DSP直流力矩电机PID控制技术研究(2)

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5.1.2 平台总体框架的设计 24

5.2 基于DSP的控制系统软件设计 24

5.2.1 嵌入式实时操作系统的基本概念 25

5.2.2 嵌入式实时操作系统 uC/OS-II 简介 25

结论 27

致谢 28

参考文献 29

第1章绪论

1.1 直流无刷电机的发展概述和应用

1.1.1 直流无刷电机的发展

早在 1917 年, Bolgior就提出了用整流管代替有刷直流电动机的机械电刷,从而诞生了直流无刷电机的基本思想。标志着现代直流无刷电动机的诞生的事件是在 1955 年美国的D.Harrison首次申请了用晶体管换相线路代替有刷直流电机的机械电刷的专利。1978 年前联邦德国的MANNESMANN公司正式推出了MAC直流无刷电动机及其驱动器,引起了世界各国的关注,这也标志着直流无刷电动机走向实用阶段。进入 80 年代，稀土永磁材料的研制取得突破性进展，特别是 1983 年，剩磁高、矫顽力大的钕铁硼稀土永磁材料的问世。与此同时，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管（GTR）和门极可关断晶闸管（GTO）等在电机控制中开始得到广泛的应用，这些都使永磁同步电机的研究有了极大地发展。1986 年,H.R.Bolton对直流无刷电动机的经典文献,标志着直流电动机在理论上走向成熟。我国对直流无刷电动机的研究起步较晚。1987 年,在北京举办的联邦德国金属加工设备展览会上, SIEMENS和BOSCH两公司展出了永磁自同步伺服系统和驱动器,引起了国内有关学者的广泛注意,从此国内掀起了研制开发和技术引进的热潮。等 90 年代，随着永磁材料性能的不断提高和完善，数字信号处理器突飞猛进的发展，以及电力电子器件的进一步发展和改进，特别是集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件功率MOSFET和IGBT等的广泛应用，使永磁直流无刷电机正向大功率、超高速、大转矩、高性能化、微型化和数字化方向发展，也成为各国电机学者研究的热点。论文网

1.1.2 永磁无刷电机的优点和应用

随着电力电子的发展和新型永磁材料的出现，直流无刷电机迅速发展成熟。直流无刷电机以电子换向器代替机械电刷和换向器实现直流电机的换相，这使它既具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电动机的运行效率高、调速性能好等诸多特点，同时克服了有刷直流电机由于机械电刷和换向器的存在所带来的噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等弊病。同时它还具备诸多独特优点，如重量轻、体积小、动态性好、输出力矩大、设计简便等特点。由于直流无刷电机以上一系列的优点，使其在汽车、航空、家用电器、办公室自动化等行业内得到了较好的发展。

1.2 永磁直流电机的研究现状

1.3 课题研究的意义

随着微电子技术、计算机技术、电力电子技术、永磁技术和控制理论的快速发展，交流伺服系统的应用和研究呈现出强劲的发展势头，己具备了宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能，其动静态特性已完全可与直流伺服系统相媲美。目前，永磁交流伺服系统在各种数控设备、工业机器人、柔性制造系统、汽车电子、载人宇宙飞船等工业、宇航、军事等高科技领域中占据了日益重要的地位。文献综述

为保证电机速率精度，方位轴采用由无刷直流力矩电机构成的交流伺服驱动系统直接驱动。对于转台这种高性能随动装置，要求其伺服系统具有较高的定位精度、较宽的调速范围、较好的低速性能及较强的抗干扰能力。总之，高精度伺服装置对于交流伺服驱动系统的性能、功能、质量及成本都有越来越高的要求，研究和设计高性能的交流电机伺服驱动系统对提高伺服装置的整体性能具有重要的意义。