【正文】 商都應用他們自己的標準。應用層協(xié)議可以由 CAN 用戶定義成適合特別工業(yè)領域的任何方案。 CAN 的規(guī)范定義了模型的最下面兩層：數據鏈路層和物理層。每一層與另一設備上相同的那一層通訊。這些特性包括： 低成本 極高的總線利用率 很遠的數據傳輸距離 (長達 10Km) 高速的數據傳輸速率（高達 1Mbit/s） 可根據報文的 ID決定接收或屏蔽該報文 可靠的錯誤處理和檢錯機制 發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動重發(fā) 節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能 報文不包含源地址或目標地址，僅用標志符來指示功能信息、優(yōu)先級信息 CAN 是怎樣工作的 基于 DSP 的三相異步電機控制 15 CAN 通訊協(xié)議主要描述設備之間的信息傳遞方式。另外，硬件的錯誤檢定特性也增強了 CAN 的抗電磁干擾能力。例如，當使用 Philips P82C250 作為 CAN收發(fā)器時，同一網絡中允許掛接 110 個節(jié)點。 一個由 CAN 總線構成的單一網絡中，理論上可以掛接無數個節(jié)點。最初， CAN被設計作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置 ECU 之間交換信息，形成汽車電子控制網絡。如果有星型連接或者分叉，干擾將非常大，通訊不暢，甚至通訊不上。如果有幾百上千臺控制器，請采用 多 串口卡 或者 485HUB 來解決，具體 請參考 “ 如果系統(tǒng)控制器數成百上千臺，如何組網？ ” 堅決禁止使用無源 485轉換器，具體請參考 “ 為什么禁止使用無源 485轉換器？ ” 485 通訊總線（必須用雙絞線，或者網線的其中一組），如果用普通的電線（沒有雙絞）干擾將非常大，通訊不暢，甚至通訊不上。 基于 DSP 的三相異步電機控制 14 負載數量：即一條 485 總線可以帶多少臺設備（控制器），這個取決于 控制器的通訊芯片和 485 轉換器的通訊芯片的選型，一般有 32 臺， 64臺， 128 臺， 256 臺幾種選擇，這個是理論的數字，實際應用時，根據現場環(huán)境，通訊距離等因素，負載數量達不到指標數。如果距離超長，可以選購 485 中繼器（延長器）（請向專業(yè)的轉換器生產公司購買，中繼器的放置位置是在總線中間還是開始，請參考相關廠家的說明書。 接線標示是 485+ 485 ，分別對應鏈接設備（控制器）的 485+ 485。 485 通 訊 RS485 和 RS232 的基本的通訊機理是一致的，他的優(yōu)點在于彌補了 RS232 通訊距離短，不能進行多臺設備同時進行聯網管理的缺點。 IR2132 內部結構及其工作原理 IR2132 的內部結構如圖 2 所示，它的內部集成有 1 個電流比較器 (Current Comparator)、 1 個電流放大器 (Current Amp)、 1個自身工作電源欠電壓檢測器 (Under Voltage Detector)、 1個故障處理單元 (Fault Logic)及 1個清除封鎖邏輯單元 (Clear Logic)。它在芯片內部是漏極開路輸出端，低電平有效。 H01～ H03， L01～ L03 是逆變器上下橋臂功率開關器件驅動信號輸出端。 ITRIP 是過流信號檢測輸入端，可通過輸入電流信號來完成過流或直通保護。 VBl～ VB3 是懸浮電源接地端，通過自舉電容為 3 個上橋臂功率管的驅動器提供內部懸浮電源， VSl～ VS3 是其對應的懸浮電源地端。它自身工作和電源電壓的范圍較寬 (3～ 20 V)，在它的內部還設計有與被驅動的功率器件所通過的電流成線性關系的電流放大器，電路設計還保證了內部的 3個通道的高壓側驅動器和低壓側驅動器可單獨使用，亦可只用其內部 的 3 個低壓側驅動器，并且輸入信號與TTL 及 CMOS 電平兼容。 SYMCK2407A() 功能框圖 基于 DSP 的三相異步電機控制 12 IR2132 驅動芯片的特點 IR2132 可以用來驅動工作在母線電壓不高于 600 V 的電路中的功率 MOS 門器件，其可輸出的最大正向峰值驅動電流為 250 mA，而反向峰值驅動電流為 500 mA。