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DSP电机控制实验开发套件
 
 
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■DSP电机控制实验开发套件
EL-DSPMCK-IV
类别: DSP专业研究平台
图片及文字介绍仅供参考,请以实物为准
   
产品描述  

一、适用范围:
      EL-DSPMCK-IV型DSP电机控制实验开发套件以下简称EL-MCKIV电机控制套件,是针对工科高校本科电气信息类、控制类、电气工程及其自动化专业以及自动化专业的实验教学而设计的一个系列产品,适合于DSP应用于电机数字控制的实验和技术研究。
二、结构简介及特点:
      采用集成结构,能实现五种电机的控制,包括三相交流异步电机,直流有刷电机,直流无刷电机,永磁同步电机和三相步进电机。也可以单独控制一种电机,成本更低。
二、产品结构特点
(1)功率部件采用国际整流器IR公司的IPM模块IRAMS06UP60B,整体结构采用类似变频器结构,所有功率电路和检测部件封装在机壳内部,使产品的安全性和可靠性更高。
(2)监控部分也安装在机壳内部,可以控制电源通断,电机选择和各种信息与状态观测;针对不同的电机,由于母线电压不一样,控制部分有自检功能,能通过不同的电缆连接区分不同的电机,各种母线电压不同的电缆所配备的航空插座芯数是不一样的,以防止用户接错,提高了系统安全性。
(3)核心控制部件是DSP的CPU板,直接插接到MCKIV前面板上,控制内部的功率部件,方便用户更换不同的CPU板卡;目前有TMS320LF2407、TMS320C2812和TMS320F28335CPU三种CPU控制板。
(4)控制对象是小型马达及加载装置和测速装置,它们都是通过电缆与功率部件或者CPU板连接;不同的电机机组组成形式有所不同。三相交流异步电机和直流有刷电机采用欧姆龙公司的1000线增量式旋转光电编码器,永磁同步电机采用多摩川公司的2500线混合式光电编码器。直流无刷电机采用电机内部的霍尔信号传感器,三相步进电机不接测速装置。
(5)人机接口采用液晶显示屏和薄膜开关按键,操作界面更友好,观察信息更方便。和磁粉制动器以及其他辅助控制功能由一个单片机进行控制,不占用DSP的处理时间。
(6)三相交流异步电机和永磁同步电机主电源采用交流300V开关电源,直流有刷电机主电源采用110V开关电源,直流无刷电机和三相步进电机主电源采用24V开关电源,可以根据实验设定输出电压;各种电动机在控制器端采用统一接口,在电机端采用不同接口;
(7)主电源、逆变电路、负载控制电路和监控电路都集成在同一个机箱内,机箱则采用立式全铝外壳,有较好的屏蔽效果以及更加精美的外观设计;
三、产品具有多种型号电机和多种配置方案
产品共有如下6个型号,是针对不同的电机控制而设计:
(1)EL-MCKIV-AC     三相交流异步电机控制实验开发套件
(2)EL-MCKIV-DC     直流有刷电机控制实验开发套件
(3)EL-MCKIV-BLDC          直流无刷电机控制实验开发套件
(4)EL-MCKIV-PMSM  永磁同步电机控制实验开发套件
(5)EL-MCKIV-BJ              三相步进电机控制实验开发套件
(6)EL-MCKIV                   五合一五种电机控制开发套件

四、主控制器:采用2407281228335等电机控制系统核心控制部件作为 DSP开发板的控制器。

1F2407DSP开发板:

1) TMS320LF2407,系统频率为40MHz

2) 内部存储器:544字的DRAM2kSRAM32K×16bitFlash

3) 外部扩展:64K×16bit程序存储器和64K×16bit数据存储器;

4) 16通道10bitA/D转换;

5) 采集速率500ns

6) 32通道独立可编程I/O

7) CAN总线接口,传输速率最高可达1M

8) 标准RS232接口,在线可编程大容量CPLD

9) Techv接口,可与Techv总线板卡级连;

10) 可独立供电适用。

2F2812DSP开发板:

1) 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;

2) 双路RS-232 增强型主机通信接口可实现异步通信;

3) CAN总线接口。可做终端节点或其他任意节点;

4) 1个增强型多通道缓存串口(McBSP);

5) 1612bitA/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

6) 板上零等待128K SRAM

7) 内部存储器:18kSRAM(包括544字的DRAM);内建128K可加密的FLASH,编程电压3.3V

8) 板上30 MHz集成晶振;

9) 可编程8位拨位开关,4位指示灯;

10) 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;

11) 板上IEEE 1149.1 JTAG连接器接口;

12) 可单电源5 volt供电,也可通过扩展接口从扩展板供电;

13) 9 pin串口电缆(板上接口是male);

14) 两个事件管理器模块(主要用于PWM控制的信号产生)

15) 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。

3F28335开发板:

