TMS320X281x DSP應用系統(tǒng)設計

內(nèi)容概要

　　TMS320X281X DSP提供的外設資源主要針對控制領域設計，因此采用該系列DSP實現(xiàn)運動控制、電源控制等更能夠發(fā)揮其特性。本書在介紹TMS320X281x DSP原理和應用的基礎上，詳細介紹了UPS的數(shù)字控制實現(xiàn)方法、空間矢量算法以及永磁同步電動機、步進電動機、交流感應電動機、無刷直流電動機的控制實現(xiàn)方法。本書還結合Mallab提供的功率仿真工具箱、TIC2000嵌入式目標模塊，介紹了采用Matlab和DSP進行快速原型設計的方法和實時調(diào)試方法，為系統(tǒng)的設計、評估和測試提供了完整的設計流程和實現(xiàn)方法。本書在介紹控制系統(tǒng)基本原理的基礎上，給出了基于DSP的實現(xiàn)方法和相關程序，為讀者掌握相關理論和實現(xiàn)方法提供了方便?！　”緯梢宰鳛榇髮W本科和研究生的“數(shù)字信號處理器原理與應用”相關課程的教材，也可以作為數(shù)字信號處理器應用開發(fā)人員的參考書。

書籍目錄

第1章　緒論1.1　數(shù)字信號處理器概述1.1.1　數(shù)字信號處理器的發(fā)展1.1.2　數(shù)字信號處理器的特點1.1.3　數(shù)字信號處理器的選型1.2　運動控制系統(tǒng)技術概述1.2.1　運動控制技術簡介1.2.2　運動控制分類1.2.3　運動控制器的實現(xiàn)方式及特點1.3　電動機運動控制系統(tǒng)實現(xiàn)技術1.3.1　數(shù)字信號處理器在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應用1.3.2　FPGA／cPLD在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應用1.3.3　無速度傳感器直接轉矩控制1.4　DSP電動機控制實驗開發(fā)套件簡介第2章　C2000軟件開發(fā)基礎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　簡易操作系統(tǒng)2.2　 C／C++編程基礎2.2.1　C／C++語言的主要特征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構方法2.3.4　使用位區(qū)的代碼大小及執(zhí)行效率2.4　C／C++語言與匯編混合編程2.5　TMS320X28xx定點處理器算法買現(xiàn)2.5.1　定點與浮點處理器比較2.5.2　采用Iqmath庫函數(shù)實現(xiàn)定點處理器的運算第3章TMS320X28xx處理器及其應用3.1 TMS320X28xx系列處理器特點3.1.1 TMS320X28xx處理器外設3.1.2 TMS320X28xx處理器比較3.2　28xx處理器時鐘單元3.2.1時鐘單元基本結構3.2.2鎖相環(huán)電路3.3　F28xx映射空間3.4　中斷及其應用3.4.1　中斷概述及中斷源3.4.2　PIE中斷擴展3.4.3　定時器中斷應用舉例3.5　事件管理器及其應用3.5.1　事件管理器簡介3.5.2　事件管理器應用舉例3.6　SPI接口及其應用3.6.1　SPI接口簡介3.6.2　SPI接口應用實例3.7　CAN總線及其應用3.7.1　CAN總線特點3.7.2　cAN總線數(shù)據(jù)格式3.7.3　CAN總線應用舉例3.8　SCI接口及其應用3.8.1　sCI接口特點3.8.2　SCI發(fā)送接收數(shù)據(jù)應用3.9　模／數(shù)轉換單元3.9.1　模／數(shù)轉換單元概述3.9.2　排序器操作3.9.3　排序器的啟動／停止模式3.9.4　輸入觸發(fā)源3.9.5　排序轉換的中斷操作3.9.6　ADC的時鐘控制3.9.7　ADC參考電壓3.9.8　ADC應用舉例第4章　Embedded target for TI C20004.1　Enlbedded Target for TI C22000的主要特點4.2　TI c2000 DSP嵌入式目標模塊和CCS集成開發(fā)環(huán)境4.2.1　默認項目配置4.2.2　custom—Mw的默認設置4.2.3　