毕业设计---电机驱动控制器的设计

毕业设计（论文）

题目：

电机驱动控制器的设计

系别：电气工程与信息学院

专业：汽车电子

摘要

本课题主要提出了电机驱动控制器的设计方案，对直流电机的工作方式和原理做了详细的介绍。这次电机驱动控制器选用的是DSPTMSLF2407，文中对TMSLF2407控制器的特点及控制过程做了比较详细的分析，以及在直流电机驱动控制系统中的作用也做了阐述。该设计方案主要是从硬件和软件方面运用PWM对直流电机进行控制，实现直流电机PWM变频调速和反馈PID控制。

硬件部分论述了整体方案，然后对系统的位置检测、速度检测、电流检测、PWM 信号产生等方面做了阐述。在此基础上提出了基于DSPTMSLF2407直流电机驱动设计方案，并进行系统的软件设计，使软件能够和硬件匹配来达到设计任务要求。

关键词：直流电机；TMSLF2407；PWM；PID

Abstract

The main subject of the proposed design of the motor drive controller, DC motor works on the principle and gives a detailed description.The motor drive controller is DSPTMSLF2407, the text features of TMSLF2407 controller and control process to do a more detailed analysis, and the DC motor control system are described in detail of the role. The design mainly from the use of hardware and software PWM DC motor control, DC motor PWM frequency control to achieve and feedback PID control.

Discusses the hardware part of the overall program, and then the position detection system, speed detection, current sensing, and PWM signal generation are described in detail. On this basis, it is proposed based on DSPTMSLF2407 DC motor drive design, and the system software design, software and hardware to meet the design and match the mission requirements.

Keywords: DC motor; TMSLF2407; PWM; PID

目录

第一章概述 (1)

1.1课题背景 (1)

1.2国内外现状 (2)

1.3电机DSP控制器系统的必要性和可行性 (3)

1.4内容提要 (4)

第二章DSP与直流电动机介绍 (5)

2.1直流电动机的机构 (5)

2.2直流电动机的工作原理 (6)

2.3直流电机的调速控制方法 (7)

2.4 DSP介绍 (9)

2.5 DSP电机控制产生的问题 (10)

第三章电机控制系统的硬件设计 (12)

3.1系统整体结构 (12)

3.2双闭环调速系统的设计 (13)

3.3系统的电路图 (15)

3.4小结 (24)

第四章电机控制系统的软件设计 (25)

4.1软件整体设计论述 (25)

4.2主程序 (25)

4.3中断服务程序设计 (27)

结束语 (34)

致谢 (35)

参考文献 (36)

附录 (38)

第一章概述

1.1课题背景

电机作为电能转化为机械能的装置，从开始发明出来到现在已经广泛的应用到国民经济和我们生活的各个方面，在其中扮演了越来越重要的角色。直流电动机是最早出现的电动机，也是最早能实现调速的电动机。长期以来，由于直流电动机具有良好的调速特性，简单的控制性能，高效平滑运转的特性，直流电动机在速度控制和位置控制方面占据统治地位。尽管近年来不断有其它电动机的出现，不过这并没有影响直流电动机的地位，就其性能来说任然没有其它的电动机能够超过直流电动机。

近年来，直流电动机的结构和控制方式发生了很大的变化，因此，不管是从它的结构还是功能方面都和传统的直流电动机有一些不一样，越来越先进，控制也越来越方便。随着计算机等控制器进入控制领域，以及新型的电力电子功率元器件的不断出现，使直流电动机的应用领域更加的广泛，以前不能应用区域现在采用新的元器件后就可以应用了。近年使用全控型的开关功率元器件对直流电动机进行脉宽调制PWM控制方式，这种控制方式成为主流，它已经作为直流电动机数字化控制的基础。随着永磁材料和工艺的发展，已将直流电动机的励磁部分用永磁材料代替，产生了新的直流电动机-永磁直流电动机。由于这种直流电动机体积小、结构简单、省电，所以目前在中、小功率范围内得到广泛的应用。正因为永磁直流电动机有这些优点，在70年代末80年代初引起了研究电机和驱动控制系统的研究人员的关注。

在各种传动系统和伺服控制系统中，我们常会使用到各种各样的驱动电机，由此也产生了各种电机控制系统。不难发现，一部分电机的控制系统在硬件结构上有很多相似之处，只是在具体控制方法和策略的软件实现上有所不同。如在三相无刷直流电机、永磁同步电机及三相感应电机甚至是直流电机的控制系统中，它们的基本功率逆变电路、母线电压及电流的检测、模/数转换等都可以利用相同的硬件电路，而在针对不同的电机进行控制时，则可以在软件中通过调用不同的模块程序来实现；即使在同一个工程项目中使用的电机可能有几个或几种，如果单独来设计控制器，则不仅会使工作量加大，控