无刷直流电机调速系统毕业设计开题报告.docx

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无刷直流电机调速系统毕业设计开题报告

无刷直流电机调速系统--毕业设计开题报告

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本科毕业设计（论文）

开题报告

学生姓名**

班级*****学号***********

题目无刷直流电机调速系统的研制

指导教师******

所在系电子与信息工程

专业******

教学服务中心制表

2013年03月

本科毕业设计（论文）开题报告

对题目的陈述

1.结合毕业设计（论文）课题情况，根据查阅的文献资料，撰写1000字左右的文献综述：

（说明选题意义、国内外研究现状、主要研究内容）

无刷直流电机控制系统是一种新型的调速系统，具有良好的运行、控制及经济性能，有着巨大的发展潜力。

其中无刷直流电机是利用电子换相替代机械换相和电刷，既具有直流电动机良好的调速性能，又具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等优点，在众多领域中得到了广泛的应用。

无刷直流电机的转矩脉动问题，严重阻碍了其调速系统性能的进一步提高和发挥，无法满足一些高精度场合的控制要求。

因此，研究能有效抑制无刷直流电机转矩脉动的高性能调速系统，具有非常重要的意义。

无刷直流电机是在有刷直流电机的基础上产生发展而来的，在传统电励磁电机当中，直流电机以其良好的转矩特性和快速响应能力而为工业界重视。

直流电机有调速性能好、运行效率高等诸多优点。

但是由于直流电机存在电刷、滑环等机械接触部件，存在机械磨损，需维护和保养，而且会产生噪声、无线电干扰和火花，因而不能在有粉尘、易燃易爆物质的环境中工作。

再加上直流电机制造成本高及维修困难等缺点，大大限制了它的应用范围。

针对上述传统直流电机的弊端，1955年，美国D．哈罩森等人首次申请了应用晶体管换相代替电动机机械换向器的专利，这就是现代无刷直流电机的雏形。

但由于该电动机尚无起动转矩而不能产品化。

而后又经过人们多年的努力，借助于霍尔元件来实现换相的无刷直流电动机终于在1962年诞生。

20世纪70年代以来，随着电力电子工业的飞速发展，许多新型的高性能半导体功率器件相继出现，以及高性能的永磁材料问世，均为无刷直流电机的广泛应用奠定了坚实的基础。

我国对无刷直流电机的研究起步比较晚，八十年代以前，国内对无刷直流电机的研究几乎空白。

1987年，在北京举办的联邦德国加工设备发展会，江苏大学硕士学位论文SIEMENS和BOSCH两公司展出了永磁式同步伺服系统和技术引进的热潮。

经过多年的努力，国内已有无刷直流电机的系列产品，形成了一定的生产规模。

尤其在近十几年来，随着电机技术及其相关学科的发展，无刷直流电动机得到了广泛的应用。

从有刷到无刷，从半控元件到全控元件，发展过程中各种新结构不断涌现，从电机结构到控制方式也层出不穷。

2.课题研究的方案设计（方法、手段、技术路线、可行性论证）

①本设计主要分为三个部分：

电机驱动系统，DSP控制系统，人机监控系统（如图所所示）。

本设计以DSP控制系统控制电机，DSP选用TMS320F2812芯片。

当按下启动按钮，DSP控制系统开始运行，DSP控制系统控制电机驱动程序，无刷直流电机开始工作，通过人机监控系统来实现监测控制，在人机监控界面设置增加或降低转速按键，信号从人机监控系统传入DSP控制系统，DSP控制系统接收信号并对电机驱动系统发出指令，从而实现对无刷直流电机转速的调控。

②各单元的主要作用：

DSP控制单元：

根据系统的运行设定参数以及系统的实时运行状态来实现对无刷直流电机的自适应调整控制；

电机驱动及系统保护单元：

主要完成对信号的放大和检测，当电机运行出现异常时，驱动芯片就会根据反馈的信息产生报错信号，并同时使电机驱动端口输出强制置低，锁定电机起到保护作用；

人机监控单元：

实现对系统实时运行监控，根据运行情况的改变进行必要的人为调整；

检测单元：

采集电机运行的相关信息，包括主回路电流信号、主驱动电压信号、电机转速及转相，并送给DSP主控制器。

③主要设计内容：

1、DSP数字信号处理控制系统的设计；

2、人机界面监控系统的设计；

3、电机驱动电路的设计；

4、系统硬件电路的设计；

5、系统检测保护电路的设计；

6、系统软件控制设计；

3.主要进度安排

时间（月/日）

毕业设计任务安排

3/01-3/18

整理资料，了解电动机工作原理和DSP控制系统的设计，完成开题报告。

3/19-3/31

通过查找资料，完成系统硬件电路的设计并画出系统硬件电路原理图。

4/01-4/15

完成电机驱动系统的设计及系统工作原理图。

4/16-4/30

完成系统控制软件的编写与调试并作出软件控制的原理图。

5/01-5/10

完成人机监控系统设计及监测保护电路的设计，并编写程序。

5/11-5/20

进一步完善设计，整理资料，完善所有提交问题。

5/21-5/31

撰写毕业设计论文。

6/01-6/15

准备答辩的相关事宜并参加答辩。

4.参考文献目录

[1]刘刚，王志强，房建成，《永磁无刷直流电机控制技术与应用》机械工业出版社2008.03

[2]谭建成，《永磁无刷直流电机技术》机械工业出版社2011.03

[3]史步海，张选正，《特种电动机调速控制技术及应用》华南理工大学出版社2010.03

[4]张卫宁，《TMS320C2000系列DSP原理及应用》国防工业出版社2002.04

[5]阮毅，陈伯时，《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》机械工业出版社2009.08

[6]高涛，陆丽娜，《C语言程序设计》西安交通大学出版2008.06

[7]阎治安，崔新艺，苏少平，《电机学》西安交通大学出版2008.06

[8]权东，《高性能无刷直流电机调速系统设计》2010.06

[9]网上资料，基于DSP无刷直流电机调速系统的设计等

学生（签名）：

***2013年03月15日

对开题报告的审查意见

指导教师意见（1.对“文献综述”的评语；2.对研究方案的评价和对研究结果的预测）：

指导教师（签名）：

年月日

专业审查意见：

（主要对题目难度、工作量、准备工作、方案设计给出评价）

负责人（签名）：

年月日

系审批意见：

负责人（签名）：

年月日

注：

栏目空间不够可另加附页。