直流脉宽调速系统设计本科论文.doc

PAGEIV作品名称：直流脉宽调速系统设计计所属学院：电气工程学院电摘要本文针对直流电动机调速系统的要求，设计了一款基于DSP的直流脉宽调速系统。详细推导了直流电机的数学模型。对系统内各环节进行了数学模型的建立，阐述了数字式控制系统整体方案，解决了PWM发生、电机电流检测、转速检测、功率隔离等关键技术问题。并推导了带死区和积分饱和修正的PID控制算法。本文基于仿真软件PSIM对系统进行了仿真，验证了系统设计的可行性和参数设计的合理性。最终确定了最优的仿真参数，对硬件设计提供参考。构建了基于TMS320F2812的直流电机调速系统的硬件平台。设计完成了TMS320F2812最小系统硬件电路、功率MOSFETH桥驱动电路、光耦隔离电路、霍尔电流采集处理电路、交流电机测速电路、温度监测电路、故障保护电路。对各部分电路进行了详尽的阐述。在CCS3.3环境下进行了系统程序设计。编写了包括PWM发生、信号AD转换、改进的PID控制算法、按键控制、LCD液晶显示等完整程序。最后，以54V，125W直流电动机进行了实验，用示波器观察了系统中的关键波形。对系统设计的正确性、可靠性等进行了验证。对基于工程设计法完成的PID参数进行了改进。关键词直流电动机;PWM调速;DSP;数字控制;PSIM1目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc434334867"摘要PAGEREF_Toc434334867\hXHYPERLINK\l"_Toc434334868"第1章绪论PAGEREF_Toc434334868\h1HYPERLINK\l"_Toc434334869"1.1课题背景PAGEREF_Toc434334869\h1HYPERLINK\l"_Toc434334870"1.2研究现状PAGEREF_Toc434334870\h3HYPERLINK\l"_Toc434334871"1.3转速、电流双闭环控制全数字化PAGEREF_Toc434334871\h4HYPERLINK\l"_Toc434334872"1.4本课题研究内容PAGEREF_Toc434334872\h4HYPERLINK\l"_Toc434334873"第2章直流脉宽调速原理PAGEREF_Toc434334873\h6HYPERLINK\l"_Toc434334874"2.1直流电动机调速原理PAGEREF_Toc434334874\h6HYPERLINK\l"_Toc434334875"2.2直流电动机单极性驱动可逆PWM系统PAGEREF_Toc434334875\h9HYPERLINK\l"_Toc434334876"2.3直流电动机双极性驱动可逆PWM系统PAGEREF_Toc434334876\h12HYPERLINK\l"_Toc434334877"2.4本章小结PAGEREF_Toc434334877\h14HYPERLINK\l"_Toc434334878"第3章系统硬件设计PAGEREF_Toc434334878\h15HYPERLINK\l"_Toc434334879"3.1系统硬件电路构成PAGEREF_Toc434334879\h15HYPERLINK\l"_Toc434334880"3.2DSP芯片外围电路设计PAGEREF_Toc434334880\h16HYPERLINK\l"_Toc434334881"3.3功率板电路设计PAGEREF_Toc434334881\h18HYPERLINK\l"_Toc434334882"3.3.1功率板控制部分电路设计PAGEREF_Toc434334882\h18HYPERLINK\l"_Toc434334883"3.3.2功率板控制部分电路设计PAGEREF_Toc434334883\h21HYPERLINK\l"_Toc434334884"3.3.3故障保护电路设计PAGEREF_Toc434334884\h24HYPERLINK\l"_Toc434334885"3.3.4功率电路设计PAGEREF_Toc434334885\h26HYPERLINK\l"_Toc434334886"3.4硬件可靠性设计PAGEREF_Toc434334886\h28HYPERLINK\l"_Toc434334887"3.5PCB实物展示PAGEREF_Toc434334887\h30HYPERLINK\l"_Toc434334888