支持的數(shù)據(jù)類型4.3　調(diào)度和時序4.3.1　基于定時器的中斷處理4.3.2　異步中斷處理4.4　目標系統(tǒng)模型創(chuàng)建4.4.1　模塊庫的使用4.4.2　設置仿真配置參數(shù)4.4.3　系統(tǒng)目標類型和存儲器管理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庫應用4.6.1　Iqmath庫介紹4.6.2　數(shù)的定標4.7　模塊庫4.7.1　模塊庫概述4.7.2　目標系統(tǒng)模塊庫的使用方法4.7.3　c281x處理器目標支持庫的使用方法4.8應用舉例第5章　智能不間斷電源的設計5.1　引言5.2　UPS的基本特點和功能要求5.3　UPS的數(shù)字控制技術5.4　基于數(shù)字信號處理器的智能UPS設計5.4.1　智能UPS的結構5.4.2　在線UPS原理5.4.3　智能UPS的硬件設計5.4.4　智能UPS的軟件設計第6章　空間矢量脈寬調(diào)制技術6.1　空間矢量控制系統(tǒng)結構6.2　矢量控制中的坐標變換6.2.1　三相定子A—B—C坐標系與兩相定子a-β坐標系之間的變換6.2.2　d—q垂直坐標系與M—T定向坐標系之間的變換6.3　空間矢量基本原理及實現(xiàn)6.3.1　空間矢量的基本原理6.3.2　空間矢量的DSP實現(xiàn)第7章　基于TMS320F2812的永磁同步電動機控制7.1　概述7.2　永磁同步電動機的數(shù)學模型7.2.1　電壓方程7.2.2轉矩方程7.3永磁同步電動機的矢量控制法分析7.3.1　永磁同步電動機矢量控制原理簡介7.3.2　弦波永磁同步電動機的矢量控制方法7.4　磁場定向算法介紹7.4.1　磁場定向控制系統(tǒng)結構7.4.2　矢量變換原理及其應用7.4.3　TMS320F2812實現(xiàn)空間矢量控制算法7.5　永磁同步電動機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)7.5.1　系統(tǒng)結構7.5.2 控制系統(tǒng)實現(xiàn)第8章　基于DSP的步進電動機控制系統(tǒng)8.1　介紹8.2　步進電動機的原理8.2.1　反應式步進電動機8.2.2 單極性步進電動機8.2.3　雙極性步進電動機8.2.4　雙線步進電動機8.3　步進電動機的物理特性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　動態(tài)特性8.3.5　步進電動機的共振問題8.4　步進電動機驅動設計8.4.1　介紹8.4.2　可變磁阻步進電動機驅動8.4.3　單極性永磁電動機和混合電動機驅動8.4.4　單極和可變磁阻驅動8.4.5　雙極性電動機和H橋驅動電路8.5　采用TMS320F2812實現(xiàn)步進電動機控制8.5.1　硬件設計8.5.2　軟件設計第9章　交流感應電動機控制方法9.1　介紹9.2　感應電動機的基本原理9.2.1　交流感應電動機的基本結構9.2.2　感應電動機的轉速特性9.3　感應電動機控制策略9.3.1　脈寬調(diào)制控制9.3.2　滑差控制驅動器9.3.3　矢量控制驅動器9.3.4　無測速器調(diào)速控制9.4　交流感應電動機的坐標變換9.5　感應電動機建模與仿真9.5.1　三相感應電動機的模型9.5.2　dqo靜止和同步參考坐標9.5.3　靜止參考坐標感應電動機的仿真9.5.4　磁場定向控制方法的感應電動機的仿真9.6　感應電動機的控制實現(xiàn)9.6.1 感應電動機的矢量控制9.6.2　感應電動機的無速度傳感器控制第10章　無刷直流電動機10.1　無刷直流電動機的基本結構和特點10.1.1　定子10.1.2　轉子10.1.3　霍爾傳感器10.1.4　無刷直流電動機特點10.2　無刷直流電動機與其他電動機的性能比較10.2.1　無刷直流電動機和有刷直流電動機的比較10.2.2　無刷直流電動機和感應電動機的比較10.2.3　無刷直流電動機與異步電動機的比較10.3　無刷直流電動機的操作原理10.3.1　無刷直流電動機的工作過程10.3.2　無刷直流電動機的控制結構10.3.3　無刷直流電動機的換相及控制10.4　基于28xx處理器的無刷直流電動機控制10.4.1　系統(tǒng)硬件結構10.4.2　控制實現(xiàn)參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章 緒論　　近年來，由于數(shù)字信號處理器（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)成為控制技術發(fā)展的主流。