审定成绩：

成都电子机械高等专科学校

毕 业 设 计 （论 文）

设计（论文）题目： 基于矢量控制的交流调速系统设计

系 部 名 称： 学 生 姓 名： 姚秀娟 专 业： 数控技术 班 级： 08425 学 号： 指 导 教 师： 黎帆 答辩组负责人：

填表时间： 20xx年x月

摘要：论文提出了一种以新兴空间矢量的PWM(SVPWM)技术控制的交流调速系统的设计方案，以一种DSP通用芯片TMS320LF2407A中央处理器设计控制电路、交流异步电动机矢量控制技术、变频调速的方法为例，详细说明了矢量控制原理、IGBT的工作原理、DSP基本外围电路设计、电压电流和速度采集及整理电路设计、带有实时显示的速度传感电路设计基于IGBT的逆变电路设计、各种驱动模块构成的驱动电路（光电隔离驱动电路，脉冲变压器驱动电路）以及电路设计和总体设计，并对实际应用时的安全可靠性电路进行了设计，SVPWM控制技术设计，介绍了SVPWM波产生的控制原理，闭环变频调速系统的设计思想及过程，画出了矢量控制交流调速系统框图、逆变电路、矢量控制原理图、电路设计图。

关键词：矢量控制；交流调速；IGBT原理；SVPWM

Abstract: the paper presented a new space vector PWM (SVPWM control communication technology, the design of speed regulation system in a DSP general chip TMS320LF2407A CPU design control circuit, ac asynchronous motor vector control methods of frequency conversion technology, for example, detail the vector control principle, the working principle of IGBT, DSP basic peripheral circuit design, voltage current and speed acquisition and finishing circuit design, with real-time display speed sensing circuit design of IGBT inverter circuit design based on various drivers module, the driver circuit (photoelectric isolating driver circuit, drive circuit pulse transformer) and the circuit design and the overall design of practical application, and the safety and reliability of the circuit design, SVPWM control technology design, this paper introduces the control principle of implementing SVPWM wave to create closed-loop variable frequency speed regulation system, the design idea and process, draw a diagram of the vector control exchange speed regulation system, inverter circuit, vector control principle diagram, circuit design.

Key words: vector control; Ac adjustable speed; IGBT principle; SVPWM

【目录】：

摘要 3-4 ABSTRACT 4-8 第一章 绪论 8-11 1.1 课题研究的背景及意义 8-9 1.1.1 交流调速发展状况 8 1.1.2 选题意义 8-9 1.2 课题主要研究内容 9-11 第二章 硬件电路设计 2.1 硬件控制平台总体设计 2.2 DSP 与IPM 介绍 2.2.1 DSP（TMS320LF2407A）资源特点 2.2.2 IPM（PM50RSA120）结构、特性及技术参数 2.3 DSP 基本外围电路设计 2.3.1 电源电路 2.3.2 时钟和锁相环滤波电路 2.3.3 复位电路 2.4 PWM 传输电路设计 2.4.1 PWM 缓冲电路 2.4.2 PWM 隔离电路 2.5 数据采集与整理电路 2.5.1 速度、电压、电流采集及整理电路 2.5.2 采样电阻的选取 2.6 带实时LED 显示的速度传感电路设计 2.6.1 速度传感电路构成 2.6.2 速度传感电路参数设计 2.6.3 由IC7107 构成的LED 显示电路 2.7 系统硬件保护电路设计 2.7.1 电压、电流过载保护电路 2.7.2 抑制直流输出电路 2.7.3 泵升电压限制电路 2.7.4 IPM 的硬件互锁保护电路 本章小结 第三章 空间矢量PWM 波实现 3.1 SVPWM 波产生原理 3.2 SVPWM 波算法实现 3.2.1 扇区判断

3.2.2 时间计算 11-31 11 11-14 11-12 12-14 14- 17 14-15 15-16 16-17 17-20 17-19 19-20 20-22 20-21 21-22 22-25 22 22-2 24-25 25-30 25-27 27-28 28-29 29-30 30-31 31-46 31-33 33-36 33-34 34-35

3.2.3 切换顺序 35-36 3.3 SVPWM 波产生的硬件基础 36-37 3.4 SVPWM 波软件设计 37-42 3.4.1 定点DSP 的Q 格式及优势 37-38 3.4.2 SVPWM 控制参数的Q 格式及代码实现 38-41 3.4.3 SVPWM 程序流程图 41-42 3.5 SVPWM 波实验室实现 42-45 3.5.1 PWM 端口的SVPWM 波形 42-43 3.5.2 SVPWM 的硬件切换模式 3.5.3 浮点数法和定点数法波形分析 本章小结 第四章 速度闭环交流调速系统实现 4.1 速度闭环调速系统的总体设计 4.2 速度闭环调速系统的参数设计与计算 4.2.1 U/F 曲线 4.2.2 VREFHI、VREFLO端参考电压选取 4.2.3 A/D 结果寄存器（RESULTx）中的转速计算 4.3 控制器设计 4.3.1 PI 控制器设计 4.3.2 模糊控制器设计 4.3.3 PI 控制器和模糊控制器的MATLAB 验证 4.4 闭环调速系统的软件设计 4.4.1 系统初始化设计 4.4.2 主程序及分支程序设计 4.5 速度闭环调速系统实验结果 4.5.1 实验用异步电机参数及RVO-2100L 虚拟示波器参数 4.5.2 DSP 端口SVPWM 波形与IPM 逆变波形 4.5.3 PI 调速系统的电压、电流及速度波形 4.5.4 模糊调速系统的电压、电流及速度波形 4.5.5 实验结果比较与总结 本章小结 第五章 基于单片DSP 的双异步电机控制系统实现 5.1 单片DSP 的双异步电机控制系统硬件配置 5.2 单片DSP 的双异步电机控制系统软件设计 5.2.1 两路SVPWM 波软件实现机理及DSP 带宽 5.2.2 控制系统软件流程 5.3 试验结果

