TMS320X281x DSP應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

　　TMS320X281X DSP提供的外設(shè)資源主要針對(duì)控制領(lǐng)域設(shè)計(jì)，因此采用該系列DSP實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制、電源控制等更能夠發(fā)揮其特性。本書在介紹TMS320X281x DSP原理和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了UPS的數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)方法、空間矢量算法以及永磁同步電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)方法。本書還結(jié)合Mallab提供的功率仿真工具箱、TIC2000嵌入式目標(biāo)模塊，介紹了采用Matlab和DSP進(jìn)行快速原型設(shè)計(jì)的方法和實(shí)時(shí)調(diào)試方法，為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、評(píng)估和測(cè)試提供了完整的設(shè)計(jì)流程和實(shí)現(xiàn)方法。本書在介紹控制系統(tǒng)基本原理的基礎(chǔ)上，給出了基于DSP的實(shí)現(xiàn)方法和相關(guān)程序，為讀者掌握相關(guān)理論和實(shí)現(xiàn)方法提供了方便?！　”緯梢宰鳛榇髮W(xué)本科和研究生的“數(shù)字信號(hào)處理器原理與應(yīng)用”相關(guān)課程的教材，也可以作為數(shù)字信號(hào)處理器應(yīng)用開發(fā)人員的參考書。