1)高性能32 位浮点TMS320F28335 数字信号处理器,系统周期为6.67ns的处理速度,运算速度可达到150MIPS

216 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;

3)内部存储器:68K SRAM256K*16bit 以及内建128K可加密的FLASH,编程电压为3.3V

4)板上零等待64K*16bit SRAM

5)双路RS-232增强型主机通信接口可实现异步通信

6CAN 总线接口,可做终端点或其他任意节点

72 个增强型多通道缓寸串口(McBSP;

8)板上30MHZ集成晶振;

9)可编程4 位拨位开关,4 位可独立编程的指示灯;

104 个数据、地址、I/O以及控制信号扩展接口,扩展所有DSP 的功能引脚;

1118 PWM 输出

12)提供 USB2.0接口,方便与计算机传输数据

13)板上IEEE1149.1JTAG连接器接口

149pin 串口电缆(板上接口是(male”);

15)可单电源5V供电,也可通过扩展接口从扩展板

人机接口模块:

1)、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;

2)、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;

3)、DSP开发板控制接口:该接口可以支持TI公司24072812两种处理器的开发与控制;

4)、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;

5)、2路事件管理信号接口:将旋转光电编码输出的速度信号,直接送给DSP进行计算分析,进行闭环控制。

电机功率驱动箱:

1)、大功率驱动:可驱动30W-300W电机;

2)、采用单相220V交流输入(输入为220V/50Hz交流电压);

3)、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;

4)、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;

5)、可实现速度环、电流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;

6)、采用电机驱动专用大功率IPM模块;

7)、多种传感器信号输入接口,适用于各种电机的传感器方案;

8)、适用于交流异步、直流无刷、直流有刷、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,同时适用于本科生DSP、电机控制综合设计实验。

电机组

1)、系统支持5种电机的开发与实验;

2)、交流异步电动机:电压输入220V,功率在80W

3)、直流有刷电动机:电压输入110V,功率在80W

4)、直流无刷电动机:电压输入24V,功率在70W

5)、永磁同步电机:电压输入220V,功率在200W

6)、步进电机:电压输入24V,功率100W

7)、数控负载:磁粉制动器和负载控制器;

8)、转速检测设备:采用欧姆龙公司产品E6B6型光电编码器,检测精度1024线;

9)、出于学生做实验安全角度考虑,系统功率器件与电机的连接采用“航空封闭绝缘”线缆连接;

10)、五种电机采用统一的标准底座,能灵活将电机固定到同一个电机机组底座上,机组各个部分同轴调整方便可靠;

11)、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,不同电机采用相同物理接口的航空线缆,(接口两端的内芯插针排列不同,以区别不同电机);

该系统配套提供的部分基础试验算法

编号

名称

功能

1

Zhtest1.ASM

速度闭环磁链闭环三相异步电机矢量控制系统

2

Sys_init.ASM

异步电机矢量控制系统初始化程序

3

PARK.ASM

PARK变换程序

4

IPARK.ASM

PARK逆变换程序

5

CLARKE.ASM

CLARKE变换程序

6

SVGEN_DQ.ASM

电压空间矢量计算程序

7

SINTB360.ASM

正弦函数表

8

RAMPGEN.ASM

磁链给定程序

9

PWMGEN.ASM

PWM波形产生程序

10

PID.ASM

PID控制程序

11

PID_I.ASM

电流PID程序

12

PID_SPD.ASM

速度PID程序

13

QEP_DRV.ASM

脉冲捕获程序

14

SPEED_FR1.ASM

速度计算程序

15

Ileg2drv.ASM

电流测量计算程序

16

CUR_MOD.ADM

转子磁链位置及速度计算程序

17

I_GEN.ASM

正弦电流模拟程序

实验内容

DSP电机控制实验开发系统

一、带速度传感器的三相异步电动机FOC控制方案

实验一 开环启动功率单元测试实验

实验二 电流和速度测量模块测试实验

实验三 电流模型磁链计算模块测试实验

实验四 电流闭环调节器功能测试实验

实验五 电流速度双闭环系统功能测试实验

二、直流有刷电动机双闭环PWM控制方案

实验一 开环启动电流速度测量测试实验

实验二 电流闭环调节器功能测试实验

实验三 电流速度双闭环系统功能测试实验

三、直流无刷电动机PWM控制方案

实验一开环启动电流速度测量测试实验

实验二速度闭环系统功能测试实验

四、永磁同步电动机FOC控制方案

实验一 开环启动功率单元测试实验

实验二 电流和速度测量模块测试实验

实验三 相位初始化测试实验

实验四 电流闭环调节器功能测试实验

实验五 电流速度双闭环系统功能测试实验

五、步进电机DSP控制方案

实验一 固定步数六拍工作模式测试实验

实验二 固定步数十二拍工作模式测试实验(2407CPU独有)

实验三 连续两相六拍工作模式测试实验

实验四 连续三相十二拍工作模式测试实验(2407CPU独有)

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