它們能夠實現 :三相反相器控制 ； PWM 的對稱和非對稱波形 ；當外部引腳 PDPINTX 出現低電平時快速關閉 PWM 通道 ； 可編程的 PWM 死區(qū)控制以防止上下橋臂同時輸出觸發(fā)脈沖 ； 3 個捕單元 ； 片內光電編碼器接口電路 ； 16 通道A/D 轉換器。第一條指令取數時，第二條指令譯碼，第三條指令取指??依次類推，實用流水技術后，盡管每一條指令的執(zhí)行仍然要經過這些步驟，需要同樣的指令數，但將一個指令段綜合起來看，其中的每一條指令的執(zhí)行就都是一個指令周期內完成。流水技術是將各指令的各個步驟重疊起來執(zhí)行，而不是一條指令執(zhí)行完成之后，才開始執(zhí)行下一條指令。為了進一步提高運行速度和靈活性，TMS320DSP 芯片在基本哈佛結構的基礎上作了改進，一是允許數據存放在程序存儲器中，并被算術指令直接使用，增強了芯片的靈活性 ； 二是指令存儲在高速緩沖器中，當執(zhí)行指令時，不需要再從 存儲器中讀取指令，節(jié)約了一個指令周期的時間； 流水技術 。取指令和取數據都訪問同一存儲器，數據吞吐率低。與兩個存儲器相對應的是程序總線和數據總線兩條總線，從而使數據的吞吐率提高了一倍。 TMS320LF240xDSP 有以下一些特點 ： 采用哈佛結構 。幾種先進外設被集成到該芯片內，以形成真正的單芯片控制器。 電機型號及相關參數： ， 基于 DSP 的三相異步電機控制 3 ： 注：系統(tǒng)總圖見附錄 DSP 驅動電路 逆變電路 三相異步電機 + 24V 75176 CAN 總線 485 CAN 人機接口 顯示 按鍵 X25040 AD 信 號處理 i 10K 基于 DSP 的三相異步電機控制 4 主電路 基于 DSP 的三相異步電機控制 5 驅動電路 基于 DSP 的三相異步電機控制 6 （ 2272） 連接（ 431） 電源 基于 DSP 的三相異步電機控制 7 485 通訊 CAN 總線 基于 DSP 的三相異步電機控制 8 譯碼器（ 74HC138） 鎖存器（ 74HC273） 基于 DSP 的三相異步電機控制 9 鍵盤顯示電路 基于 DSP 的三相異步電機控制 10 : （ TMS320LF240xA） 芯片特點概述 TI 公司的 TMS320LF2407A 芯片作為 DSP 控制器 24x 系列的新成員，是TM S320C2020TM平臺下的一種定點 DSP 芯片。 DSP 技術 ： Digital Signal Process，即 是利用專門或通用數字信號處理芯片，通過數字計算的方法對信號進 行 處理的方法與技術。 3. 元件及介紹 DSP 全稱是： Digital Signal Processing，即 數字信號處理的理論和方法。采用矢量控制技術后，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度高，動態(tài)調節(jié)時間短、超調量小、抗擾能力強。最后構建三相異步電動機變頻調速實驗裝置，在該裝置上進行變頻調速實驗研究。 在硬件設計方面，系統(tǒng)以 TI 公司的 TMS320LF2407A DSP 芯片為控制電路核心，以三菱公司智能功率模塊（ IPM） PM25RSB120 為主電路核心，對三相交流整流濾波電路、 IPM 驅動和保護電路、相電流檢測 電路、轉速檢測電路、顯示電路以及 DSP 與 PC 機通信電路等模塊進行設計。矢量控制思想是將異步電機模擬成直流電機，通過坐標變換，將定子電流矢量分解為按轉子磁場定向的兩個直流分量，實現磁通和轉矩的解耦控制。 論文首先闡述三相異步電動機的脈寬調制技術和矢量控制原理。 2. 概要： 電機節(jié)能問題一直是廣大學者研究的熱點，在電機節(jié)能技術中最受矚目的是 變頻調速技術。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設計）或與該 論 文 （ 設 計 ） 直 接 相 關 的 學 術 論 文 或 成 果 時 ， 單 位 署 名為 。 