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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳舉綸
研究生(外文):Chu-lun Chen
論文名稱:DSP-Based感應馬達無量測向量控制器之研製
論文名稱(外文):Design and Implementation of DSP-Based Sensorless Vector Controller of Induction Motor
指導教授:王偉修
指導教授(外文):Wei-Shiu Wang
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:電機工程系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:120
中文關鍵詞:DSP-Based感應馬達無量測向量控制
外文關鍵詞:Vector ControlDSP-BasedInduction MotorSensorless
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本論文研製之DSP-Based 感應馬達數位控制器,其利用由TI公司所生產之TMS320F2812數位訊號處理器,來做為其核心系統,並藉由DSP與 PC間的溝通,來將在PC上利用MATLAB/SIMULINK所設計出之任何馬達控制法則,透過此數位控制板來對馬達進行控制,本論文亦將無量測器向量控制系統來驗證此系統的的實用性。對於整個馬達控制系統而言,在PC上利用MATLAB/SIMULINK來進行控制法則的設計,方便馬達控制法則的分析與驗證,而數位控制板上的DSP由 於具有豐富的周邊與可程式化的彈性設計,使得其可以對在PC上所設計出的控制法則驗證其可行性,並且可以透過控制板上程式的修改來達到對於其他種類馬達如線性馬達,直流無刷等的控制。最後利用此控制板來實現無感測器感應馬達向量控制的實驗,由數據中可以證明其具有非常良好的控制能力及性能。
The purpose of this thesis is design the DSP-Based motor controller, the kernel system of this motor controller is a TMS320F2812 which is produced from TI , Impose on signal convection between the DSP and PC, we can used MATLAB/SIMULINK on PC to design the any motor control law and impose this digital controller to do motor control . In the thesis identified the controller as practicability by sensorless vector controlled system. In this system we impose MATLAB/SIMULINK to design control law , it is convenience in analysis and proof, and the DSP in digital control board have the copious peripherals and designing from program . Then we can used this motor control board and the controlled law in PC to control motor, if we want to impose this controller to control another kind of motor such as DC Brushless motor and linear motor, just alter the program on DSP. Last, this thesis used this digital controller to achieve the vector control of sensorless induction motor. From the result can proof it has a best control competence and good performance for this control system.
中文摘要 ……...……………………………………………………….. i
英文摘要 ……………………………………………………………….. ii
誌謝 …….…………………………………………………………. iii
目錄 …….…………………………………………………………. iv
表目錄 …….…………………………………………………………. vi
圖目錄 ………………………………………………………………... Viii
第一章 緒論………………………………………………………….. 1
1.1 研究動機……………………………………………………... 1
1.2 研究背景與目的……………………………………………... 2
1.3 內容大綱……………………………………………………... 3
第二章 TMS320F2812數位訊號處理器簡介……………………….. 4
2.1 簡介…………………………………………………………... 4
2.2 TMS320F2812硬體結構介紹………………………………. 7
2.2.1 OSC與PLL方塊…………………………………… 7
2.2.2 系統時脈控制……………………………………… 9
2.3 記憶體結構介紹……………………………………………... 16
2.3.1 TMS320F2812記憶體映射..………………………. 16
2.3.2 外部記憶體介面(XINTF).…………………………. 17
2.4 32位元CPU Timer 0/1/2……………………………………. 19
2.5 事件管理模組(EVA,EVB)…………………………………... 19
2.5.1 脈波寬度調變(PWM)……....………………………. 21
