毕业设计（论文)直流脉宽调速系统设计.doc

PAGE IV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;PSIM目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc434334867 摘要 PAGEREF _Toc434334867 \h X HYPERLINK \l _Toc434334868 第1章 绪论 PAGEREF _Toc434334868 \h 1 HYPERLINK \l _Toc434334869 1.1 课题背景 PAGEREF _Toc434334869 \h 1 HYPERLINK \l _Toc434334870 1.2 研究现状 PAGEREF _Toc434334870 \h 3 HYPERLINK \l _Toc434334871 1.3 转速、电流双闭环控制全数字化 PAGEREF _Toc434334871 \h 4 HYPERLINK \l _Toc434334872 1.4 本课题研究内容 PAGEREF _Toc434334872 \h 4 HYPERLINK \l _Toc434334873 第2章 直流脉宽调速原理 PAGEREF _Toc434334873 \h 6 HYPERLINK \l _Toc434334874 2.1 直流电动机调速原理 PAGEREF _Toc434334874 \h 6 HYPERLINK \l _Toc434334875 2.2 直流电动机单极性驱动可逆PWM系统 PAGEREF _Toc434334875 \h 9 HYPERLINK \l _Toc434334876 2.3 直流电动机双极性驱动可逆PWM系统 PAGEREF _Toc434334876 \h 12 HYPERLINK \l _Toc434334877 2.4 本章小结 PAGEREF _Toc434334877 \h 14 HYPERLINK \l _Toc434334878 第3章 系统硬件设计 PAGEREF _Toc434334878 \h 15 HYPERLINK \l _Toc434334879 3.1 系统硬件电路构成 PAGEREF _Toc434334879 \h 15 HYPERLINK \l _Toc434334880 3.2 DSP芯片外围电路设计 PAGEREF _Toc434334880 \h 16 HYPERLINK \l _Toc434334881 3.3 功率板电路设计 PAGEREF _Toc434334881 \h 18 HYPERLINK \l _Toc434334882 3.3.1 功率板控制部分电路设计 PAGEREF _Toc434334882 \h 18 HYPERLINK \l _Toc434334883 3.3.2功率板控制部分电路设计 PAGEREF _Toc434334883 \h 21 HYPERLINK \l _Toc434334884 3.3.3 故障保护电路设计 PAGEREF _Toc434334884 \h 24 HYPERLINK \l _Toc434334885 3.3.4 功率电路设计 PAGEREF _Toc434334885 \h 26 HYPERLINK \l _Toc434334886 3.4 硬件可靠性设计