1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1. dsp的应用现状与发展趋势

dsp 是英文digtal signal processor 的缩写，即数字信号处理器。dsp芯片专门用于完成各种实时数字信息的处理，它是在数字信号处理的各种理论和算法的基础上发展起来的。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备， 以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。[1]

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1.本课题要解决的问题

本项目研究直流无刷电机的结构和驱动控制方法，选用合适的集成电路芯片进行运动控制，了解芯片HCPL0630和IR2130的设计手册，并采用IRF640设计驱动板电路。其次设计DSP控制系统电路，采用DSP系统单片机控制该驱动电路，产生直流无刷电机的PWM方波，并设计脉冲宽度调制电路，实现直流无刷电机的无极调速。

2.本课题拟采用的研究手段

系统硬件结构图：

图1.系统硬件结构图

TMS320F2812最小系统主要又主芯片、电源、无源晶振组成。2812内部集成了两个事件管理器，它能输出16位8通道的PWM，且具有失去产生与配置单元，具有三个捕获位置信号单元。电源芯片采用了较为常见的LM1117-3.3，LM1117-1.8，通过适当的设置，满足主芯片2812供电需要。

电流检测电路又霍尔元件，运算放大器和保护电路。

驱动电路

功率驱动电路采用MOS管及功率专用驱动芯片IR2130组成桥臂电路，三相桥臂的上管和下六管均采用IRF640，IR2130将输入的TTL或CMOS电平转换成推动MOS管栅极的高压。

光耦隔离电路

图3.光耦隔离电路

为了保证弱点间电路的电气隔离，需将控制部分和驱动部分相互隔离。本设计采用高速双光耦遇见HCPL0630作为隔离元件，如上图所示，通过光耦实现PWM信号经过隔离后输入到驱动芯片IR2130的HIN1~HIN3，LIN1~LIN3的管脚中。

电流检测电路

电流检测电路由霍尔元件，运算放大器和保护电路组成，由于输出电流信号较弱，需要用到同相放大器放大及电压跟随电路后经过限幅输入DSP2812内部的ADC中。

软件流程图：

软件部分调节子程采用简单的PI 控制算法，公式如下:

u( k) = u( k - 1) Kp ( Ek - Ek- 1 ) Ki T Ek- 1

式中，u( k)为PI控制器的输出，Kp为比例系数，Ki为积分系数，T为采样周期。采样周期T的大小需要根据实际情况确定，每隔时间T读取一次霍尔传感器的输出信号个数并计算电机此时转过的实际角度，据此计算u( k)，然后对u( k)进行转换，使其与电机转向及PWM占空比相对应。u( k)大于零时，电机按给定方向转动；u( k)小于零时，电机反向转动。u( k)的绝对值越大，电机转速越快。u( k)等于零时，PWM占空比为零，使电机停转。在电机转动过程中，还可以根据u( k)绝对值的大小控制PWM占空进而控制电机转速。从理论上讲，当u( k)等于零时，说明电机转动到了给定位置，应使电机停转。

3.验证方法及实验手段、过程和预期结论

实验过程：

(1).熟悉现有开发板，并调试成功。

(2).在现有开发板上测试电机的驱动电路，并设计控制部分软件。

(3).根据现有开发板电路，并结合具体应用设计模拟电路部分。

(4).软件仿真设计电路是否正确。

(5).绘制电路板原理图和PCB图。

(6)设计整体软件部分，并调试成功。

预期结论：

系统能调试成功，能通过PWM控制电机正常转动，并通过PI控制使电机转动能控制在5%以内的误差范围。