学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

带Modbus协议的永磁同步电动机伺服系统的研究

作　者: 宋杰
导　师: 姜淑忠
学　校: 上海交通大学
专　业: 电机与电器
关键词: Modbus协议 永磁同步电动机伺服系统 触摸屏 磁场定向控制
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 70次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着现代工业的不断发展,永磁同步电动机伺服系统的应用日益广泛,一般由触摸屏、PLC、驱动器和永磁电动机构成,PLC担负触摸屏与驱动器之间的数据传送。在应用数量较多的独立控制系统中,由于输入输出点数较少,PLC的功能可移植到驱动器中,从而省掉PLC。本文研制的永磁同步电动机伺服系统,仅包括触摸屏、驱动器和永磁电动机,驱动器与触摸屏用Modbus协议直接通讯,驱动器除完成永磁同步电动机的伺服控制,还完成系统的其他功能控制。本文首先阐述了永磁同步电动机伺服系统的一般结构,针对独立控制系统的结构,提出了带Modbus协议的驱动器研制方案,目的在于所研制的驱动器能与人机界面优良的触摸屏直接进行通信。由于Modbus协议直观简洁、可靠性高以及被触摸屏广泛采用,本文详尽剖析了Modbus协议的数据格式、校验码生成算法,并设计了工业用触摸屏与DSP的通信接口电路。然后概括了通用伺服驱动器的设计要求,以磁场定向控制原理为基础,设计了永磁同步伺服系统的硬件电路和软件模块,并在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真。实验和仿真结果表明,DSP为核心的驱动器可直接与具有Modbus协议的触摸屏通信,控制永磁同步电动机和系统功能的软、硬件设计方案切实可行。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 问题的提出  9-10
  1.2 国内外永磁同步伺服系统的发展状况  10-11
  1.3 本课题的研究意义  11-12
  1.4 所做的工作及论文结构  12
  1.5 本章小结  12-13
第二章 永磁同步电动机伺服系统的硬件设计  13-42
  2.1 通用伺服驱动器的要求  13-14
  2.2 永磁同步电动机伺服系统的结构  14-20
    2.2.1 触摸屏  14-15
    2.2.2 永磁同步电机的结构  15-18
    2.2.3 永磁同步电动机驱动器  18-20
  2.3 永磁同步电动机的磁场定向控制  20-32
    2.3.1 磁场定向控制的原理  20-24
    2.3.2 磁场定向控制的实现  24-25
    2.3.3 电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)  25-32
  2.4 硬件模块的设计  32-41
    2.4.1 电机控制专用DSP 芯片- TMS320F2812  33-34
    2.4.2 电源回路的设计  34
    2.4.3 光电编码硬件接口  34-36
    2.4.4 电流采样电路  36-38
    2.4.5 电压采样电路  38-39
    2.4.6 逆变器电路图  39-41
    2.4.7 Modbus 通信串口电路  41
  2.5 本章小结  41-42
第三章 MODBUS 协议在伺服系统中的应用  42-55
  3.1 MODBUS 协议简介  42-49
    3.1.1 Modbus 协议  42-46
    3.1.2 循环冗余校验  46-47
    3.1.3 Modbus 消息帧格式  47-49
  3.2 MODBUS 通信的硬件电路  49-51
  3.3 MODBUS 通信的软件实现  51-54
  3.4 本章小结  54-55
第四章 永磁同步电动机伺服系统的软件设计  55-66
  4.1 永磁同步电动机伺服系统的软件方案  55-58
  4.2 转子初始位置  58-60
  4.3 相电流及母线电压采样  60
  4.4 正余弦的计算  60-61
  4.5 电机转速的计算  61-63
  4.6 坐标变换实现  63-64
  4.7 SVPWM 的产生  64-65
  4.8 本章小结  65-66
第五章 永磁同步电动机伺服系统的MATLAB 仿真  66-77
  5.1 MATLAB 简介  66
  5.2 PMSM 和逆变器模块  66-67
  5.3 坐标变换和PI 调节器模块  67-69
  5.4 SVPWM 仿真模型的建立  69-73
  5.5 控制系统仿真模型的建立  73-74
  5.6 仿真结果与结论  74-76
  5.7 本章小结  76-77
第六章 实验结果与结论  77-81
  6.1 实验结果  77-79
  6.2 结论  79-81
参考文献  81-83
致谢  83-84
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  84-86

相似论文

  1. 电子提花编织机电控系统设计,TS183
  2. 基于ARM的TFT-LCD面板检测设备软件的研究,TN873.93
  3. 基于Modbus协议的医用气体压力集散监测系统开发,R197.39
  4. 太阳能热水器采暖控制系统的设计,TP273
  5. 太阳能集热洗浴控制系统的设计及其故障检测,TP273
  6. 离心压缩机监控系统的设计与应用,TP277
  7. 柔性制造教学系统的开发,TH165-4
  8. 基于ARM和Linux的嵌入式汽车虚拟仪表系统的研究,U463.7
  9. 基于语言转换的嵌入式软PLC系统的研究与设计,TP273
  10. 同步电动机气隙磁场定向矢量控制技术的研究,TM341
  11. 媒体终端触摸屏的设计与实现,TP334.3
  12. 基于移动触摸屏的显示屏交互技术的研究与实现,TP334.3
  13. 一种电阻式触摸屏控制器芯片设计,TN402
  14. 基于红外光电技术的多点触摸屏设计与实现,TP273
  15. 基于PLC的沥青路面热再生养护车控制系统研究,U418.6
  16. 工业无线监控终端的研究与开发,TP277
  17. 基于ModbusRTU及Web的生态厕所控制系统研究,TP273
  18. 基于μC/OS-Ⅱ的以太网与RS485通信网关的研究与实现,TP273.5
  19. QT9-15混凝土砌块成型自动化生产线控制系统开发,TP273
  20. 钕铁硼氢粉碎工艺计算机控制系统的研究,TP273.5
  21. 嵌入式系统中I/O设备管理及驱动设计,TP368.1

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 同步电机
© 2012 www.xueweilunwen.com