电动机的DSP控制:TI公司DSP应用(第2版)

所需积分/C币:50 2018-12-12 22:49:15 15.64MB PDF
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采用TI公司DSP进行对电机进行控制。北京航天航空大学出版社。王晓明编著。一共439页。PDF版本。
电动机的DSP控制—T公司DP应用(第2版) .6.2ADC的转换时间、校准与自测 ∴………………………………66 第2章定点DP的数据Q格式表示方法与电动机的PI控制 2.1定点DSP的数据Q格式… 68 2.1.1定点DSP的数据Q格式表示方法…… 68 2.1.2Q格式数据运算规则 2.1.3数据标幺化处理 ■备▲tdI自d■·自4p···●■·自t●·p聊p司·4章甲晋·。。·q。,p·.·.··l●····早 2.2数字PI调节器的DSP实现方法……………………………71 第3章直流电动机的DSP控制 3.1直流电动机的控制原理 3.2直流电动机单极性驱动可逆PwM系统 3.3直流电动机双极性驱动可逆PWM系统…… ·b看·4●■。·■·b··彰···自自●p·命p4D●D即 81 4直流电动机的DSP控制方法及编程例子 ●pp 看p看●◆ 83 3.4.1单极性可逆PWM系统DSP控制方法及编程例子……………83 3.4.2双极性可逆PWM系统DSP控制方法及编程例子 ………92 第4章交流电动机的SPWM与 SVPWM技术以及DSP控制的实现 4,1交流异步电动机变频调速原理 ●◆看·画 100 4.1.1变频调速原理… 4鲁晶·血 当日日 4.1.2变频与变压…………… …101 4.1.3变频与变压的实现-SPWM调制波… 104 4.2三相采样型电压SPWM波生成原理与控制算法 ·107 4.2.1自然采样法 108 4.2.2对称规则采样法 4.2.3不对称规则采样法…1 4.2.4不对称规则釆样法的DSP编程 ■■■单品自鲁单阝●司。;自音●Db 4.3电压空间矢量 SVPWM技术… 128 4,3,1电压空间矢量 SVPWM技术基本原理… 129 4.3.2电压空间矢量 SVPWM技术的DSP实现方法 ●d由血由血 第5章交流异步电动机的矢量控制 5.1交流异步电动机的矢量控制基木原理 ▲幽画b晶画 …………166 5.2矢量控制的坐标变换… 鲁b●◆◆看·自音量p章 ●垂番 …17 5.2. 1 Clarke变换 4番晶最如 …………………………………17 5.2.2Park变换…… ·●由抽番b ·················p·;4·4;·.◆;ada 5.3转子磁链位置的计算 ··即要;章司 命即 178 交流异步电动机的DP欠量控制 180 2 目录 5.4.1三相异步电动机的DSP控制系统… 180 5.4.2三相异步电动机的DSP控制编程例子 181 第6章交流异步电动机无速度传感器转子磁场定向控制 6.1交流异步电动机转子磁场定向控制 ··鲁■鲁·音着Db 201 6.2磁通观测原理………… ………………………………203 6.3基于数学模型的开环速度估计原理 ".°·:·4. 206 6.4无速度传感器转子磁场定向DSP控制实现方法 ·看···自·D■ 206 6.4.1磁通观测器数学模型的离散化和PU化处理…… …207 6.4.2速度估计数学模型的离散化和PU化处理… ………………………209 6.4.3无速度传感器转子磁场定向DSP控制编程例子…… 第7章三相永磁同步伺服电动机的DSP控制 7.1三相永磁同步伺服电动机的结构和工作原理 269 7.2转子磁场定向矢量控制与弱磁控制 ………27 7.3二相永磁同步伺服电动机的DSP控制… ·督bt ………………∷…271 7.3.1三相永磁同步伺服电动机的DSP控制系统… …271 7.3.2三相永磁同步伺服电动机的DSP控制编程例子……… 272 第8章步进电动机的DSP控制 8.1步进电动机的工作原理 295 8.1.1步进电动机的结构 ■·〃口··■·■··■·■■·自·■·●·■■···▲● ………………295 8.1.2步进电动机的工作方式… ……………297 82步进电动机的DSP控制方法 ""…………………………301 8.2.1步进电动机的脉冲分配… 302 8.2.2步进电动机的速度控制 ············4亠+·;*,·4 305 83步进电动机的驱动… 306 8.3.1双电压驱动 「「····,···D··4■·44;+·+命4a 306 8.3.2高低压驱动… ·。