5.3.1 实验参数及实验波形 43-44 44-45 45-46 46-63 46-47 47-49 47-48 48-49 49 49-56 50-52 52-55 55-56 56-58 56-58 58 58-62 59 59 59-61 61-62 62 62-63 63-70 63-64 64-67 64-65 65-67 67-69 67-69

5.3.2 实验结果分析 69 本章小结 69-70 结论 70-72 参考文献 72-74 附录A 硬件电路原理图 74-78

第一章绪论

1.1

 

第二篇：毕业设计论文

毕业设计论文

摘要

快走丝线切割机床是我国独立创造的电加工设备,结构简单,价格低廉,被广泛的应用于精密零件加工和特殊材料加工等领域中。走丝系统是快走丝电火花线切割机床中的重要组成部分,走丝系统既要保证电极丝在走丝的过程中尽量减少振动和断丝等现象,还要使电极丝在走丝的过程中保持张力恒定以保证电极丝的精确定位。整个走丝系统的好坏,直接影响着快走丝线切割机床的加工工件的切割质量和切割效果。这篇论文主要完成了快走丝电火花线切割机床走丝机构的设计。

【关键词】快走丝电火花线切割机床     走丝机构

前言  …………………………………………………………………………（）

（一）  总体方案的拟定…………………………………………………………（）

（二）  主要技术参数的确定……………………………………………………（）

二 储丝走丝部件结构设计………………………………………………（）

（一）  储丝走丝部件运动设计…………………………………………………（）

1．对高速走丝机构的要求………………………………………………………（）

2．高速走丝机构的结构及特点…………………………………………………（）

（二）  储丝走丝部件主要零件强度计算………………………………………（）

1．齿轮传动比的确定……………………………………………………………（）

2．齿轮齿数的确定………………………………………………………………（）

3．传动件的估算…………………………………………………………………（）

4．齿轮模数估算…………………………………………………………………（）

5. 齿轮模数的验算………………………………………………………………（）

（三）  储丝走丝部件主要零件强度验算………………………………………（）

1．齿轮强度的验算………………………………………………………………（）

2．主轴的验算……………………………………………………………………（）

（四）  主轴组件结构设计………………………………………………………（）

1．轴承配置形式…………………………………………………………………（）

2．主轴组件的调整和预紧………………………………………………………（）

前言

随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈，产品的更新速度越来越快，复杂形状的零件越来越多，精度要求越来越高，多品种、中小批量生产的比重明显增加。高速走丝线切割机由于受到电极丝损耗、机械部分的结构与精度、进给系统的开环控制、加工中工作液导电率的变化、加工环境的温度变化及本身加工的特点(如运丝速度快、振源比较多、导轮磨损大)等因素影响，机床的加工精度有限。以目前机床的现状，要在较短的时间内与低速走丝线切割机在加工精度方面进行竞争，困难是相当大的，而且研究开发的代价也会很高，机床的制造成本将大幅度提高，从现实和市场的角度来考虑都是不太适宜的。因此，高速走丝线切割机的发展策略是扬长避短，以发展中低档机床为主，使机床向适当加工精度、良好的加工稳定性和容易操作的方向发展，来满足不断发展的生产需要。目前市场上高速走丝线切割机最大的优势在于拥有良好的性能价格比，机床的进一步发展必须以此为基本出发点。多次切割加工是高速走丝线切割加工技术的一个重要发展方向。目前无论是金属切削机床还是低速走丝线切割机，一次加工都无法得到良好的加工效果，欲达到较高的加工精度，都必须在粗加工后再作精加工才能获得。低速走丝线切割机能达到很高的加工精度，也因采用了多次切割工艺。为改善高速走丝线切割机的加工品质，必须进行多次切割加工的研究。当丝高速运行时，引起的振动较大，且导轮磨损大，此外电极丝的恒张力控制及张力分档调节较难，运丝系统的这些特点在一定程度上影响了加工精度。因此，必须加强对走丝系统结构的深入研究并进行改进，保证放电加工时电极丝运动的稳定性。对于电极丝的往返循环使用使电极丝产生放电损耗是不能忽视的，它会对加工精度产生影响。此外在重视商品包装的今天，机床的外观设计和包装也十分重要，注意运用人机工程学和美学对高速走丝线切割机进行设计是很重要的，这对富有中国特色的高速走丝线切割机走向世界具有重要意义。