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电动机的ADSP控制——ADI公司ADSP应用 [系列教材 ┈→ 电气工程、电子信息..]
 
定价:49元
作者:王晓明
书号:978-7-5124-0235-5
配盘:光盘
丛书名:
出版日期:201011
开本:787×960 1/16开
字数:577千字
点击次数:9267 次
内容简介
    电动机的数字控制成为工业控制中的一项最重要的内容。世界上各大处理器制造商都努力打造具有各自特点的专用处理器,来满足电动机数字控制市场的要求。ADI公司推出的专用于工业控制的ADSP2199x系列DSP,具有速度极快的特点,很适合用于高性能的电动机数字控制。本书注重讲述ADSP21990对直流电动机、交流异步电动机、交流永磁同步电动机、步进电动机、无刷直流电动机和开关磁阻电动机这些常用电动机的控制方法和编程方法。书中给出了大量的编程实例,全部经过调试验证;并给出了非常详细的注释,使读者很容易理解和掌握。

    本书适合于对电动机数字控制感兴趣的初学者使用,可作为从事电动机控制和电气传动研究的工程技术人员、高校教师、研究生和本科生自学用书。

前言
    随着越来越多的自动化设备采用了电动机数字控制技术,对高性能的电动机数字控制的需求也在日益增长。高性能的电动机数字控制是指高精度且可快速跟踪的速度控制或位置控制。这种控制往往采用现代控制手段,如模糊控制、自适应控制等智能控制。另一方面,电动机的数字控制同时也是对实时性要求很高的一种控制。这些都要求实现电动机数字控制的控制器的运算速度一定要非常快。也就是说,要求这种控制器在每一个采样周期内能够完成尽可能多的运算次数。

    汇编语言与C语言相比可以大大地减少代码的冗余度,因此也可以提高程序的执行速度,节约程序存储器。只不过对于程序员来说,通常的烦恼是读写汇编语言比读写C语言相对困难一些。

    本书向读者推荐ADI公司的ADSP系列DSP,它可以很好地解决上述问题,满足应用要求。ADSP系列DSP是目前速度最快的电动机控制专用DSP之一,最高速度可达160 MIPS。也就是说,如果采样周期是1 ms,它可以在这段时间内完成16万次乘加(减)计算。此外,ADSP的指令集、汇编语言结构与高级语言极为相似,因此容易学习,可读/写性好。

    本书共有8章和2个附录。第1章介绍了ADI公司ADSP21990的结构原理和用于电动机控制的基本外设。第2~8章分别介绍了直流电动机、交流异步电动机、交流永磁同步电动机、步进电动机、无刷直流电动机和开关磁阻电动机的结构特点、驱动方法、调速控制原理,以及用ADSP实现调速的方法和编程例子。全部程序例子均通过调试验证。附录A给出了ADSP2190系列指令说明及举例,使读者能够快速地掌握指令系统。附录B给出了书中所附光盘内容说明。

    全书由王晓明编写。谭微负责第3章、第6章和第7章程序的设计与调试;李光旭负责第5章程序的设计和调试;倪鹏负责第8章程序的设计和调试;李海龙负责第3章和第4章程序的设计和调试。此外,佟绍成、李卫民、张广安、曾红、王天利、卫绍元、鲁宝春、李成英、杨艳、李国义、齐世武、何勍、王宏祥、张波、潘静、王晓磊、庄喜润、张桐、冯准、郑军、张涛、赵博、刘卓、王瑶、孙造也参与了硬件设计和程序调试工作,并对作者的工作给予了各种支持和精神鼓励。