垂··●cm 307 8.3.3斩波驱动 ··,■●:P4■a· 308 8.34集成电路驱动 308 8.4步进电动机的运行控制 309 4.1步进电动机的位置控制 309 8.4.2步进电动机的加减速挖制… ···●·司要■◆■着番 第9章无刷直流电动机的DSP控制 312 无刷直流电动机的结构和原理 9.1.1无刷直流电动机的结构 电动机的sP控制—T公司P应用(第2版) 9.1.2无刷直流电动机的工作原理…………… 9.2三相无刷直流电动机星形联结全桥驱动原理 321 9.3三相无刷直流电动机的DSP控制… ………323 9.3.1三相无刷直流电动机的DSP控制策略…… 324 9.3.2电流的检测和计算 ………………325 9.3.3位置检测和速度计算… 26 9.3.4无刷直流电动机的DSP控制编程例子… 328 9.4无位置传感器的无刷直流电动机DSP控制 …337 9.4.1利用感应电动势检测转子位置原理 …………337 9.4.2用DSP实现无位置传感器无刷直流电动机控制的方法……………338 9.4.3DSP控制编程例子… 341 第10章开关磁阻电动机的DSP控制 10.1开关磁阻电动机的结构、工作原理和特点…… …356 10.2开关磁阻电动机的功率驱动电路… :·4:·日·自·········..····.·...·.·.·.. 359 开关磁阻电动机的线性模式分析 ………361 10.3.1开关磁阻电动机理想的相电感线性分析…… 61 10.3.2开关磁阻电动机转矩的定性分析… 362 10.4开关磁阻电动机的控制方法… 363 10.5开关磁阻电动机的DSP控制及编程例子…………………………………366 附录ATMS320LF2407A寄存器符号、名称和地址 甲中p··●中·中中血 382 附录BTMs320C24x指令说明及举例 鲁咖。4D■●●■■郾 ………………389 B.1累加器、算术和逻辑运算指令 389 B.2辅助寄存器指令…… ……398 B.3T、P寄存器和乘法指令… 400 B.4转移指令 ∴…………405 B.5控制指令 ………………………………408 B.61/O和存储器传送指令· 413 B.7指令按字母顺序检索表 ■非,■曹■ 416 附录CTMS320C24x伪指令……………………………………………………………419 附录D命令文件和头文件… ●6。4·善晷↓ ◆p看鲁垂●血●自。D看pb看● 24 附录E光盘内容说明……………………………………………433 參考文献 “···..···.··...··:···4.·········4····s·· 434 第1章 TMS32OLF2407A DSP 公可自从1982年生产出第·片定点DSP以来.已推出Clx、C2x、C20x、C24x、C5x (54x、(C6x定点S尸3x、Cx浮点ISP以及C8x多处理器系列DSP。它们!泛地应用在通 信、图像与声音处理和控制领域。其中C24x系列DSP是专为电动机控制(DMC)而设计的, 它们兼有DSP的高运算速度和单片机的强控制能力 TMS32LF2407ADP属于TI公司TMS32C200系列定点DSP中的C24xx产品系 列,该系列产品还TMS320]}2431A、2402∧、243A、246A,以及TMS3201C240A、 24032A、404A、2406A。C2全x系列DSP兼容早期的C24xDSP系列。其中“LF"代表片内 FLASH EPROM(3.3V),“!C"代表低电压CM(S(3.3V)。近几乍"T公可义推出 TMS320C28x系列DSP,它是32位定点DSP,速度可达150MPS是电动机控制专用DSP的 高端产品。 本书将以高性能和低价位的16位定点MS32124ADSP为例介绍DSP对电动机 的挖制。因此,在本章中重点介绍TMS32LF2407ADSP的结构特点、中断系统、1()事件管 理器和A/D转换器。