書籍目錄

第1章　緒論1.1　數(shù)字信號(hào)處理器概述1.1.1　數(shù)字信號(hào)處理器的發(fā)展1.1.2　數(shù)字信號(hào)處理器的特點(diǎn)1.1.3　數(shù)字信號(hào)處理器的選型1.2　運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)概述1.2.1　運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)簡(jiǎn)介1.2.2　運(yùn)動(dòng)控制分類1.2.3　運(yùn)動(dòng)控制器的實(shí)現(xiàn)方式及特點(diǎn)1.3　電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)1.3.1　數(shù)字信號(hào)處理器在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用1.3.2　FPGA／cPLD在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用1.3.3　無(wú)速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制1.4　DSP電動(dòng)機(jī)控制實(shí)驗(yàn)開發(fā)套件簡(jiǎn)介第2章　C2000軟件開發(fā)基礎(chǔ)2.1　系統(tǒng)開發(fā)2.1.1　系統(tǒng)集成與調(diào)試工具2.1.2　代碼生成工具2.1.3　簡(jiǎn)易操作系統(tǒng)2.2　 C／C++編程基礎(chǔ)2.2.1　C／C++語(yǔ)言的主要特征2.2.2　輸出文件2.2.3　編譯器接口2.2.4　編譯器操作2.2.5　編譯器工具2.3　TMS320X28xx的C／C++編程2.3.1　概述2.3.2　傳統(tǒng)的宏定義方法2.3.3　位區(qū)定義和寄存器文件結(jié)構(gòu)方法2.3.4　使用位區(qū)的代碼大小及執(zhí)行效率2.4　C／C++語(yǔ)言與匯編混合編程2.5　TMS320X28xx定點(diǎn)處理器算法買現(xiàn)2.5.1　定點(diǎn)與浮點(diǎn)處理器比較2.5.2　采用Iqmath庫(kù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)處理器的運(yùn)算第3章TMS320X28xx處理器及其應(yīng)用3.1 TMS320X28xx系列處理器特點(diǎn)3.1.1 TMS320X28xx處理器外設(shè)3.1.2 TMS320X28xx處理器比較3.2　28xx處理器時(shí)鐘單元3.2.1時(shí)鐘單元基本結(jié)構(gòu)3.2.2鎖相環(huán)電路3.3　F28xx映射空間3.4　中斷及其應(yīng)用3.4.1　中斷概述及中斷源3.4.2　PIE中斷擴(kuò)展3.4.3　定時(shí)器中斷應(yīng)用舉例3.5　事件管理器及其應(yīng)用3.5.1　事件管理器簡(jiǎn)介3.5.2　事件管理器應(yīng)用舉例3.6　SPI接口及其應(yīng)用3.6.1　SPI接口簡(jiǎn)介3.6.2　SPI接口應(yīng)用實(shí)例3.7　CAN總線及其應(yīng)用3.7.1　CAN總線特點(diǎn)3.7.2　cAN總線數(shù)據(jù)格式3.7.3　CAN總線應(yīng)用舉例3.8　SCI接口及其應(yīng)用3.8.1　sCI接口特點(diǎn)3.8.2　SCI發(fā)送接收數(shù)據(jù)應(yīng)用3.9　模／數(shù)轉(zhuǎn)換單元3.9.1　模／數(shù)轉(zhuǎn)換單元概述3.9.2　排序器操作3.9.3　排序器的啟動(dòng)／停止模式3.9.4　輸入觸發(fā)源3.9.5　排序轉(zhuǎn)換的中斷操作3.9.6　ADC的時(shí)鐘控制3.9.7　ADC參考電壓3.9.8　ADC應(yīng)用舉例第4章　Embedded target for TI C20004.1　Enlbedded Target for TI C22000的主要特點(diǎn)4.2　TI c2000 DSP嵌入式目標(biāo)模塊和CCS集成開發(fā)環(huán)境4.2.1　默認(rèn)項(xiàng)目配置4.2.2　custom—Mw的默認(rèn)設(shè)置4.2.3　支持的數(shù)據(jù)類型4.3　調(diào)度和時(shí)序4.3.1　基于定時(shí)器的中斷處理4.3.2　異步中斷處理4.4　目標(biāo)系統(tǒng)模型創(chuàng)建4.4.1　模塊庫(kù)的使用4.4.2　設(shè)置仿真配置參數(shù)4.4.3　系統(tǒng)目標(biāo)類型和存儲(chǔ)器管理4.4.4　創(chuàng)建模型4.5　C20001ib的使用4.5.1　配置模型設(shè)置4.5.2　向模型中添加功能模塊4.5.3　模型的代碼生成4.6　Iqmath庫(kù)應(yīng)用4.6.1　Iqmath庫(kù)介紹4.6.2　數(shù)的定標(biāo)4.7　模塊庫(kù)4.7.1　模塊庫(kù)概述4.7.2　目標(biāo)系統(tǒng)模塊庫(kù)的使用方法4.7.3　c281x處理器目標(biāo)支持庫(kù)的使用方法4.8應(yīng)用舉例第5章　智能不間斷電源的設(shè)計(jì)5.1　引言5.2　UPS的基本特點(diǎn)和功能要求5.3　UPS的數(shù)字控制技術(shù)5.4　基于數(shù)字信號(hào)處理器的智能UPS設(shè)計(jì)5.4.1　智能UPS的結(jié)構(gòu)5.4.2　在線UPS原理5.4.3　智能UPS的硬件設(shè)計(jì)5.4.4　智能UPS的軟件設(shè)計(jì)第6章　空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)6.1　空間矢量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)6.2　矢量控制中的坐標(biāo)變換6.2.1　三相定子A—B—C坐標(biāo)系與兩相定子a-β坐標(biāo)系之間的變換6.2.2　d—q垂直坐標(biāo)系與M—T定向坐標(biāo)系之間的變換6.3　空間矢量基本原理及實(shí)現(xiàn)6.3.1　空間矢量的基本原理6.3.2　空間矢量的DSP實(shí)現(xiàn)第7章　基于TMS320F2812的永磁同步電動(dòng)機(jī)控制7.1　概述7.2　永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型7.2.1　電壓方程7.2.2轉(zhuǎn)矩方程7.3永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制法分析7.3.1　永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制原理簡(jiǎn)介7.3.2　弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制方法7.4　磁場(chǎng)定向算法介紹7.4.1　磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7.4.2　矢量變換原理及其應(yīng)用7.4.3　TMS320F2812實(shí)現(xiàn)空間矢量控制算法7.5　永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)7.5.1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7.5.2 控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)第8章　基于DSP的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)8.1　介紹8.2　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理8.2.1　反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)8.2.2 單極性步進(jìn)電動(dòng)機(jī)8.2.3　雙極性步進(jìn)電動(dòng)機(jī)8.2.4　雙線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)8.3　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的物理特性8.3.1　靜態(tài)特性8.3.2　半步和微步控制8.3.3　摩擦力和死區(qū)8.3.4　動(dòng)態(tài)特性8.3.5　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的共振問(wèn)題8.4　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)8.4.1　介紹8.4.2　可變磁阻步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)8.4.3　單極性永磁電動(dòng)機(jī)和混合電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)8.4.4　單極和可變磁阻驅(qū)動(dòng)8.4.5　雙極性電動(dòng)機(jī)和H橋驅(qū)動(dòng)電路8.5　采用TMS320F2812實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制8.5.1　硬件設(shè)計(jì)8.5.2　軟件設(shè)計(jì)第9章　交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)控制方法9.1　介紹9.2　