第1章電機(jī)控制的關(guān)鍵技術(shù)1

1.1IGBT綜合應(yīng)用1

1.1.1IGBT的特征及選型1

1.1.2驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)6

1.2逆變器及其PWM生成技術(shù)14

1.2.1三相電壓源型逆變器14

1.2.2正弦波脈寬調(diào)制SPWM20

1.2.3空間矢量SVPWM24

1.2.4偏置型PWM38

1.2.53DSVPWM發(fā)波方法40

1.3位置傳感器50

1.3.1光電編碼盤51

1.3.2霍爾位置傳感器52

1.3.3旋轉(zhuǎn)變壓器53

1.4CPU57

1.4.1微控制器57

1.4.2DSP系列處理器60

1.5數(shù)字PID控制63

第2章永磁同步電機(jī)的模型分析66

2.1坐標(biāo)變換66

2.1.1矢量及空間66

2.1.2Clarke變換(ABCαβ)67

2.1.3Park變換(αβdq)69

2.2三相同步電機(jī)的模型分析70

2.2.1三相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型71

2.2.2靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型72

2.2.3同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型73

2.3雙Y移30°六相永磁同步電機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析76

2.3.1坐標(biāo)變換與運(yùn)動(dòng)方程77

2.3.2控制方式比較分析82

2.3.3三電平逆變拓?fù)湓诹�相電機(jī)的應(yīng)用示例93

2.3.4雙Y移30°六相電機(jī)缺相運(yùn)行的容錯(cuò)控制98

2.4雙Y移60°六相永磁同步電機(jī)的運(yùn)行分析117

2.4.1坐標(biāo)變換與運(yùn)動(dòng)方程117

2.4.2滯環(huán)控制方式121

2.4.3雙Y移60°六相電機(jī)缺相運(yùn)行的容錯(cuò)控制123

2.5十二相同步電機(jī)的運(yùn)行分析131

2.5.1十二相PMSM的運(yùn)動(dòng)方程131

2.5.2十二相電機(jī)的解耦變換134

2.5.3正常運(yùn)行時(shí)的仿真示例138

2.5.4十二相電機(jī)缺相運(yùn)行的容錯(cuò)控制140

第3章應(yīng)用示例——永磁同步電機(jī)的矢量控制151

3.1矢量控制的基本思想151

3.1.1永磁同步電機(jī)的電流控制方法152

3.1.2電流控制方案的選擇與確定155

3.1.3id=0控制方法的實(shí)現(xiàn)156

3.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)158

3.2.1控制電路設(shè)計(jì)159

3.2.2旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片電路設(shè)計(jì)159

3.2.3采樣電路設(shè)計(jì)162

3.2.4驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路設(shè)計(jì)163

3.3軟件設(shè)計(jì)165

3.3.1主程序流程框圖及DSP代碼示例165

3.3.2中斷程序流程框圖及DSP代碼示例167

3.3.3SVPWM控制算法流程圖及DSP代碼示例171

3.3.4電機(jī)測(cè)速子程序代碼示例173

3.3.5永磁同步電機(jī)初始位置定位174

3.4仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析175

3.4.1Simulink仿真模型175

3.4.2仿真驗(yàn)證及結(jié)果分析179

3.5無電流傳感器控制181

3.5.1永磁同步電機(jī)的模型182

3.5.2基于虛擬電流環(huán)的SVPWM控制183

3.5.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證185

第4章應(yīng)用示例——三相四橋臂永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)186

4.1控制系統(tǒng)的原理分析186

4.1.1永磁同步電機(jī)單元186

4.1.2三相四橋臂逆變控制單元188

4.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)190