帶特殊外設的高MIPS數(shù)字信號處理器，除顯著地改善產(chǎn)品性能外，還大大地簡化了產(chǎn)品的設計過程。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，比如可設計出較高效率和可精確變速度的速度控制系統(tǒng)、智能不問斷電源（UPS）控制系統(tǒng)。　　電力驅動器（electric drives）因具有良好的可控性（controllability）、靈活性（flexibility）以及準確性（precision），在工業(yè)上均已有廣泛的應用，其中，直流驅動器（DC servo drive）與交流驅動器（AC servo drive）作為工業(yè)自動化的關鍵組件尤為突出。在各種電動機應用中，交流電動機又占了絕大多數(shù)，但因為交流電動機變速控制的困難與復雜性，過去主要應用于定轉速場合。近年來由于大規(guī)模集成電路的快速發(fā)展、功率電子器件的進步以及先進控制算法的實現(xiàn)，再加上計算機輔助設計的日漸成熟，復雜的控制方法可以在以微處理器或數(shù)字信號處理器為基礎的硬件系統(tǒng)上采用軟件實現(xiàn)，使得無級變速的交流電動機控制系統(tǒng)得以實現(xiàn)，并廣泛應用于工業(yè)界。另外，加上交流感應電動機本身的優(yōu)點以及數(shù)控機床、工業(yè)機器人等，或是煉鋼廠、碾紙廠、紡紗廠等輾壓設備的同步轉速控制，都能發(fā)揮其優(yōu)越的性能，因而交流電動機驅動系統(tǒng)逐漸取代了傳統(tǒng)式的直流電動機驅動系統(tǒng)?！　〗涣骺刂葡到y(tǒng)之所以得到如此快的發(fā)展和普及，主要得益于先進的控制方法（如空間矢量、直接轉矩等）和實現(xiàn)這些復雜控制算法的硬件平臺。而在整個交流控制系統(tǒng)尤其是高精度、高效率的交流伺服控制系統(tǒng)中，數(shù)字信號處理器為實現(xiàn)高性能的控制算法提供了良好的硬件平臺，并為更復雜的控制算法、智能控制系統(tǒng)乃至網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的實現(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，能夠在一個周期內(nèi)完成32×32位的乘法累加運算，或兩個l6×16位乘法累加運算，能夠完成64位的數(shù)據(jù)處理，從而使該處理器能夠實現(xiàn)更高精度的處理任務?？焖俚闹袛囗憫軌蚴?8xx保護關鍵的寄存器以及快速（更小的中斷延時）響應外部異步事件。28xx帶有8級流水線存儲器訪問保護機制，流水線使得28xx高速運行時不需要大容量的快速存儲器。專門的分支跳轉（branch-look-ahead）硬件減少了條件指令執(zhí)行的反應時間，條件存儲操作更進一步提高了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)轉換模塊、SPl外設接口、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時鐘模塊、多通道緩沖串口、外部中斷接口、存儲器及其接口、內(nèi)部集成電路（12C）等多種外設單元，為功能復雜的控制系統(tǒng)設計提供了方便。

編輯推薦

　　本書是關于介紹“TMS320X281x DSP應用系統(tǒng)設計”的教學用書，書中詳細介紹了UPS的數(shù)字控制實現(xiàn)方法、空間矢量算法以及永磁同步電動機、步進電動機、交流感應電動機、無刷直流電動機的控制實現(xiàn)方法。　　本書可以作為大學本科和研究生的“數(shù)字信號處理器原理與應用”相關課程的教材，也可以作為數(shù)字信號處理器應用開發(fā)人員的參考書。

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