一、適用范圍：

      EL-DSPMCK-IV型DSP電機控制實驗開發套件以下簡稱EL-MCKIV電機控制套件，是針對工科高校本科電氣信息類、控制類、電氣工程及其自動化專業以及自動化專業的實驗教學而設計的一個系列產品，適合于DSP應用于電機數字控制的實驗和技術研究。

二、結構簡介及特點：

      采用集成結構，能實現五種電機的控制，包括三相交流異步電機，直流有刷電機，直流無刷電機，永磁同步電機和三相步進電機。也可以單獨控制一種電機，成本更低。

1、產品結構特點

（1）功率部件采用國際整流器IR公司的IPM模塊IRAMS06UP60B，整體結構采用類似變頻器結構，所有功率電路和檢測部件封裝在機殼內部，使產品的安全性和可靠性更高。

（2）監控部分也安裝在機殼內部，可以控制電源通斷，電機選擇和各種信息與狀態觀測；針對不同的電機，由于母線電壓不一樣，控制部分有自檢功能，能通過不同的電纜連接區分不同的電機，各種母線電壓不同的電纜所配備的航空插座芯數是不一樣的，以防止用戶接錯，提高了系統安全性。

（3）核心控制部件是DSP的CPU板，直接插接到MCKIV前面板上，控制內部的功率部件，方便用戶更換不同的CPU板卡；目前有TMS320LF2407、TMS320C2812和TMS320F28335CPU三種CPU控制板。

（4）控制對象是小型馬達及加載裝置和測速裝置，它們都是通過電纜與功率部件或者CPU板連接；不同的電機機組組成形式有所不同。三相交流異步電機和直流有刷電機采用歐姆龍公司的1000線增量式旋轉光電編碼器，永磁同步電機采用多摩川公司的2500線混合式光電編碼器。直流無刷電機采用電機內部的霍爾信號傳感器，三相步進電機不接測速裝置。

（5）人機接口采用液晶顯示屏和薄膜開關按鍵，操作界面更友好，觀察信息更方便。和磁粉制動器以及其他輔助控制功能由一個單片機進行控制，不占用DSP的處理時間。

（6）三相交流異步電機和永磁同步電機主電源采用交流300V開關電源，直流有刷電機主電源采用110V開關電源，直流無刷電機和三相步進電機主電源采用24V開關電源，可以根據實驗設定輸出電壓；各種電動機在控制器端采用統一接口，在電機端采用不同接口；

（7）主電源、逆變電路、負載控制電路和監控電路都集成在同一個機箱內，機箱則采用立式全鋁外殼，有較好的屏蔽效果以及更加精美的外觀設計；

2、產品具有多種型號電機和多種配置方案

產品共有如下6個型號，是針對不同的電機控制而設計：

（1）EL-MCKIV-AC    三相交流異步電機控制實驗開發套件

（2）EL-MCKIV-DC    直流有刷電機控制實驗開發套件

（3）EL-MCKIV-BLDC          直流無刷電機控制實驗開發套件

（4）EL-MCKIV-PMSM  永磁同步電機控制實驗開發套件

（5）EL-MCKIV-BJ              三相步進電機控制實驗開發套件

（6）EL-MCKIV                   五合一五種電機控制開發套件

3、實驗套件硬件單元

         主電源（開關電源）

         控制器（新華龍單片機，LCD顯示屏，薄膜開關按鍵）

         功率單元（IPM模塊，IRAM06UP60B）

         控制電源（開關電源模塊AC/DC，DC/DC，給控制部分供電）

         PWM脈沖隔離（高速光耦）

         制動單元（磁粉制動器）

         電流檢測單元（線性光電隔離器）

         TI2000系列主控CPU板（LF2407，F2812）

         DSP仿真器（并口或USB口）

         小功率機組（小功率電機+負載+編碼器+負載控制器，根據電機不同有所區別）

4、軟件資源

      為了更好的讓客戶在我公司的MCKIV馬達控制套件這個硬件平臺上研究和開發更多更好的電機控制技術，我公司隨產品一起銷售各種電機的控制軟件，提供源代碼，但該軟件的知識版權屬于我公司，具體請參閱公司的技術保密協議。以下是部分軟件模塊：

三、實驗項目：

      MCKIV電機控制套件既能進行脫機演示實驗，也就是在不連接電腦和仿真器的情況下進行電機速度控制或者步進電機的步數控制，演示實驗的目的主要是驗證控制器和各機組的是否正常；也可以連接電腦和仿真器進行仿真實驗，便于用戶進行算法研究，學習和研究電機控制技術。

以下是2407CPU板能進行的仿真實驗：

綜合實驗一  帶速度傳感器的三相異步電動機FOC控制方案

1.  步驟一：調試工具測試實驗

2.  步驟二：開環啟動實驗

3.  步驟三：反饋環節檢測實驗

4.  步驟四：電流調節器檢測實驗

5.  步驟五：電流磁鏈模型檢測實驗

6.  步驟六：速度調節器檢測實驗驗

綜合實驗二  直流有刷電動機雙閉環PWM控制方案

1.  步驟一：開環啟動功率單元和電流檢測測試

2.  步驟二：速度測量模塊測試

3.  步驟三：電流PI調節器模塊測試

4.  步驟四：速度PI調節器模塊測試

綜合實驗三  直流無刷電動機DSP控制方案

1.  步驟一：開環啟動，尋找最佳換相表

2.  步驟二：在最佳換相表狀況下開環啟動并換向試驗

3.  步驟三：速度閉環PI調節試驗

綜合實驗四  永磁三相同步電動機FOC控制方案

1.  步驟一：矢量計算及PWM產生模塊及功率部分測試實驗

2.  步驟二：電流測量模塊和速度測量模塊測試實驗

3.  步驟三：兩組電流PI調節器模塊測試實驗

4.  步驟四：檢測磁鏈測試

5.  步驟五：速度調節器檢測實驗

綜合實驗五  步進電機DSP控制方案

1.  步驟一：固定步數六拍工作模式實驗

2.  步驟二：固定步數十二拍工作模式實驗

3.  步驟三：六拍連續運行模式實驗

4.  步驟四：十二拍連續運行模式實驗

以下是2812CPU板能進行的仿真實驗：

實驗一  帶速度傳感器的三相異步電動機FOC控制方案

1.  步驟一：矢量計算和PWM生成測試實驗

2.  步驟二：電流、速度測試

3.  步驟三：兩個電流PI調節器測試

4.  步驟四：電流模型測試

5.  步驟五：有傳感器速度閉環IFOC系統

實驗二  直流有刷電動機PWM控制方案

1.  步驟一：開環啟動功率單元測試

2.  步驟二：速度閉環PI調節器模塊測試

實驗三  直流無刷電動機DSP控制方案

1.  步驟一：開環啟動功率單元測試

2.  步驟二：開環啟動，最佳換相表測試

3.  步驟三：速度閉環PI調節器模塊測試

實驗四  永磁三相同步電動機FOC控制方案

1.  步驟一：矢量計算和PWM生成測試實驗

2.  步驟二：電流測試

3.  步驟三：兩個電流PI調解器測試驗

4.  步驟四：正交脈沖捕獲和速度計算模塊測試

5.  步驟五：相位初始化及固定轉矩啟動測試

6.  步驟六：速度PID調節器測試

實驗五  步進電機DSP控制方案

1.  步驟一：固定步數六拍工作模式實驗

2.  步驟二：六拍連續運行實驗。

四、成套產品配置：

1、三相交流異步電機DSP控制實驗開發套件EL-MCKIV-AC（單電機方案）