DSPMCK马达控制开发平台(08-11更新).doc

DSP电机控制系统研究平台建设方案一、DSP电机控制系统的结构构成（硬件框图）EL-DSP-MCK型DSP电机控制系统硬件框图二、DSP电机控制系统的硬件构成（一）采用达盛科技的F2407或2812 DSP开发板，作为该电机控制系统核心控制部件，以下开发板任选一种（但是如果选两种开发板还需要配两种开发程序的话，需要另付3000-5000元算法费用）。1、F2407DSP开发板： TMS320LF2407，系统频率为40MHz， 内部存储器：544字的DRAM、2k的SRAM和32K16bit的Flash， 外部扩展：64K16bit程序存储器和64K16bit数据存储器， 16通道10bitA/D转换， 采集速率500ns， 32通道独立可编程I/O， CAN总线接口，传输速率最高可达1M， 标准RS232接口，在线可编程大容量CPLD， Techv接口，可与Techv总线板卡级连。 可独立供电适用2、F2812DSP开发板： 高性能32位定点TMS320F2812A数字信号处理器，系统周期为6.67ns的处理速度，运算速度可达150MIPS，芯片内建看门狗电路； 双路RS-232 增强型主机通信接口可实现异步通信； CAN总线接口。可做终端节点或其他任意节点； 1个增强型多通道缓存串口（McBSP）； 16路12bitA/D转换器，内建2个采样保持器，最快的转换速度（S/H+转换）为80ns； 板上零等待128K SRAM； 内部存储器：18k的SRAM（包括544字的DRAM）；内建128K可加密的FLASH，编程电压3.3V； 板上30 MHz集成晶振； 可编程8位拨位开关，4位指示灯； 4个数据、地址、IO以及控制信号扩展接口，扩展所有DSP的功能引脚； 板上IEEE 1149.1 JTAG连接器接口； 可单电源5 volt供电，也可通过扩展接口从扩展板供电； 9 pin串口电缆（板上接口是”male”）； 两个事件管理器模块(主要用于PWM控制的信号产生)； 一个高性能CPLD器件XC95144XL，用户可通过编程灵活分配板上存储器资源，以及重新分配扩展口引脚定义。（二）人机接口模块： LCD液晶显示：64*128，可显示数字、波形等信息，该显示屏作为该系统的电机选择、电机数控负载设置、速度显示与设定等内容的人机界面； 键盘输入模块：10键数字键盘，由内部一个Cygnal8051F单片机进行控制； DSP开发板控制接口：该接口可以支持TI公司2407和2812两种处理器的开发与控制； 数控负载接口：直接通过键盘数字设定负载量作为电机的负载，作为电机调速的“定量”性的控制提供支持； 2路事件管理信号接口：如可以将旋转光电编码的输出的速度信号，直接送给DSP进行计算分析，进行闭环控制。（三）电机功率驱动箱： 大功率驱动：可驱动30W-300W电机； 采用单相220V交流输入（输入为220V/50Hz交流电压）； 具有电机接线错误报警、过压、过流保护、报警电路、自动死区保护、上电保护、温度过热保护、电压指示显示功能； 所有控制和回馈信号均采用光电隔离措施，保护数字系统和人身安全，方便实验与信号测量 可实现速度环、电流环、功率环等闭环控制及无传感器控制方案，并提供相应闭环控制的DSP矢量控制算法； 采用电机驱动专用大功率IPM模块，操作更加平稳可靠； 具备多种传感器信号输入接口，适用于各种电机的传感器方案； 适用于交流异步、直流无刷、直流感应、永磁同步、步进电机 五种电机的DSP控制和调速算法的研究与开发，同时也是本科生DSP、电机控制综合设计实验的首选平台。