基于MSP430的直流电机PWM调速双闭环控制系统设计
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本文基于PWM的双闭环直流调速系统进行了研究,并设计出应用于直流电动机的双闭环直流调速系统。首先描述了变频器的发展历程,提出了PWM调速方法的优势,指出了未来PWM调速方法的发展前景,点出了研究PWM调速方法的意义。应用于直流电机的调速方式很多,其中以PWM变频调速方式应用最为广泛,而PWM变频器中,H型PWM变频器性能尤为突出,作为本次设计的基础理论,本文将对PWM的理论进行详细论述。在此基础上,本文将做出SG3525单片机
第31卷第06期
煤矿机
械
V01.31No.062010年06月
CoalMineMachinery
Jun.2010
基于MSP430的直流电机PWM调速双闭环控制系统设计
I燕飞
(河南城建学院,河南平顶山467044)
摘要:介绍了一种超低功耗16位单片机MSP430F2619。基于MSP430F2619设计一直流电
机双闭环PWM调速系统。由测速发电机检测直流电机转速构成速度反馈,霍尔电流传感器检测电枢电流构成电流反馈.。MSP430完成转速、电流双闭环控制器的数字算法。MSP430‘单片机的定时器生成PWM波.经功率驱动芯片放大后控制直流电机的电枢电压进行平滑调速。实验表明该控制系统实现简单、调速性能可靠。
‘关键词:测速发电机;PWM调速;双闭环控制器中图分类号:TM33;TP31文献标志码:A文章编号:1003—0794(2010)06—0206—03
Designing
ofDC
MotorPWM
RegulatingSpeed
SystemControlledby
DoubleClosedLoopBased
on
MSP430SingleChipMicrocomputer
DONGYah-let
(HenanUrbanUniversity,Pingdingshan467044,China)
Abstract:PresentMSP430F2619whichisa
kindofultralowpowerlossl昏-bitsinglechipmicrocomputer.
Design
a
DCMotorPWMregulatingspeedsystem.Thefeedbackspeedisformedbymeasuringspeedmotor
andthecurrentfeedbackisgottenbyLEM肌e
digitalcontrollingmethodofspeedand
current
isactuated
by
MSP430.弧e
PWM
wave
generatedbyMSP430timer,whichisamplifiedbydrivingchip,controlthe
DCmotorvoltageto
regulatethespeed.Theexperimentverifiesthatthecontrollingsystem
can
regulate
speedsmoothlyand
Call
be
designedeasily.
Keywords:measuringspeedmotor;PWMregulatingspeed;doubleclosed—-loopcontroller
1
MSP430单片机优点简介
16位定时器B。(7)具有片上比较寄存器。(8)4个MSP430系列的单片机是,11公司1996年开始
通用串行通信接口(uso)模块;增强UART支持,生产的一种16位的超低功耗混合信号处理器
自动波特率检测(LIN);IrDA编码和解码;同步SPI。(MixedSignalProcessor)。MSP430F2XX系列单片
(9)具有可编程电平检测的供电电压管理器/监视机以小巧、灵活、快速而著称。MSP430F2619具有以器。(10)可在线串行编程,不需要外部编程电下特征:(1)低电压工作范同:1.8V。3.6V。(2)超低压。
功耗:活动模式365汕A;待机模式0.9斗A;掉电模2双闭环调速控制系统的电路原理图及硬件组成
式时候为0.1斗A;2.2V时钟频率1MHz。(3)唤醒基于MSP430F2619的直流电机双闭环调时间短,从待机模式下唤醒仅需1肛s。(4)16位精简速系统电路原理如图l所示。调速系统包括指令结构(RISC),62.5ns指令周期。(5)3个内部通MSP430F2619单片机、上位机、液晶转速显示屏、道DMA。(6)具有内部参考电压、采样保持,自动扫光耦TLP521一l、反相器、光耦TLP521—2、直流电机描特征的12为MD转换器。(6)具有同步的双12驱动芯片L298、直流电动机、测速发电机、电流滤波位D/A转换器。(7)具有3个捕获/比较寄存器的16电路、电流调理电路、转速滤波电路和转速调理电为定时器A。具有7个捕获/比较Shadow寄存器的路。
拟装配;利用软件完成了系统虚拟仿真的零部件、
系统璺竺望雪苎学:氅妻差堡毫,兰当j.竺苎多于。…篓篓主:=心Ⅵ∞兀肛机械设计与应用。吡北京:[2]曹岩.Pro/ENGINEERNWILDFIRE产品设计实例精解[M】.北京:
溜槽传动装置虚拟仿真的应用研究具有很大
”。国防T业出版社淼‘
。。
经济效益和社会效益。同样为其他大型复杂机械[4]杨莉,夏大勇.基于Pro/E的3D渐开线蜗杆参数化设计[J].煤
系统的可靠性研究提供了参考。
—!机械,2005,26.(一!尘:!!二!!:——…~…一…
参考文献:
[1]郭术义.基于软件系统的齿轮传动可靠性研究[J].煤矿机械,2008.29
(4):19%199.