感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本原理9.2.1　交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)9.2.2　感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性9.3　感應(yīng)電動(dòng)機(jī)控制策略9.3.1　脈寬調(diào)制控制9.3.2　滑差控制驅(qū)動(dòng)器9.3.3　矢量控制驅(qū)動(dòng)器9.3.4　無(wú)測(cè)速器調(diào)速控制9.4　交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的坐標(biāo)變換9.5　感應(yīng)電動(dòng)機(jī)建模與仿真9.5.1　三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的模型9.5.2　dqo靜止和同步參考坐標(biāo)9.5.3　靜止參考坐標(biāo)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的仿真9.5.4　磁場(chǎng)定向控制方法的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的仿真9.6　感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)9.6.1 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的矢量控制9.6.2　感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的無(wú)速度傳感器控制第10章　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)10.1　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)10.1.1　定子10.1.2　轉(zhuǎn)子10.1.3　霍爾傳感器10.1.4　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)10.2　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)與其他電動(dòng)機(jī)的性能比較10.2.1　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)和有刷直流電動(dòng)機(jī)的比較10.2.2　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的比較10.2.3　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)的比較10.3　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的操作原理10.3.1　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程10.3.2　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制結(jié)構(gòu)10.3.3　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的換相及控制10.4　基于28xx處理器的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制10.4.1　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)10.4.2　控制實(shí)現(xiàn)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 緒論　　近年來(lái)，由于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）、電力電子以及控制理論和控制方法的快速發(fā)展，數(shù)字控制系統(tǒng)已經(jīng)成為控制技術(shù)發(fā)展的主流。帶特殊外設(shè)的高M(jìn)IPS數(shù)字信號(hào)處理器，除顯著地改善產(chǎn)品性能外，還大大地簡(jiǎn)化了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程。DSP非凡的處理能力，使得制造商能滿足用戶不斷增加的需求，比如可設(shè)計(jì)出較高效率和可精確變速度的速度控制系統(tǒng)、智能不問(wèn)斷電源（UPS）控制系統(tǒng)?！　‰娏︱?qū)動(dòng)器（electric drives）因具有良好的可控性（controllability）、靈活性（flexibility）以及準(zhǔn)確性（precision），在工業(yè)上均已有廣泛的應(yīng)用，其中，直流驅(qū)動(dòng)器（DC servo drive）與交流驅(qū)動(dòng)器（AC servo drive）作為工業(yè)自動(dòng)化的關(guān)鍵組件尤為突出。在各種電動(dòng)機(jī)應(yīng)用中，交流電動(dòng)機(jī)又占了絕大多數(shù)，但因?yàn)榻涣麟妱?dòng)機(jī)變速控制的困難與復(fù)雜性，過(guò)去主要應(yīng)用于定轉(zhuǎn)速場(chǎng)合。近年來(lái)由于大規(guī)模集成電路的快速發(fā)展、功率電子器件的進(jìn)步以及先進(jìn)控制算法的實(shí)現(xiàn)，再加上計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的日漸成熟，復(fù)雜的控制方法可以在以微處理器或數(shù)字信號(hào)處理器為基礎(chǔ)的硬件系統(tǒng)上采用軟件實(shí)現(xiàn)，使得無(wú)級(jí)變速的交流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)界。另外，加上交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)本身的優(yōu)點(diǎn)以及數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等，或是煉鋼廠、碾紙廠、紡紗廠等輾壓設(shè)備的同步轉(zhuǎn)速控制，都能發(fā)揮其優(yōu)越的性能，因而交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逐漸取代了傳統(tǒng)式的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?！　〗涣骺刂葡到y(tǒng)之所以得到如此快的發(fā)展和普及，主要得益于先進(jìn)的控制方法（如空間矢量、直接轉(zhuǎn)矩等）和實(shí)現(xiàn)這些復(fù)雜控制算法的硬件平臺(tái)。而在整個(gè)交流控制系統(tǒng)尤其是高精度、高效率的交流伺服控制系統(tǒng)中，數(shù)字信號(hào)處理器為實(shí)現(xiàn)高性能的控制算法提供了良好的硬件平臺(tái)，并為更復(fù)雜的控制算法、智能控制系統(tǒng)乃至網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了硬件支撐?！　?2位的TMS320X28xx系列DSP整合了DSP和微控制器的最佳特性，能夠在一個(gè)周期內(nèi)完成32×32位的乘法累加運(yùn)算，或兩個(gè)l6×16位乘法累加運(yùn)算，能夠完成64位的數(shù)據(jù)處理，從而使該處理器能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的處理任務(wù)。快速的中斷響應(yīng)能夠使28xx保護(hù)關(guān)鍵的寄存器以及快速（更小的中斷延時(shí)）響應(yīng)外部異步事件。28xx帶有8級(jí)流水線存儲(chǔ)器訪問(wèn)保護(hù)機(jī)制，流水線使得28xx高速運(yùn)行時(shí)不需要大容量的快速存儲(chǔ)器。專門的分支跳轉(zhuǎn)（branch-look-ahead）硬件減少了條件指令執(zhí)行的反應(yīng)時(shí)間，條件存儲(chǔ)操作更進(jìn)一步提高了28xx的性能。TMS320X28xx系列DSP集成了事件管理器（281X）、ePWM、eCAP、eQEP（F2808、F2806、F2801）、模／數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、SPl外設(shè)接口、SCI通信接口、eCAN總線通信模塊、看門狗、通用目的數(shù)字量I／O、PLL時(shí)鐘模塊、多通道緩沖串口、外部中斷接口、存儲(chǔ)器及其接口、內(nèi)部集成電路（12C）等多種外設(shè)單元，為功能復(fù)雜的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了方便。

編輯推薦

　　本書是關(guān)于介紹“TMS320X281x DSP應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)”的教學(xué)用書，書中詳細(xì)介紹了UPS的數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)方法、空間矢量算法以及永磁同步電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)方法。　　本書可以作為大學(xué)本科和研究生的“數(shù)字信號(hào)處理器原理與應(yīng)用”相關(guān)課程的教材，也可以作為數(shù)字信號(hào)處理器應(yīng)用開發(fā)人員的參考書。

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