2.5.2 QEP單元………………....…………………………. 24
2.6 通用輸入/輸出(GPIO)介面………………………………….. 26
2.7 類比數位轉換(Analog-to-Digital Converter,ADC)模組……. 27
2.8 串列通訊介面(Serial Communications Interface,SCI)模組… 29
2.9 串列週邊介面(Serial Peripheral Interface,SPI)模組………... 32
2.10 Bootloader開機模式………………………………………… 33
第三章 2812數位控制板介紹……………………………………….. 38
3.1 2812數位控制板之規格…………………………………….. 38
3.2 2812數位控制板硬體架構與功能..………………………… 40
3.3 F240數位制板和2812數位控制板之比較………………… 53
第四章 2812數位控制板與主電腦間通訊協定規劃……………….. 56
4.1 2812數位控制板與主電腦間通訊格式定義……………….. 56
4.1.1 PC端暫存器的定義………………………………... 56
4.1.2 F2812端暫存器的定義…………………………….. 57
4.2 2812數位控制板與主電腦間通訊交握定義……………….. 59
4.2.1 初始通訊程序………………………………………. 61
4.2.2 初始設定程序………………………………………. 63
4.2.3 啟始程序……………………………………………. 65
4.2.4 運轉執行程序………………………………………. 66
4.2.5 錯誤回報及結束返回程序…………………………. 69
第五章 無量測器向量控制原理……………………………………... 71
5.1 簡介…………………………………………………………... 71
5.2 向量控制原理………………………………………………... 72
5.3 轉子磁場導向控制(RFOC)…………………………..……… 74
5.4 無量測器向量控制的原理…………………………………... 78
第六章 系統架構與實驗結果………………………………………... 82
6.1 硬體架構……………………………………………………... 82
6.2 軟體架構……………………………………………………... 83
6.3 無量測器向量控制實驗結果………………………………... 85
第七章 結論與建議…………………………………………………... 97
7.1 結論…………………………………………………………... 97
7.2 建議…………………………………………………………... 98
附錄A F2812數位控制板元件配置及接腳說明…………………… 99
參考文獻 ………………………………………………………………... 118
作者簡介 ………………………………………………………………... 120
[1] Taxes Instruments, 2004, “TMS320F2810, TMS320F2811, TMS320F2812,
TMS320C2810, TMS320C2811, TMS320C2812 DSPs (Rev. K)”.
[2] Taxes Instruments, 2004, “TMS320C28x DSP CPU and Instruction Set
Reference Guide (Rev. D)”.
[3] Taxes Instruments, 2003, “TMS320F28x System Control and Interrupts
Reference Guide (Rev. A)”.
[4] Taxes Instruments, 2004, “TMS320F28x Analog-to-Digital Converter (ADC)
Reference Guide (Rev. B)”.
[5] Taxes Instruments, 2003, “TMS320F28x Boot ROM Reference Guide
(Rev. A)”.
[6] Taxes Instruments, 2001, “TMS320C28x Assembly Language Tools User''s
Guide”.
[7] Taxes Instruments, 2001, “TMS320C28x Optimizing C/C++ Compiler User''s
Guide”.
[8] Taxes Instruments, 2003, “TMS320F28x Event Manager (EV) Reference Guide
(Rev. B)”.
[9] Taxes Instruments, 2003, “TMS320F28x External Interface (XINTF) Reference
Guide (Rev. B)”.
[10] Kuo, Benjamin C.,1995, Automatic control systems , 7 th, Prentice-
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[11] 李隆財、吳金勇 編著,2001,TMS320C240原理與實習,長高圖書。
[12] 龔應時、陳建武、徐永松 編著,2001,TMS320F/C24x DSP控制器原理
與應用,滄海書局。
[13] 王偉修、劉昌煥 著,1998,PC-Based 馬達控制器即時發展系統
Simu-Drive,微鋒自動科技。
[14] 劉昌煥 著,2001,交流電機控制,東華書局。
[15] 王正傑,1998,PC_Based 馬達控制器視覺化發展系統之研製,國立雲
林科技大學,碩士論文。
[16] 李俊融,1999,DSP_Based 感應馬達無量測器控制器設計,國立雲林科
技大學,碩士論文。
[17] 劉銘倫,2003,DSP-Based 感應馬達向量控制器之研製,國立雲林科技
大學,碩士論文。
[18] 高旭佳,1999,向量控制感應馬達驅動系統電腦輔助設計,國立台灣科
技大學,碩士論文。
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