基于TMS320F2812的电动执行器控制系统的研究与设计

作     者：高林 

作者单位：大连交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：唐明新;钮承

授予年度：2016年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：永磁同步电机 矢量控制 SVPWM TMS320F2812 

摘      要：电动执行器是现代工业过程控制的重要设备,接受来自上位机的控制信号,通过电机经机械传动机构带动阀门动作,实现阀门的开关或开度调节。我国是工业生产大国,同时又是能源消耗大国,所以设计一款性能优异并且节能环保的电动执行器具有非常重要的意义。本文在详细分析了国内外电动执行器的发展现状后,结合我国国情,提出了将永磁同步电机伺服系统引入到电动执行器的设计中,结合微控制技术、电力电子技术和现代通信技术,设计了一款集驱动、控制、通信及执行机构于一体的智能执行器。本文首先依据坐标变换原理建立了永磁同步电机在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,并以此为基础研究了id=0的永磁同步电机矢量控制方法及空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,建立了阀门位置闭环调节系统,并在MATLAB/simulink环境下进行仿真,得出电机的仿真波形,验证所设计的控制系统的有效与正确性。为后文中电动执行器的软硬件设计打下理论基础。在理论研究与分析及仿真实验的基础上,对电动执行器的硬件和软件进行了设计。硬件电路以TI公司生产的全数字处理器(DSP)TMS320F2812为控制核心,IPM为驱动电路主芯片,设计的通信电路包括串行通信和CAN通信两部分,方便了前期系统的开发和调试,以及工业组网通信。系统软件在CCS3.3开发环境下,采用模块化的编程思想设计开发,主要包括主程序、中断服务子程序和主要功能模块程序。