Apply DSP to Permanent Magnet Linear Synchronous Motor for Speed Estimation and Control
丁建銘、陳昭雄
E-mail: [email protected]
ABSTRACT
This paper develops new control systems of linear synchronous motors based on the DSP structure. The hardware use DSP of TMS320LF2407A to act as a main controller. Moreover, we also design a current feedback circuit, a encoder feedback circuit ,and a D/A circuit to complete a closed loop control. DSP runs control programs, including field-oriented vector transformation and dections of position, speed and current. Then the controller output a control signal to the driver. Base on this signal, the driver outputs three phases voltage to drive Linear Permanent Magnet Synchronous Motor（LPMSM）. The proposed controller can sucessesfully complete positioning LPMSM with accuracy. Otherwise, we use grey forecasting theory to estimate the speed of LMPSM, and design PID controller and fuzzy controller, respectively. Finally, experiments performed on a practical system.
Compare with those two controllers and demonstrate the effectiveness of the proposed methods.
Keywords : LPMSM ; DSP ; Fuzzy control ; Speed Estimation
Table of Contents
目錄 封面內頁 簽名頁 授權書... iii 中文摘要... iv
ABSTRACT... v 誌謝... vi 目錄... vii 圖目 錄... ix 表目錄... xii 符號說明... xiii 第一章 緒 論... 1 1.1 研究動機... 1 1.2 研究目的與方法... 2 1.3 文獻回
顧... 3 1.4 內容大綱... 4 第二章 永磁式同步線性馬達實驗平台... 5 2.1 硬體架 構... 5 2.2 系統作動原理... 7 2.3 線性馬達種類與作動原理... 9 第三章 控制系 統硬體設計... 13 3.1 霍爾電流感測器迴授電路... 13 3.2 光學尺電路... 17 3.3 數位轉 類比電路... 21 3.4 DC電源供應器... 23 3.5 驅動器規格介紹... 25 3.6 TI TMS320LF2407A DSP規格介紹... 27 3.6.1 TMS320LF2407A 微控器結構介紹... 29 3.6.2 記憶體空間配置及I/O 配置... 32 3.6.3 控制軟體開發設計... 36 第四章 建模與控制器設計... 38 4.1永磁同步線性馬 達數學模型... 38 4.1.1 座標轉換... 38 4.1.2 永磁同步線性馬達數學模型... 40 4.2速度估測 器... 42 4.2.1 灰色預測背景... 43 4.2.2 速度估測器設計... 43 4.3 PID控制器設 計... 45 4.3.1 速度控制迴路... 46 4.3.2 位置控制迴路... 48 4.3.3 PID控制器模 擬... 49 4.4 糢糊控制器設計... 52 4.4.1 模糊理論背景... 52 4.4.2 模糊系統架 構... 53 4.4.3 模糊控制器設計... 57 4.4.4 模糊控制器模擬... 61 第五章 實驗成 果... 64 5.1 控制器的實驗（無負載）... 64 5.2 控制器的實驗（有負載）... 67 第六章 結 論與未來展望... 76 參考文獻... 77
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