无刷直流电机控制系统设计毕业论文.docx

目录 TOC \o "1-5" \h \z \o "Current Document" 1绪论 2 \o "Current Document" 1课题背景及意义 2 \o "Current Document" 1. 1直流电机的发展及其意义 2 \o "Current Document" 1- 1. 2 国内外相关情况研究综述 3 \o "Current Document" 2国内外相关情况研究综述 3 \o "Current Document" 2. 1带位置传感器的控制方法 3 2. 2无位置传感器的控制方法 4 1. 2. 3带位置传感器控制方式和无位置传感器控制方式的比较 6 3论文主要内容及结构安排 7 \o "Current Document" 2无刷直流电机的工作原理和数学模型 7 1无刷直流电机的基本结构 7 \o "Current Document" 2无刷直流电机工作原理 8 3无刷直流电机数学模型 11 \o "Current Document" 4本章小结 12 \o "Current Document" 3反电势过零点检测电路设计 12 1概述 12 \o "Current Document" 2反电势过零检测方法分析比较 13 \o "Current Document" 3反电势过零检测电路的设计 14 4本章小结 15 \o "Current Document" 4控制系统硬件设计 16 \o "Current Document" 1总体硬件结构 16 1. 1 DSP的选择及简介 16 \o "Current Document" 1.2控制系统硬件结构 19 2 DSP TMS320F2812的最小系统设计 20 4. 2. 1电源电路设计 20 4. 2. 2时钟电路设计 21 4. 2. 3复位电路设计 21 4. 2. 4 JTAG接口电路设计 22 \o "Current Document" 4. 2. 5外扩存储器电路设计 22 \o "Current Document" 4. 3驱动方案及逆变电路设计 23 \o "Current Document" 4. 3. 1驱动芯片的选取 23 4. 3. 2 驱动电路设计 24 4. 3. 3逆变电路设计 25 \o "Current Document" 4. 4通信电路设计 26 \o "Current Document" 4. 5 显示电路设计 27 \o "Current Document" 4. 6信号采样电路设计 28 \o "Current Document" 4. 7保护电路设计 30 \o "Current Document" 4. 8本章小结 30 5总结与展望 31 参考文献 31 附录1控制系统原理图 31 附录2控制系统PCB 31 致谢 31 1绪论 1.1课题背景及意义 直流电机具有良好的机械性能，线性结构以及较为宽广的调速范围，而且启动转矩大，控制线路简单, 在伺服系统和换向装置中得到了广泛应用，已经成为工业生产中不可或缺的一部分。然而机械电刷和换 向器由于强迫性接触，导致其结构复杂，可靠性差，容易造成接触电阻变化，产生火花、噪音等问题, 影响直流电机的速度和性能。因此，人们一直在寻找一个性能更加，无机械换向的直流电机。 随着时代的变迁，科技的发展，功率半导体技术和高性能的磁性材料的制造技术的应用，使直流电机成 功的实现了从有刷到无刷的跨越。使无刷电机不仅保留了直流电机的优点，而且兼具交流电动机结构简 单、运行可靠、维护方便等特点。在此之后，无刷直流电机以惊人的速度发展和推广，自从1962年以 来，特别是近二十年的发展，无刷直流电动机已广泛应用于计算机外围设备（如软盘，硬盘，光盘等）、 办公设备（打印机，复印机，扫描仪，绘图仪、复印机等）、家用电器（如洗衣机、空调、风扇等）、电 教设备（如VCD摄像机、录像机等）、汽车、电动自行车、机床、机器人、医疗设备等方面和领域。 为了满足社会发展的需求，对无刷直流电机控制系统作进一步的研究具有重要意义。无刷直流电机的主 要由电机本体，电子开关线路以及位置传感器组成。而我们对无刷直流电机的研究也主要集中在这几个 方面，对于电机本体的研究主要集中在定子和转子方面，主要就是对绕组的形式和制作材料的研究，要 在无刷直流电机的成本和性能优化之间寻找一个平衡点；在电子开关线路的研究中，使用观测电量代替 位置传感器是一个主流趋势，通过将电势或电流进行适当的采样处理，通过控制电路和正常的逻辑操作 来实现功能；对于位置传感器则主要集中在传感器的性能研究方面，现在最常用的就是霍尔传感器。 1. 1.