基于DSP的局部通风机智能变频调速系统研究

摘要

本文根据煤矿现场的实际情况，分析了局部通风机的通风量和掘进巷道内的瓦斯浓度变化之间的关系，介绍了以电机控制专用的DSP芯片TMS320F2407为核心，结合模糊控制算法，应用电压空间矢量(SVPWM)的控制策略来实现高速动态响应功能，将复杂的控制电路用软件实现，在较少的硬件支持下，设计出一种高性能的变频调速系统。该系统可以快速的计算出结果，然后进行综合比较、分析、判断，最后输出最优选择。而且可以对结果进行诊断，发现故障时能及时报警处理。利用MATLAB仿真软件设计出变频调速的电气模型，得到仿真波形，基本达到预期效果。

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第一章绪论

1.1问题的提出

1.2变频调速系统的发展现状

1.3本文的研究目的及内容

1.3.1研究目的

1.3.2研究内容

1 4本课题研究的实际意义

1.5课题的来源

第二章智能局部通风机变频调速系统的总体设计思想

2.1瓦斯检测与局部通风机的控制

2.2掘进工作面瓦斯浓度的模糊控制

2.3局部通风机的变频控制策略的选择

2.4智能局部通风机变频调速系统的组成

第三章瓦斯浓度模糊控制器的设计

3.1模糊控制的产生及发展

3.2模糊控制在局部通风机自动控制中的应用

3.3瓦斯浓度模糊控制器的设计

3.3.1瓦斯浓度模糊控制器的结构

3.3.2输入输出变量的模糊化

3.3.3模糊控制规则的设计

3.3.4模糊推理与决策

3.3.5编制模糊算法的应用程序

第四章电压空间矢量调制变频调速系统的分析与仿真

4.1 SVPWM控制策略的引入

4.2电压矢量与磁链矢量的关系

4.4 SVPWM的调制流程

4.4.1判断Uout所在的扇区

4.4.2计算空间电压矢量的作用时间

4.4.3空间矢量的合成

4.5电压空间矢量算法的仿真

4.5.1 MATLAB/SIMULINK简介

4.5.2 SVPWM的SIMULINK仿真模型建立

4.5.3仿真结果分析

第五章智能局部通风机变频调速系统的硬件设计

5.1 TMS320LF2407A芯片的介绍

5.2适用于电机控制的主要特点

5.2.1 TMS320LF2407的EVA功能框图

5.2.2 TMS320LF2407的EVA中断

5.2.3 TMS320LF2407的全比较单元

5.2.4 TMS320LF2407内部的PWM电路

5.2.5空间PWM波形的产生

5.3主电路的设计

5.4控制电路的设计

5.5传感器的选用

5.6保护电路

5.6.1泵升电压保护电路

5.6.2欠压、过压保护电路的设计

5.6.3过流保护及电流反馈电路的设计

第六章DSP软件开发

6.1 DSP软件开发简介

6.1.1代码调试工具CCS2(code composer studio)的主要特性

6.1.2 COFF公共目标文件格式

6.2电压空间矢量SVPWM的编程实现

第七章实验结果及结论

7.1实验的主要调试设备

7.1.1 MCK2407A评估板概述

7.1.2 MCK2407A评估板操作

7.1.3数字存储示波器

7.2实验波形

7.3结论

7.4有待解决的问题

致谢

参考文献