論文（設計）作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)論文（設計）版權使用授權書 本畢業(yè)論文（設計）作者同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文（設計）的復印件和電子版，允許論文（設計）被查閱和借閱。 基于 DSP的三相異步電機變頻調速控制器設計 基于 DSP 的三相異步電機控制 1 畢業(yè)論文（設計）誠信聲明 本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設計）是在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻、數據、圖表、資料均已作明確標注，論文中的結論和成果為本人獨立完成，真實可靠，不包含他人成果及已獲得 或其他教育機構的學位或證書使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本人授權青島農業(yè)大學可以將本畢業(yè)論文（設計）全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設計）。 論文（設計）作者簽名： 日期： 年 月 日 指 導 教 師 簽 名： 日期： 年 月 日 基于 DSP 的三相異步電機控制 2 1. 要求： 系統(tǒng)輸入直流電，輸出三相交流電，以控制三相異步電機。本文研究一種基于數字信號處理器（ DSP）的三相異步電動機變頻 調速系統(tǒng)。脈寬調制技術中重點分析正弦波脈寬調制技術（ SPWM）和電壓空間矢量脈寬調制技術（ SVPWM）的基本原理和控制算法。論文用 Matlab/Simulink 軟件對三相異步電動機矢量控制系統(tǒng)進行仿真研究，并在此基礎上對矢量控制變頻調速系統(tǒng)進行硬件和軟件設計。在軟件設計方面，本文用匯編語言編寫基于TMS320LF2407A DSP 的三相異步電動機矢量控制程序，整個矢量控制程序由主程序和中斷服務子程序組成。 實驗結果表明用 SVPWM 技術和矢量控制技術可以成功實現三相異步電動機變頻調速功能。該變頻調速系統(tǒng)的研究與設計為今后開發(fā)更高性能的變頻調 速系 統(tǒng)創(chuàng)造了條件。 DSP 也可以理解為： Digital Signal Processor，即 用于數字信號處理的可編程微 處理器。 本系統(tǒng)采用 24V 直流電源，通過逆變電路，將直流電變成三相交流電，進而控制三相異步電機。 LF2407A 芯片提供了低成本、低功耗、高性能的處理能力，對電機的數字化控制非常有用。在與現存 24xDSP 控制器芯片代碼兼容的同時， LF2407A芯片具有處理性能更好 （ 40MIPS） 、外設集成度更高、程序存儲器更大、 A/D 轉換速度更快等特點，是電機數字化控制的升級產品。 哈佛結構是不同于傳統(tǒng)的馮諾依曼結構的并行體系結構，其主要特點是將程序和數據存儲在不同的存儲空間中，即程序存儲器和數據存儲器是兩個相互獨立的存儲器，每個存儲器獨立編址，獨立訪問。而馮一諾依曼結構則是將指令、數據、地址存儲在同一存儲器中，統(tǒng)一編基于 DSP 的三相異步電機控制 11 址、依靠指令計數器提供的地址來區(qū)分是指令、數據還是地址。在哈佛結構中，由于程序和數據 存儲器在兩個分開的空間中，因此取指令和執(zhí)行能完全重疊運行。 計算機執(zhí)行一條指令時，總要經過取指、譯碼、取數、執(zhí)行運算等步驟，需要若干個指令周期才能完成。即第 一條指令譯碼時，第二條指令取指 。 DSP 處理器所采用的將程序存儲空間和數據存儲空間的地址和數據總線分開的哈佛結構，為采用流水技術提供了很大的方便 ； 采用高性能靜態(tài) CMOS 技術，使得供電電壓降為 ，減少了控制器的功耗 ； 40MIPS 的執(zhí)行速度使得指令周期縮短到 25ns（ 40MHZ） ，從而提高了控制器的實 時控制能力 ； 基于 TMS320C2xxDSP 的 CPU 核，保證了 TMS320LF240x系列 DSP 代碼和 TMS320 系列代碼兼容 ； 片內有高達 32K 字的 FLASH 程序存儲器，高