基于PSoC的无刷直流电机控制系统的研究与实现的任务书.docx

基于PSoC的无刷直流电机控制系统的研究与实现的任务书
任务书
一、任务背景
随着工业自动化的发展，无刷直流电机作为一种高效、低噪音、低电磁干扰和易于控制的电机，已经被广泛应用于机床、机器人、航空航天等领域。而基于PSoC（ProgrammableSystem-on-Chip）芯片的无刷直流电机控制系统，通过集成多种外设和可编程模拟数字信号处理器(DSP)，使得电机的控制更加精确和高效。
二、任务目标
本项目的目标是设计一个基于PSoC芯片的无刷直流电机控制系统，实现电机的精确控制。具体来说，本项目需要完成以下任务：
1.确定电机控制系统的需求：包括电机的技术参数、系统性能指标等。
2.进行无刷直流电机控制系统的系统设计：包括硬件电路设计和软件系统设计，其中硬件设计包括电机驱动电路和PSoC芯片与外围电路的连接，软件设计包括实时操作系统(RTOS)的设计和相应驱动程序的开发。
3.编写测试程序，对系统进行测试，评估系统的性能和实用性。
三、任务内容
1.系统需求分析
本项目需要对目标应用场景下的无刷直流电机进行特性描述和技术参数分析，如电机的转速、输出功率、效率和负载调节范围等，以此确定系统的功能和性能指标。
2.系统硬件设计
本项目需要完成电机驱动器电路的设计，包括功率电路和控制电路。其中功率电路包括功率器件的选型和电路拓扑的设计，控制电路包括基于PSoC芯片的电机驱动控制板和功率电路控制芯片组成的控制板。同时，需设计PSoC芯片与外围电路的连接方案。
3.系统软件设计
本项目需要设计基于RTOS的系统软件，包括实时操作系统的设计和RTX(kernel)的移植，需要完成CAN总线驱动程序、PSoC芯片与电机驱动控制板的通信协议等驱动程序的编写。同时，还需要设计与电机控制有关的算法模块，如PWM、PID控制算法。
4.系统测试与评估
本项目需要编写测试程序，对系统进行功能测试、性能测试和实用性测试，评估系统的性能和实用性。
四、团队组成和分工
本项目的团队由硬件和软件两部分组成。硬件团队负责系统硬件的设计和制作，软件团队负责系统软件的设计和编程。
硬件团队分工：
1.主管负责协调其他成员的工作，制定计划，并负责硬件方案的系统设计和调试；
2.成员1负责电机驱动器电路的设计；
3.成员2负责控制电路和硬件电路的整合设计。
软件团队分工：
1.主管负责协调其他成员的工作，制定计划，并负责软件方案的设计和调试；
2.成员1负责操作系统的设计和RTX(kernel)的移植
3.成员2负责通信模块算法的设计和编写；
4.成员3负责驱动程序的编写。
五、资源和工具
1.PSoC芯片
2.电机驱动器芯片
3.PCB设计软件
4.KeilC等软件开发工具
六、时间安排
本项目总时长为两个学期（累计52周），其中第一学期为设计与开发阶段（26周），第二学期为测试、评估和报告撰写阶段（26周）。
具体时间安排如下表：
|阶段|时间安排|
|------|------|
|需求分析与规划|第1-2周|
|硬件设计|第3-8周|
|软件设计|第9-14周|
|联合调试|第15-22周|
|测试|第23周|
|评估与报告撰写|第24-26周|
七、预期成果
1.完成基于PSoC芯片的无刷直流电机控制系统的设计和制作；
2.实现电机的精确控制；
3.掌握系统集成开发技术、电机控制原理和嵌入式系统开发技术等相关知识；
4.撰写本项目的报告和论文。