    感谢ADI公司大学计划部的景霓经理和高威在各方面所给予作者的支持和技术指导。也感谢北京航空航天大学出版社对本书出版的大力支持。

    由于作者水平有限,书中难免有错误和不完善之处,敬请读者批评指正。作者联系电子信箱:motornc@126.com和motornc@sohu.com。


辽宁工业大学王晓明

2010年5月

目录
第1章ADSP21990 DSP

1.1 ADSP21990的特点与结构2

1.1.1 ADSP21990的特点2

1.1.2 ADSP21990的结构4

1.2计算单元10

1.2.1计算单元的模式设置12

1.2.2算术逻辑单元(ALU)13

1.2.3乘法器(MAC)16

1.2.4移位器18

1.3系统信号20

1.3.1引脚功能20

1.3.2 DSP的复位24

1.3.3 DSP的时钟管理25

1.3.4 FIO模块30

1.4存储器、数据地址发生器和外部接口35

1.4.1存储器35

1.4.2数据地址发生器39

1.5程序控制器43

1.5.1程序控制器功能43

1.5.2指令流水线45

1.5.3指令缓存46

1.5.4分支结构48

1.5.5循环49

1.5.6中断50

1.5.7堆栈53

1.5.8外设中断56

1.6 PWM59

1.6.1定时器59

1.6.2辅助PWM单元66

1.6.3 PWM模块69

1.6.4编码器接口85

1.7 A/D转换器94

1.7.1 A/D转换器的内部结构和参考电压94

1.7.2 A/D转换器寄存器95

1.7.3 A/D转换器的操作97

第2章 直流电动机的ADSP控制


2.1直流电动机的控制原理100


2.2直流电动机单极性驱动可逆PWM系统103


2.3直流电动机双极性驱动可逆PWM系统105

2.4直流电动机的ADSP控制方法及编程例子107

2.4.1数字PI调节器的ADSP实现方法107

2.4.2定点ADSP的数据Q格式表示方法111

2.4.3单极性可逆PWM系统ADSP控制方法及编程例子112

2.4.4双极性可逆PWM系统ADSP控制方法及编程例子121

第3章 交流电动机的SPWM与SVPWM技术以及ADSP控制的实现


3.1交流异步感应电动机变频调速原理128

3.1.1变频调速原理128

3.1.2变频与变压128

3.1.3变频与变压的实现——SPWM调制波131

3.2三相采样型电压SPWM波生成原理与控制算法135

3.2.1自然采样法136

3.2.2对称规则采样法137

3.2.3不对称规则采样法138

3.2.4不对称规则采样法的ADSP编程140

3.3电压空间矢量SVPWM技术154

3.3.1电压空间矢量SVPWM技术基本原理155

3.3.2电压空间矢量SVPWM技术的ADSP实现方法161

第4章 交流异步电动机的ADSP矢量控制


4.1交流异步电动机的矢量控制基本原理177

4.2矢量控制的坐标变换181

4.2.1 Clarke变换182

4.2.2 Park变换186

4.3转子磁链位置的计算189

4.4交流异步电动机的ADSP矢量控制191

4.4.1三相异步电动机的ADSP控制系统191

4.4.2三相异步电动机的ADSP控制编程例子192

第5章 三相永磁同步伺服电动机的ADSP控制

5.1三相永磁同步伺服电动机的结构和工作原理225


5.2转子磁场定向矢量控制与弱磁控制226

5.3三相永磁同步伺服电动机的ADSP控制227

5.3.1三相永磁同步伺服电动机的ADSP控制系统227

5.3.2三相永磁同步伺服电动机的ADSP控制编程例子228

第6章 步进电动机的ADSP控制


6.1步进电动机的工作原理257

6.1.1步进电动机的结构257

6.1.2步进电动机的工作方式259

6.2步进电动机的ADSP控制方法263

6.2.1步进电动机的脉冲分配264

6.2.2步进电动机的速度控制(双轴联动举例)268

6.3步进电动机的驱动278

6.3.1双电压驱动279

6.3.2高低压驱动279

6.3.3斩波驱动280

6.3.4集成电路驱动281

6.4步进电动机的运行控制282

6.4.1步进电动机的位置控制282

6.4.2步进电动机的加减速控制284

第7章 无刷直流电动机的ADSP控制

7.1无刷直流电动机的结构和原理291

7.1.1无刷直流电动机的结构291

7.1.2无刷直流电动机的工作原理292

7.2三相无刷直流电动机星形联结全桥驱动原理294

7.3三相无刷直流电动机的ADSP控制297

7.3.1三相无刷直流电动机的ADSP控制策略297

7.3.2位置检测298

7.3.3速度计算300

7.3.4无刷直流电动机的ADSP控制编程例子300

7.4无位置传感器的无刷直流电动机ADSP控制310

7.4.1利用感应电动势检测转子位置原理310

7.4.2用ADSP实现无位置传感器无刷直流电动机控制的方法311

7.4.3 ADSP控制编程例子313

第8章 开关磁阻电动机的ADSP控制


8.1开关磁阻电动机的结构、工作原理和特点331


8.2开关磁阻电动机的功率驱动电路334


8.3开关磁阻电动机的线性模式分析336

8.3.1开关磁阻电动机理想的相电感线性分析336

8.3.2开关磁阻电动机转矩的定性分析337


8.4开关磁阻电动机的控制方法338

8.5开关磁阻电动机的ADSP控制及编程例子340


附录A ADSP219x指令集说明及举例

A.1 ALU指令353

A.1.1相关内容353

A.1.2 ALU 指令的格式与功能355

A.2 MAC指令363

A.2.1相关内容363

A.2.2 MAC指令的格式与功能363

A.3移位器指令367

A.4多功能指令372

A.4.1相关内容372

A.4.2多功能指令的格式和功能373

A.5数据移动指令376

A.5.1相关内容376

A.5.2数据移动指令的格式与功能379

A.6程序流指令387

A.6.1相关内容387

A.6.2程序流指令的格式与功能390

附录B光盘内容说明

B.1“本书程序”子目录400

B.2“ADI公司文件”子目录401

参考文献402


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