由十論幅所限,{关该DSP更多、更详细的内容请参号T1公可的 TMS320LF/LC240 xA DSP Controllers Refcrence Guide》小1和《TMS320LF24xDsP结构、 原理及应用》181 1.1TMS320LF2407ADP的特点及引脚功能 1.1.1特点 TMS320LF2407ADSE有如下特点: ≯由于釆用了高性能的静态CMOS制遣技术,因此该DSP具有低功耗和高速度的特点。 工作电压3.3V,有4种低功耗工作方式。单指令周期最短为25ns(40MHz),最高运 算速度可达4MPS,4级指令执行流水线。低功耗有利于电池供电的应用场合;而高 电动机的DSP控制—公司DSP应用(第2版) 速度非常适用于电动机的实时控制 由于使用了TMS320C2 XX DSP CPU的内核,因此保证了与TMS32CC24x系列DSP的 代码兼容性。 片内集成了32K字的FASH程序存储器,2K字的单口RAM,544字的双口RAM。 因而使该芯片可用于产品开发。可编程的密码保护能够充分地维护用户的知识产权。 提供外扩展64K字程序存储器、64K字数据存储器、64K宇I/O的能力 两个专用于电动机控制的事件管理器(EV),每一个都包含了2个16位的通用定时器; 8个16位的脉宽调制(PWM)输出通道;1个能够快速封锁输出的外部引脚 PDPINTX (其状态可从 COMCONX寄存器获得):可防止上下桥臂直通的可编程死区功能;3个 捕捉单元;1个增量式光电位置编码器接口。 可编程看门狗定时器,保证程序运行的安全性。 ≯16通道的10位A/D转换器,具有可编程自动排序功能,4个启动A/D转换的触发源, 最快A/D转换时间375ns。 ≯控制器局域网(CAN)2.0B模块。 串行接口SPI和SCI模块。 基于锁相环的时钟发生器(PLL)。 41个通用的I(引脚。 2位的累加器和32位中央算术逻辑单元CAU);16位×16位并行乘法器,可实现单 指令周期的乘法运算;5个外设中断。 1149.1-1990EFF标准的JTAG仿真接口 >很宽的工作温度范围A:-40~85℃ S:-40~125℃ 1.2引脚功能 TM20LF2407ADSP共有144个引脚,采用PGE封装。其封装图见图1-1。引脚功 能见图1-2和表1-1。 表1-1TMS320LF2407A引脚功能 引脚名称 引脚序号 引脚功能 事件管理器A(EVA CAll QEPI/IOPA3 83 捕捉输人#1/编码器输入#加/通用IO(↑ AP2/ QEP2/10PA4 9 浦捉输入#2/编码器输入#2/通用IO(↑ CAP3/ IOPA5 捕捉输人#3/通用l0〔↑) 2 第1章TMS320LF2407ADSP 续表1-1 引脚名称 引脚序号 引脚功能 PWMI/IO1'A6 比较或PWM输出#1通用1(4) PWM2/ IOPA7 比较或PWM输出井2/通用I()↑) PWM3/ 1OPBO 比较或PWM输出开3通用I((↑) PWM4/IOPB1 比较或PWM输出#4/通用I()(↑ PWMS/IOPB2 44 比较或PWM输出#5通用I()(↑) PWM6/IOPB3 比较或PWM输出士6/通用((↑) TIPWM/'TICMP; IOPB4 TIPWM输出:T比较输出/通用IO)(↑) T2PWM/T2CMPi'IOPBS I2PWM输出,T2比较输出/通用I()(↑) TDIRA/ IOPB6 通用定时器计数方向输入A/通用1(↑) TCLKINA/ IOPB7 37 通用定时器外部时钟输人A通用IO(↑) 事件管器B(EV CAPA/QEP,/IOPE7 捕捉输入=4编鸱器输入#3遍用1()(↑) CAP5 QEP4/IOPFO 捕捉输人5/编码器输入#4/通用IO(↑) CAPS/IOPFI 捕捉输入#6通用IO(↑) PWMT/ IOPEl 比较或PWM输出#7通用IO(↑) PWM8, IOPE2 比较或PWM输出#8通用(↑) PWM9/ IOPE3 比较或PWM输出#9/通用1)(↑) PWMIOIOPEA 比较或PWM输出10/通用IO)(↑ PWMIl/ IOPES 46 比较或PWM输出#11/通用I(↑ PWMI2, IOPE6 38 比较或PWM输出±12/通用[0(↑ T3PWM, T3CMP/ IOPF2 