兰堕型墼堡:圭霎从事系统堕壅翌窒!皇三f言笋:一yishu…guo@163.c—om—.
作者简介:郭术义(1971一),山东济南人。博士,华北水利水电
责任编辑:于淑清收稿日期:2009-12-29
—206—
本文基于PWM的双闭环直流调速系统进行了研究,并设计出应用于直流电动机的双闭环直流调速系统。首先描述了变频器的发展历程,提出了PWM调速方法的优势,指出了未来PWM调速方法的发展前景,点出了研究PWM调速方法的意义。应用于直流电机的调速方式很多,其中以PWM变频调速方式应用最为广泛,而PWM变频器中,H型PWM变频器性能尤为突出,作为本次设计的基础理论,本文将对PWM的理论进行详细论述。在此基础上,本文将做出SG3525单片机
第3l卷第06期
基于MSP430的直流电机PWM调速双闭环控制系统设计——董燕飞
V01.31No.06
定直流电机的正、反转方向。图3转速、电流双闭环控制原理
2.1部分硬件介绍
风为转速反馈增益,ai为电枢电流反馈增益。转在单片机系统中为提高系统的抗干扰性。常采速环控制器采用比例积分控制器.电流环采用比例用电气隔离的方法。本文采用光耦隔离的方法,先调节器。玑为转速给定,∽为经过测速发电机和转把MSP430单片机送给光耦的电信号转换为光信速滤波、调理后的转速反馈值。玑与阢的差值送给号.再把光信号转换为单片机系统的电信号,从而比例、积分调节器调节。比例、积分调节器的输出作实现单片机与外部电路之间的电气隔离。图2为光为电流环的给定值。电流环的给定值与电流反馈值耦TLP521一l实现MSP430F2619的P1.2厂rAl输出的差值送给电流环比例调节器进行调节.比例调节端口与驱动芯片L298的ENA口之间电气隔离的器的输出和载波进行比较生成PWM波。PWM波经电路图。
电机芯片功率放大后驱动开关管控制电机转速。
本文基于PWM的双闭环直流调速系统进行了研究,并设计出应用于直流电动机的双闭环直流调速系统。首先描述了变频器的发展历程,提出了PWM调速方法的优势,指出了未来PWM调速方法的发展前景,点出了研究PWM调速方法的意义。应用于直流电机的调速方式很多,其中以PWM变频调速方式应用最为广泛,而PWM变频器中,H型PWM变频器性能尤为突出,作为本次设计的基础理论,本文将对PWM的理论进行详细论述。在此基础上,本文将做出SG3525单片机
第31卷第06期2010年06月
煤
矿
机械
V01.3lNO.06
CoalMineMachinery
Jun.2010
基于Inventor的装配与“驱动约束”运动仿真设计法
王小玲
(武汉纺织大学机电学院,武汉430073)
摘
要:探讨了利用AutodeskInventor软件“驱动约束”模块实现机构运动仿真的方法.阐述
了面向装配与驱动约束的零件建模关键技术.研究了如何设计函数表达式以实现多个关联动作的驱动以及运动仿真动画的合成等技术。该研究对创建更为复杂的机械运动仿真动画具有指导意
义。
关键词:装配;驱动约束;运动仿真;弹簧中图分类号:TP21l;TP31Design
文献标志码:A文章编号:1003—0794(2010)06—0208—03
Method
on
AssemblyandConstrainsDriving
Based
on
MotionSimulation
Inventor
WANG
(School
ofElectricalandMechanical
Xiao-ling
Engineering,WuhanTextileUniversity,Wuhan430073,China)
Abstract:Discussesusing“constrainsdriving’’moduleofAutodeskInventortorealizemotionsimulation
on
the
mechanism,elaborates
how
to
keymodelling
techniquesofexpression
to
the
assembly
many
andconstrains
driving
components,studies
designfunction
represent
connection
a
movement
actuationandmotionsimulationanimationsynthesistechnology.Thisresearchprovidesmorecomplexmechanicalmovementsimulationanimation.
