1. 研究目的与意义
长期以来,直流电机一直占据着速度控制和位置控制的统治地位。
由于它具有良好的线性调速特性,简单的控制性能,高质高效的平滑运转的特性,尽管近年来不断受到其它电动机的挑战,但到目前为止,就其性能来说仍无其它电动机可比。
但无刷直流电机的控制算法复杂、监控软件编写难及其硬件成本偏高等实际问题限制了其发展。
2. 国内外研究现状分析
近年来,无刷直流电动机的研究和应用成为热点,国内外许多专家、学者在无刷直流电动机的研究方面倾注了不少心血,也取得了不小成绩。
国外一些大公司纷纷推出比mcu性能更加优越的dsp(数字信号处理器)单片电机控制器,如adi公司的admc3xx系列,ti公司的tms320c24系列及motorola公司的dsp56f8xx系列。
它们都是将一个将dsp内核配以电机控制所需的外围功能电路集成在单一芯片内,使设计的硬件成本大大降低且体积缩小、使用便捷。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:主要内容包括硬件设计和软件设计两大方面:1. 硬件电路设计: ① 转速信号采集模块,实现对转速信号的采集; ② 直流电机驱动模块,实现对直流电机的驱动功能; ③ 控制器最小系统模块,完成对电机的控制。
2. 软件程序设计: ① 通过一定的滤波算法对采集的转速信号进行滤波;② 通过一定的控制算法对电机实现控制;3.控制器电源电路、控制电路设计和制作。
研究计划:第 1 周阅读、收集、整理有关书籍和资料,并归类。
4. 研究创新点
传统的数字控制系统通常以单片机或微机为核心,而DSP构成的电机控制系统相对于单片机或微机具有更高的精度和速度,而且存储量大,具有逻辑控制功能和各种中断处理能力,丰富的数字输入输出口、通信口、专用电机控制PWM输出口,各种控制硬件集成在同一芯片中。
电机的DSP控制系统具有如下特点: 采用哈佛结构或改进的哈佛结构;简化电机控制器的硬件设计,体积小,重量轻,能耗低也是DSP芯片的特点;系统可靠性高;数字电路不存在温漂问题,不存在参数变化的影响;硬件的统一性与软件的灵活性有机结合;可以实现复杂的数字控制计算。