4.2.1三相四橋臂硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)190

4.2.2信號(hào)采集及驅(qū)動(dòng)電路191

4.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)193

4.3.1主程序示例193

4.3.2中斷相關(guān)子程序代碼示例194

4.4系統(tǒng)仿真研究199

4.4.1Simulink仿真模塊示例199

4.4.2電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的仿真結(jié)果204

4.4.3容錯(cuò)運(yùn)行仿真結(jié)果206

第5章應(yīng)用示例——最大轉(zhuǎn)矩電流比控制及弱磁調(diào)速208

5.1最大轉(zhuǎn)矩電流比控制(MTPA)的控制策略208

5.1.1MTPA的理論基礎(chǔ)208

5.1.2控制系統(tǒng)的仿真分析210

5.2永磁電機(jī)的弱磁調(diào)速213

5.2.1弱磁控制概述213

5.2.2IPMSM弱磁控制215

5.2.3SPMSM弱磁控制218

5.3軟件程序示例221

5.3.1基于SVPWM的MTPA算法分析221

5.3.2基于電壓反饋法的弱磁升速算法分析222

第6章手把手教你制作電機(jī)控制器——前期準(zhǔn)備225

6.1Altium Designer快速入門225

6.1.1Altium Designer常見功能說明225

6.1.2原理圖的繪制示例229

6.1.3封裝圖的繪制233

6.1.4Mark點(diǎn)的繪制236

6.1.5應(yīng)用實(shí)例——繪制驅(qū)動(dòng)電路的PCB板238

6.2CCS快速入門247

6.2.1使用CCS6.0新建一個(gè)F28335的工程247

6.2.2如何使用CCS導(dǎo)入工程252

6.2.3程序的運(yùn)行及CCS 的波形觀測(cè)253

6.3常見無源器件的選擇及應(yīng)用258

6.3.1電阻258

6.3.2電容260

6.3.3電感262

6.3.4晶振262

6.4常見有源器件的選擇及應(yīng)用263

6.4.1半導(dǎo)體二極管263

6.4.2半導(dǎo)體三極管264

6.5IC器件的應(yīng)用267

6.5.1IC器件的選擇267

6.5.2IC器件的常見問題270

第7章手把手教你制作電機(jī)控制器——設(shè)計(jì)示例272

7.1開關(guān)量信號(hào)設(shè)計(jì)272

7.1.1LED電路設(shè)計(jì)272

7.1.2LED代碼解析273

7.1.3按鍵及撥碼開關(guān)電路設(shè)計(jì)275

7.1.4按鍵及撥碼開關(guān)代碼解析275

7.1.5開關(guān)量綜合實(shí)驗(yàn)277

7.2系統(tǒng)顯示設(shè)計(jì)280

7.2.1OLED顯示原理280

7.2.2OLED底層驅(qū)動(dòng)代碼編寫282

7.2.3字符取模軟件的使用286

7.2.4使用OLED顯示字符289

7.2.5使用OLED顯示漢字295

7.2.6圖片取模軟件的使用296

7.2.7使用OLED顯示圖片297

7.2.8使用OLED顯示數(shù)據(jù)298

7.3模擬量信號(hào)采集302

7.3.1電位器調(diào)壓調(diào)頻電路設(shè)計(jì)302

7.3.2直流電壓采樣及調(diào)理電路設(shè)計(jì)303

7.3.3交流電壓采樣及調(diào)理電路設(shè)計(jì)304

7.3.4交流電流采樣及調(diào)理電路設(shè)計(jì)305

7.3.5模擬量信號(hào)采集軟件代碼解析305

7.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)309

7.4.1電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)309

7.4.2直流電機(jī)調(diào)速設(shè)計(jì)312

7.4.3異步電機(jī)調(diào)速設(shè)計(jì)321

7.5通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)329

7.5.1SCI通信及CAN通信硬件電路設(shè)計(jì)329

7.5.2SCI通信軟件代碼解析330

7.5.3電機(jī)控制器SCI通信協(xié)議335

7.5.4電機(jī)控制器SCI通信協(xié)議的代碼實(shí)現(xiàn)338

7.5.5CAN通信軟件代碼解析342

附錄346