Keywords:assembly;constrainsdriving;motionsimulation;spring
guidanceto
‘
0引言
Inventor软件在装配模型中内置有“驱动约束”模块.利用它可以将已设置好的装配约束关系用特定的函数功能加以动态过程描述以实现对零部件的运动模拟。利用装配约束主动变量与其他有关约束变量之间所建立起的函数关联关系.可以同时实现多个动作驱动。还可模拟实现变速控制、柔性、形变零件等较为复杂的机械运动。
在煤矿机械中常会用到凸轮、弹簧等零件。如安全阀中利用弹簧的弹性来控制阀门的开启和关
1
20世纪90年代产生并得到迅速发展的虚拟制造技术是现代化机械设计制造的代表。它是以虚拟现实和仿真技术为基础.在计算机上实现产品从设计、加工、装配到操作运行等一系列过程的模拟。随着虚拟现实的多样性以及对运动真实感要求的不断提高.使机械运动仿真的研究和其软件的开发越来越被重视。
}国家自然科学基金资助项目(50775165)
『
三
调的数字信号。本文设计采用TimerA定时器的增
(2’
1
H(后)=k【e(_|})“访丕e(n)瓦J
f
计数方式,输出采用模式7(PWM复位/置位模式)。利用寄存器CCRO控制PWM波形的周期,本文设计为62.5¨s,用寄存器CCR2控制占空比。用MSP430F2619的P1.2fFAl口输出PWM波。
参考文献:
三
H(后一1)矗"le(后一1)“如羔e(n)L
(2’
式中砰一调节器的采样周期。
式(2)减去式(3)得整理得
…Au(k)=u(k)-u(k一1)--k,.[e(k)-e(k-1)M如Le(k)(4)
u(后)础(矗一1)施册(1+珊加沁(七)五pae(k-1)
(5)
u(蠡)为PI调节器的第k次输出值,u(k一1)为PI
嚣嚣瓣?:兰篡嚣器普褰篇篙:篓:巍
[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.
[3]吕平宝,谢剑英.基于80t:196KC的直流电机PWM调速器的设
H'-9/直片j[J].测控技术,2002(21):30-32.
[4]张红娟,李维.基于PIC单片机的直流电机PWM调速系统[J].机
竺塞孳.跫曼堡苎毫哩竺苎苎;,:竺一1)为第七一1次采嚣0介05:(2氢2):i10百.--12石.忑了jj孬丽ij湎匿石而
调节器的第尼一1次输出值。e(后)为第k次采样时.样时,给定量和反馈量之间的差值。
4
汉大莩j恭;三;三毒。矗-;森ji丢蔷妄茹i茹呈磊::
子信箱:dongya埘@h。ci.ed。肌.
责任编辑:于淑清St嗣li日期:2009—12—21
软件设计
PWM波信号是一种具有固定周期,而占空比可
本文基于PWM的双闭环直流调速系统进行了研究,并设计出应用于直流电动机的双闭环直流调速系统。首先描述了变频器的发展历程,提出了PWM调速方法的优势,指出了未来PWM调速方法的发展前景,点出了研究PWM调速方法的意义。应用于直流电机的调速方式很多,其中以PWM变频调速方式应用最为广泛,而PWM变频器中,H型PWM变频器性能尤为突出,作为本次设计的基础理论,本文将对PWM的理论进行详细论述。在此基础上,本文将做出SG3525单片机
基于MSP430的直流电机PWM调速双闭环控制系统设计
作者:董燕飞, DONG Yan-fei
作者单位:河南城建学院,河南平顶山,467044刊名:煤矿机械
英文刊名:COAL MINE MACHINERY年,卷(期):2010,31(6)被引用次数:
0次
参考文献(4条)
1.陈伯时 电力拖动自动控制系统 1991
2.沈建华.杨艳琴 MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践 2008
3.吕平宝.谢剑英 基于80C196KC的直流电机PWM调速器的设计与应用 2002(21)4.张红娟.李维 基于PIC单片机的直流电机PWM调速系统 2005(22)
本文链接:/Periodical_mkjx201006090.aspx授权使用:济南大学(jndx),授权号:748294f2-8678-4cb8-9e31-9e4f00b09740
下载时间:2010年12月17日
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