（四）电机组 要系统能够支持5种电机的开发与实验； 交流感应电动机要求：电压输入220V，功率在80W以上； 直流感应电动机要求：电压输入110V，功率在80W以上； 直流无刷电动机要求：电压输入24V，功率在30W以上； 永磁同步电动机要求：电压输入24V，功率在60W以上； 步进电机要求：电压输入24V，功率100W； 数控负载：磁粉制动器和负载控制器； 转速检测设备：采用欧姆龙公司产品，检测精度1024线； 出于学生做实验安全角度考虑，系统要求功率器件与电机的连接必须采用“航空封闭绝缘”线缆连接，杜绝采用“明线”接线的方式去接电机控制线； 五种电机采用统一的标准底座，根据用户的实验开发周期的不同，灵活将电机固定到同一个电机机组底座上，使机组各个部分同轴调整方便可靠，更方便实验和管理； 功率控制箱上的电机接口可以直接连接交流异步、直流无刷、直流感应、永磁同步、步进电机 五种电机，不同电机的采用相同的物理接口的航空线缆，但是接口的两端的内芯插针排列不同，以区别不同电机； 系统采用DSP开发板+功率驱动部分+检测与反馈部分+电机组部分的形式，接口均密封设计，学生触碰不到强电区域，直接避免了将会给教学带来的安全隐患。三、该系统配套提供的部分基础试验算法编号名称功能1Zhtest1.ASM速度闭环磁链闭环三相异步电机矢量控制系统2Sys_init.ASM异步电机矢量控制系统初始化程序3PARK.ASMPARK变换程序4IPARK.ASMPARK逆变换程序5CLARKE.ASMCLARKE变换程序6SVGEN_DQ.ASM电压空间矢量计算程序7SINTB360.ASM正弦函数表8RAMPGEN.ASM磁链给定程序9PWMGEN.ASMPWM波形产生程序10PID.ASMPID控制程序11PID_I.ASM电流PID程序12PID_SPD.ASM速度PID程序13QEP_DRV.ASM脉冲捕获程序14SPEED_FR1.ASM速度计算程序15Ileg2drv.ASM电流测量计算程序16CUR_MOD.ADM转子磁链位置及速度计算程序17I_GEN.ASM正弦电流模拟程序四、该系统配套提供的验证学习实验项目基本实验项目实验一 开环磁链给定及正弦电流模拟程序实验 实验二 CLARKE变换实验 实验三 PARK变换实验 实验四 IPARK变换实验 实验五 电压空间矢量计算实验 实验六 PWM波生成实验 实验七 电流采样实验 实验八 基于旋转编码器的速度测量实验 实验九 带积分饱和校正功能的PID实验实验十 电流磁链计算实验系统实验项目实验一 带速度传感器的三相异步电动机FOC控制方案实验二 直流电动机双闭环PWM控制方案实验三 直流无刷电动机DSP控制方案实验四 永磁三相同步电动机FOC控制方案实验五 步进电机DSP控制方案五、本系统配制及报价（以5种电机+2407方案为例）产品名称型号报价备注多电机支持型马达控制实验套件（5种电机）EL-DSPMCK-II24500整套产品DSP处理部分Techv系列CPU板Techv-24071600必配DSP仿真器USB型仿真器EL-USB-XDS5101200必配马达驱动系统交流感应电动机调速控制实验套件EL-DSPMCK-AC3540必配其一直流感应电动机调速控制实验套件EL-DSPMCK-DC3140直流无刷电动机调速控制实验套件EL-DSPMCK-BLDC4040永磁同步电动机调速控制实验套件EL-DSPMCK-PMS4940步进电机调速控制实验套件EL-DSPMCK-SM2840选配配件数控负载：含磁粉制动器和负载控制器3000选配其他信号电缆、指导书0赠送数控负载：含磁粉制动器和负载控制器0赠送若选择2812配制报价（以5种电机+2812方案为例）产品名称型号报价备注多电机支持型马达控制实验套件（5种电机）EL-DSPMCK-II29800整套产品DSP处理部分Techv系列CPU板Techv-28122400必配DSP仿真器USB型仿真器EL-USB-XDS5101200必配马达驱动系统交流感应电动机调速控制实验套件EL-DSPMCK-AC4340必配其一直流感应电动机调速控制实验套