費的時間也多，限于篇幅，此處不一一列舉。在不斷的調(diào)試過程中，我總結(jié)了一些經(jīng)驗：軟件調(diào)試可以采用跟硬件調(diào)試相同的方法，分模塊調(diào)試，針對軟件當中的某一個具體功能單個調(diào)試。如此進行直到調(diào)試好這個模塊為止。以電源模塊為例進行說明。這樣才能做到有的放矢，以最高的效率調(diào)通電路板。如圖57所示為中斷服務(wù)程序的流程圖。本次設(shè)計中取M=4，P=3，f=，可得死區(qū)時間大約為540ns。 死區(qū)單元的配置死區(qū)單元主要用與控制每個比較單元相關(guān)的2路PWM輸出不在同一事件內(nèi)發(fā)生，從而保證了所控制的一對正向和負向設(shè)備在任何情況下不同時導(dǎo)通。另外，定時器的開啟計數(shù)命令應(yīng)當放在初始化程序的最后一行。a. 定時器的計數(shù)方式本次設(shè)計定時器的計數(shù)方式是增減技術(shù)方式，在這種方式下，通過全比較單元可以很容易實現(xiàn)對稱PWM波形的生成，并且，在這種計數(shù)方式下，相同周期下寄存器賦值可減小一半。主程序以循環(huán)結(jié)構(gòu)運行，并等特中斷。從主流程圖中可以看出，軟件部分的主要任務(wù)是按恒壓頻比控制方式生成SPWM波。這樣，在輸出頻率較低時，由同步調(diào)制引起的低頻諧波的影響降到最小。另外，為了使輸出一相波形正負半周嚴格對稱，載波比還應(yīng)滿足3的整數(shù)倍且為奇數(shù)。硬件方面載波頻率由MOS管的開關(guān)特性限制，它不可能做的很高；軟件方面中斷中修改占空比及周期的速度就越快，受單片機計算速度的限制，頻率也不能太高。載波比既不能太高，也不能太低。分段同步調(diào)制在程序?qū)崿F(xiàn)上比同步調(diào)制稍微復(fù)雜。綜合以上考慮，本次設(shè)計采用分段同步調(diào)制。 圖55 非同步調(diào)制中波形比較圖還有一種分段同步調(diào)制的方法，即在不同的頻率段采用固定的載波比。然后，由于正負半周會出現(xiàn)不對稱的情況，因而輸出波形會出現(xiàn)偶次諧波。如圖55所示，在調(diào)制信號頻率變化時，載波信號的頻率沒有變化，但在半個調(diào)制周期內(nèi)的個數(shù)變化了。而高次諧波會在電機上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動和噪聲。在載波比為6時，圖54顯示調(diào)制信號頻率變化時半周期內(nèi)的載波信號個數(shù)沒有發(fā)生變化。b. 同步調(diào)制和異步調(diào)制根據(jù)載波信號三角波和調(diào)制信號正弦波Ur的頻率關(guān)系，又可將SPWM調(diào)制方式分為同步調(diào)制和異步調(diào)制兩種方式。原因有以下幾點：其一，單極性調(diào)制方式雖然程序?qū)崿F(xiàn)簡單，但其輸出正弦波不及雙極性調(diào)制平滑，即雙極性調(diào)制輸出正弦波與理論輸出正弦波失真度較小。這種調(diào)制方式下，同一相橋臂的上下兩個MOS管輪流開通關(guān)斷。從開關(guān)器件來看，在半周期內(nèi)，同一相橋臂的上下兩個MOS管，其中一個一直導(dǎo)通，另一個導(dǎo)通或關(guān)斷。表51 部分正弦表及比較值 調(diào)制方式選擇a. 單極性和雙極性SPWM調(diào)制方式可分為單極性調(diào)制方式和雙極性調(diào)制方式兩種。考慮到LS052A微控制器的實時性，數(shù)據(jù)處理有幾個技巧，其一，將正弦值先用Excel計算出來，再算出來某一相的比較值存儲在ROM中，計算的時候，只要查表并作簡單計算即可，部分正弦表及比較值如表51所示，其中載波比分別取6321。可以看出，用這種規(guī)則采樣法得到的脈沖寬度δ和用自然采樣法得到的脈沖寬度非常接近。圖51 規(guī)則采樣法說明取三角波兩個正峰值之間為一個采樣周期Tc，使每個脈沖的中點都以相應(yīng)的三角波中點（即負峰點）為對稱。(2) 規(guī)則采樣法規(guī)則采樣法是一種應(yīng)用較廣的工程實用方法，其效果接近自然采樣法，但計算量卻比自然采樣法小得多。而且由于交點具有任意性，控制器計算負荷重。當調(diào)制波幅值大于載波三角波的幅值時，MOS管開通；當調(diào)制波幅值小于載波三角波的幅值，MOS管關(guān)斷。LS052AX的速度比普通51快，再通過策略以邊查表邊計算的方式實現(xiàn)SPWM波的生成。由于控制器的發(fā)展很快，其運算速度不斷提高，使得生成SPWM波形變得比較容易，因此，軟件生成法也就被主泛應(yīng)用到實際中。因而，本系統(tǒng)為實現(xiàn)更智能化，不采用集成芯片的方式，期望從控制器直接輸出SPWM。該芯片不需要控制器配合就可以產(chǎn)生SPWM。這種純硬件的方法使用器件多、線路復(fù)雜、控制精度受影響程度大且輸出頻率和占空比不好控制。其一，可以用分立元件搭建。根據(jù)采樣定理，輸出的SPWM波形經(jīng)過濾波后能得到平滑的正弦波。SPWM調(diào)制技術(shù)的思想是：采用等腰三角波作為載波信號，用正弦波作為調(diào)制信號。 三相SPWM原理及算法實現(xiàn) SPWM介紹與原理分析正弦脈沖寬度調(diào)制(SPWM)的理論基礎(chǔ)是面積等效原理，該理論是采樣控制理論中的一個重要結(jié)論，即沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。第二部分是是針對中斷當中能實時修改占空比和周期所研究的一些策略，硬件方面提高晶振頻率以縮短機器周期，軟件方面采用分段同步調(diào)制的方法解決了實時性的問題。LS052AX單片機的全比較單元模塊（通用定時器1提供基準）可以產(chǎn)生6路互補P