导　　师： 潘剑飞

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 直线开关磁阻电机(Linear Switched Reluctance Motor,LSRM)是一种直驱式的直线电机,具有结构简单、坚固、可靠性高等优点。本文以其为被控对象设计了一种3台直线开关磁阻电机位置同步运动控制系统,该系统采用了经典的控制系统结构,具有被控对象、反馈环节、驱动环节、控制环节等组成部分。首先分析了直线开关磁阻电机的机械结构、电磁特性以及运行原理,本文给出了其结构图,推导其数学模型,并使用有限元分析软件——Ansoft分析了电机的电磁特性。准确的分析LSRM的换相运动过程以及电磁力与电流的数学关系是设计本控制系统的出发点,是随后的控制和驱动环节的设计前提。反馈环节使用RENISHAW直线位移编码器,该编码器采用磁栅尺测量位移,分辨率为1μm,输出差分信号经过转换电路后变成单端信号,该信号输入到控制器形成单闭环反馈结构,脉冲计数器最低时钟频率20MHz。驱动环节包含9个Copley驱动器,每3个为1组,驱动1台电机的ABC三相绕组。该驱动器使用48V/500W直流电源供电,输入输出特性主要表现在输入的可变占空比PWM信号与输出电流大小之间的数学关系,本文给出了其特性曲线,并使用调试软件CME2对驱动器进行了参数调试,使其输出电流响应速度和准确性满足要求。控制环节使用2块TI公司的F28335数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)开发板,使用到的外设资源有QEP、PWM、CAN、SCI、GPIO等,在集成开发环境CCStudio3.3中编写并调试DSP程序,程序设计过程中引入了嵌入式实时操作内核μC/OS-Ⅱ。本文介绍了μC/OS-Ⅱ的内容并将其移植到F28335 DSP上运行,在此基础上实现了系统控制程序和通信程序的开发,另外在上位机中使用C#Windows Forms开发了界面软件监控系统运行。接下来对设计的控制系统进行了性能测试,系统分别在方波和正弦波位置指令信号作用下测试稳态

关 键 词： 直线开关磁阻电机 数字信号处理器 位置误差

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