论文总字数：21420字

摘 要

四旋翼遥控飞机能在近地面完成侦察、勘测等任务。军事前景和民用前景都很可观。它相比传统飞机，具有新颖的外形和卓越的性能，同时，它的成本也很低，吸引了广大科研人员参与研究。本文所探讨的直流电机调速问题，对维持飞机稳定运行和控制飞机飞行方向有决定性的作用。

本文主要涉及通过软件编程实现PID算法思想。通过TMS320F28335DSP微控制器对四个电机单独调速。根据地面控制中心指令及电子陀螺仪当前的姿态信息动态调速，保持飞机的平稳运行及控制指令的有效性。在编程上，用C语言驱动TMS320F28335芯片，产生PWM波，通过控制PWM波占空比来调节电机转动速度。用CAP捕获单元捕获电机过零点启动中断，执行电机换相操作，维持电机运转。

实验结果表明，TMS320F28335芯片可以正常产生PWM波形，并且CAP捕获单元可以正常使用并进入中断程序，并且可以利用PID算法控制PWM波形的占空比。

关键词：直流电机调速 TMS320F28335 PWM波

The Realization of The Non-inductive Brushless DC Motor Speed Regulation

Abstract

Four rotary wing remote control aircraft can be used in the near ground environment for the implementation of surveillance and reconnaissance missions, with a broad military and civilian prospects. It has a novel shape, low cost and excellent performance have a strong appeal for the majority of researchers . The realization of DC motor speed control，which is studied in this paper，has a decisive role in maintaining the stability of aircraft and controlling the direction of flight.

The content of this research is to realize the PID algorithm idea through software programming and to realize the speed control of four motors by TMS320F28335DSP microcontroller. According to the ground control center command and the current attitude information of the electronic gyroscope, the dynamic speed regulation is to maintain the stability of the aircraft and the effectiveness of the control instructions. In the programming, using C language to drive the DSP28335 chip, produce PWM wave, through the control of PWM wave duty cycle to adjust the motor rotation speed. Using CAP capture unit to capture the motor starting point to start the interruption, the implementation of motor commutation operation, maintenance of motor operation.

Experimental results show that the DSP28335 chip can normally generate PWM waveform, and the CAP capture unit can be used normally and enter the interrupt program, and can use the PID algorithm to control the PWM waveform duty cycle. 

Key Words:DC motor speed regulation; TMS320F28335; PWM wave

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 课题研究意义及内容 1

1.3 研究现状 2

1.3.1 国外研究现状 2

1.3.2 国内研究现状 2

1.4 本文内容简介 3

第二章 TMS320F28335芯片各模块功能简介 4

2.1 通用GPIO模块 4

2.2 ADC模块 5

2.3 EPWM模块 7

2.4 ECAP模块 8

第三章 无刷无感直流电机调速原理 10

3.1 无刷无感直流电机的工作原理 10

3.2 无刷无感直流电机的调速原理 10

3.2.1 PWM波形的产生与设置 11

3.2.2 PID算法思想与公式实现 13

第四章 无刷无感直流电机调速软件实现 15

4.1利用捕获单元启动PWM输出 15

4.2 四电机调速实现方案 19

4.3 PID算法编程实现 20

4.4 ADC模块采样 22

4.5 调速程序设计 24

第五章 总结与展望 26

5.1 总结与评价 26

5.2 展望 26

参考文献 28

致 谢 30

第一章 绪论

1.1 引言

四旋翼无人飞行器是由四个相互独立的直流电机驱动运转的无人驾驶的小型飞行器。人们可以在四旋翼飞行器上安装摄像头来对特殊地形进行拍摄工作。例如，四旋翼无人飞行器在雅安地震的灾后地质勘测中进行了20多分钟的拍摄，起到了重大作用。这次亮相使四旋翼无人飞行器为公众所熟知。

四旋翼遥控飞机可以应用在很多地方。例如，在像地震等自然灾害发生时，救援人员需要了解灾区的地形和环境情况，而无人飞行器可以快速到达指定地点并拍摄现场情况，并将数据发送到指挥部，以供救援工作所需。在其他领域，如公共安全领域、军事领域等，四旋翼飞行器也有大量的应用。

广泛的应用也对四旋翼无人飞行器提出了更高的要求。例如，飞行的稳定性，与控制中心通信的连续性，是否能够准确调整速度以控制飞行方向，以及是否具备稳定的失控返航功能等。这些都需要有一个可靠的飞行器控制系统，通常所用的是PID控制器。PID控制器算法简洁稳定，线性调节，得到了广泛的应用。

1.2 课题研究意义及内容

四旋翼无人飞行器所用的电机，俗称为“马达”。马达是一种电磁装置，它在电路中用字母M表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为电器或各种机械的动力源。电机不仅应用于四旋翼飞行器，在水电建设、火力发电、建筑、采矿等大型工业也有应用。同时，在生活中的电动车，风扇中也得到了应用。

请支付后下载全文，论文总字数：21420字