13PWM输出:T3比铲输出/通用IO(↑) APWM/TACMP/ IOPF3 T4PWM输出T比较输出/通用I(↑) TIR移/IoPF4 通用定时器计数方向输入B/通用()(↑) TCLKINB/ IOPFS 通用定时器外部时钟输入B/通用IO(↑) A/D转换器 ADCINOO 112 ADC模拟输入通道井0 ADCINQ1 110 ADC模拟输入通道#1 ADCINo2 ADC·模拟输入通道井2 ADCIN03 ]05 ADC模拟输入通道#3 AUCIYO4 ADC∵模拟输八通道#4 ADCIN05 An模拟输入通道坼 3 n 电动机的DSP控制一TI公司DSP应用(第2版) 续表1-1 引脚名称 引脚序号 引脚功能 ADCINo6 ADC模找输入通道#6 ADCino7 99 AD模拟输入通道#7 ADCⅠN08 113 ADC模拟输入通道8 ADCINo9 111 ADC模拟输人通道井9 ADCINIO ADC模找输入通道±1 ADCINII 108 ADC模拟输入通道11 ADCINI2 l06 ADC模拟输入通道12 AlXINI3 104 ADC模拟输入通道#13 ADXCINI4 101 ADC模拟输人通道#14 ADCIN15 98 ADC模拟输入邇道井 VHEFHI 115 ADC高模拟参考电压输入端 kEFlo 11 ADC低模拟参考电压输人端 VccA 116 ADC模拟工作电压(3.3V) 117 ADC模拟地 CAN SCI SPI CANRX/ IOPC 70 CAN接收数据/通用IO(↑) CANTX/ IOPC6 72 CAN发送数据/通用I(↑ SCITXD, IOPAO SI异步串行发送数据/通用IO(↑) SCIRXD/ IOPAl 26 SCⅠ异步串行接收数据/通用fO(↑) SPICL.K/ IQPC4 SPI时钟/通用IO(4) SPISIMO/ IOPC2 sP从动输人主控输出/通用1O(↑) SPISOMI/ 1OPC3 32 SPI从动输出、主控输入/通用IO(↑) SPISTE/ IOPCS 3 SP从动发送使能/通用IO(↑) 外部中断与时钟 RS 复惊(↑),高电平时复位 PDPINTA 功率保护输入引脚A(↑),可封锁PWM输出 XITl/IOPA2 外中断1/通用1O(↑) XINT2/ ADCSOC/IOPDO 21 外中断2/外部启动A/D转换/通用IO(↑) CLKOUT/ IOPEO 73 时钟输出/通用IO(↑) PDPINTB 137 功率保护输入引脚B(4)可封锁PWM输出 振荡器、PLL、 FLASH、BOOT及其它 XTALI/ CLKIN 123 晶振输人/时钟输入 第1章TMS320F2407ADSP隱 “…分“uw~…aDMr 续表l 引脚名称 引脚序号 引脚功能 XTAL 晶振或PI』振荡器输出 PLL,VICA PLL电压(3.3V LOPFE 131 通用IO(k) BOOT EN'XE 121 复位吋使能引导ROM复位后作为XF输出( PLLF 1] PLL滤波器输入1 10 PLL滤波器输人 V(cp(5V) 58 FLASH编程电压输入。不编稈时接地 TPI 6() FLASH测试,不接 TP2 63 FLASH测试,不接 BIO: I(PCE 119 分支控制输入/通用IO() 仿真与测试 EMUD 仿真引脚0(↑) EMUL OFF 仿真引脚1/禁止所有输出(↑) JIAG测试时钟(↑) TDI 139 JiAEr测试数据输人(↑ TDO 142 -AG测试数据输出(↓ TMS 14 ∫TAG测试方式选择(↑ MS JTAG测试方式选择2(↑) TRST JTAG测试复位(↓) 地址、数据和存储器控制信号 87 外部RAM选通 IS 外部I/(迢通 外部ROM选通 R 读写控制信号 W OICQ 写汝控制信号/通用()(↑ RLJ 读有效信号 WE 有效信号 STRB 外部存储器访问选通信号 EADY 120 外部设备准备好输入信号(↑) MP MO 118 内/外程序存储器选择信号(↓; EN_14 使能外部接冂信号(↓) VIS E 97 透视度输出允许 5

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