第1章電機控制的關(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)動電路設(shè)計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章永磁同步電機的模型分析66

2.1坐標變換66

2.1.1矢量及空間66

2.1.2Clarke變換(ABCαβ)67

2.1.3Park變換(αβdq)69

2.2三相同步電機的模型分析70

2.2.1三相坐標系下的數(shù)學模型71

2.2.2靜止坐標系下的數(shù)學模型72

2.2.3同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型73

2.3雙Y移30°六相永磁同步電機的運動分析76

2.3.1坐標變換與運動方程77

2.3.2控制方式比較分析82

2.3.3三電平逆變拓撲在六相電機的應(yīng)用示例93

2.3.4雙Y移30°六相電機缺相運行的容錯控制98

2.4雙Y移60°六相永磁同步電機的運行分析117

2.4.1坐標變換與運動方程117

2.4.2滯環(huán)控制方式121

2.4.3雙Y移60°六相電機缺相運行的容錯控制123

2.5十二相同步電機的運行分析131

2.5.1十二相PMSM的運動方程131

2.5.2十二相電機的解耦變換134

2.5.3正常運行時的仿真示例138

2.5.4十二相電機缺相運行的容錯控制140

第3章應(yīng)用示例——永磁同步電機的矢量控制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控制方法的實現(xiàn)156

3.2系統(tǒng)硬件設(shè)計158

3.2.1控制電路設(shè)計159

3.2.2旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片電路設(shè)計159

3.2.3采樣電路設(shè)計162

3.2.4驅(qū)動及保護電路設(shè)計163

3.3軟件設(shè)計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電機測速子程序代碼示例173

3.3.5永磁同步電機初始位置定位174

3.4仿真及實驗結(jié)果分析175

3.4.1Simulink仿真模型175

3.4.2仿真驗證及結(jié)果分析179

3.5無電流傳感器控制181

3.5.1永磁同步電機的模型182

3.5.2基于虛擬電流環(huán)的SVPWM控制183

3.5.3實驗驗證185

第4章應(yīng)用示例——三相四橋臂永磁同步電機控制系統(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190

4.2.1三相四橋臂硬件拓撲結(jié)構(gòu)190

4.2.2信號采集及驅(qū)動電路191

4.3系統(tǒng)軟件設(shè)計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電機正常運行時的仿真結(jié)果204

4.4.3容錯運行仿真結(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控制器——前期準備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點的繪制236

6.1.5應(yīng)用實例——繪制驅(qū)動電路的PCB板238

6.2CCS快速入門247

6.2.1使用CCS6.0新建一個F28335的工程247

6.2.2如何使用CCS導(dǎo)入工程252

6.2.3程序的運行及CCS 的波形觀測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控制器——設(shè)計示例272

7.1開關(guān)量信號設(shè)計272

7.1.1LED電路設(shè)計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)量綜合實驗277

7.2系統(tǒng)顯示設(shè)計280

7.2.1OLED顯示原理280

7.2.2OLED底層驅(qū)動代碼編寫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模擬量信號采集302

7.3.1電位器調(diào)壓調(diào)頻電路設(shè)計302

7.3.2直流電壓采樣及調(diào)理電路設(shè)計303

7.3.3交流電壓采樣及調(diào)理電路設(shè)計304

7.3.4交流電流采樣及調(diào)理電路設(shè)計305

7.3.5模擬量信號采集軟件代碼解析305

7.4電機驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計309

7.4.1電機驅(qū)動系統(tǒng)硬件電路設(shè)計309

7.4.2直流電機調(diào)速設(shè)計312

7.4.3異步電機調(diào)速設(shè)計321

7.5通信系統(tǒng)設(shè)計329

7.5.1SCI通信及CAN通信硬件電路設(shè)計329

7.5.2SCI通信軟件代碼解析330

7.5.3電機控制器SCI通信協(xié)議335

7.5.4電機控制器SCI通信協(xié)議的代碼實現(xiàn)338

7.5.5CAN通信軟件代碼解析342

附錄346