DSP及其電氣與自動化工程應用（簡體書）

《DSP及其電氣與自動化工程應用》內容簡介： TI公司C2000系列DSP不僅具有一般DSP芯片高速的數據處理能力，而且與單片機一樣在片內集成了豐富的外設，具備很強的控制能力，特別適用于先進傳感技術、電機控制和數字電源等領域。《DSP及其電氣與自動化工程應用》共分6章，以作者的科研工作為基礎，以實際應用為目的，通過關鍵技術和系統實例，較為系統和全面地介紹了C2000系列DSP在自動化和電氣工程中的應用。
《DSP及其電氣與自動化工程應用》可供從事自動控制、電氣工程、計算機應用和儀器儀表等專業的科研和工程技術人員參考，也可以作為相關專業本科生和研究生的參考書。

第1章 DSP在傳感器與自動化儀表中的應用1
1.1 概述1
1.2 模擬信號采集1
1.2.1 基於TMS320LF2407A內置ADC的數據采集2
1.2.2 基於TMS320F2812內置ADC的數據采集8
1.2.3 基於外部ADC的數據采集11
1.3 頻譜分析19
1.3.1 FFT算法19
1.3.2 功率譜計算21
1.3.3 頻譜校正23
1.3.4 源程序及注釋24
1.4 頻率測量26
1.4.1 測量方法26
1.4.2 硬件設計29
1.4.3 軟件設計31
1.4.4 試驗測試35
1.4.5 部分源程序及注釋35
1.5 數字濾波39
1.5.1 濾波器簡介39
1.5.2 FIR濾波器實現41
1.5.3 IIR數字濾波實現46
1.5.4 自適應陷波濾波器實現48
1.6 人機接口61
1.6.1 LCD62
1.6.2 鍵盤操作69
1.6.3 儀表口徑設置70
1.6.4 儀表測量下限設置71
1.6.5 總量清零操作72
1.7 輸出模塊72
1.7.1 4～20mA電流輸出72
1.7.2 脈沖輸出75
1.7.3 源程序77
1.8 數字渦街流量計80
1.8.1 處理算法80
1.8.2 一體化數字渦街流量計的硬件設計83
1.8.3 分體式數字渦街流量計的硬件設計85
1.8.4 軟件設計86
1.8.5 試驗測試92
1.8.6 小結94
1.9 多維力傳感器動態補償器95
1.9.1 動態補償器實現方案95
1.9.2 硬件研制97
1.9.3 軟件研制100
1.9.4 動態補償結果110
1.9.5 小結113
1.10 科氏質量流量傳感器數字信號處理113
1.10.1 數字信號處理系統硬件研制113
1.10.2 數字信號處理算法實現114
1.10.3 測試平臺119
1.10.4 測試結果123
1.10.5 小結126
參考文獻126

第2章 DSP在電力傳動系統中的應用129
2.1 概述129
2.2 SPWM和SVPWM技術129
2.2.1 恆壓頻比控制129
2.2.2 正弦脈寬調制方式——SPWM調制130
2.2.3 空間電壓矢量PWM134
2.3 無速度傳感器直接磁場定向控制技術143
2.3.1 磁鏈觀測器的設計144
2.3.2 磁鏈觀測器的數字化實現145
2.3.3 速度估算器的設計151
2.3.4 速度估算器的數字化實現152
2.4 數據采集155
2.4.1 基於TMS320LF2407A內置ADC的數據采集155
2.4.2 基於TMS320LF2812內置ADC的數據采集157
2.4.3 基於外部ADC的數據采集159
2.5 捕捉和測速162
2.5.1 捕獲單元的操作162
2.5.2 轉速測量163
2.6 通信接口167
2.6.1 SCI串行通信接口167
2.6.2 CAN通信接口171
2.7 通用變頻器176
2.7.1 硬件電路設計176
2.7.2 控制軟件設計178
2.8 NPC三電平逆變系統179
2.8.1 硬件電路設計179
2.8.2 控制軟件設計180
參考文獻184

第3章 DSC在太陽能利用中的應用186
3.1 概述186
3.2 系統的數據采集187
3.2.1 TMS320LF240x模數轉換模塊（ADC）187
3.2.2 ADC轉換例程189
3.3 電網的同步鎖相192
3.3.1 TMS320LF240x捕獲單元193
3.3.2 同步鎖相技術193
3.4 數字濾波198
3.4.1 電網周期的一階慣性濾波198
3.4.2 慣性濾波的DSP實現199
3.5 光伏陣列最大功率跟蹤200
3.5.1 光伏陣列VI特性曲線200
3.5.2 最大功率跟蹤原理202
3.5.3 最大功率跟蹤方法202
3.6 孤島效應識別207
3.6.1 孤島效應及其危害207
3.6.2 孤島效應的分析與判斷208
3.6.3 主動識別方式及其DSP實現210
3.7 逆變控制技術212
3.7.1 SPWM原理與實現213
3.7.2 TMS320LF24x的PWM功能213
3.7.3 軟件例程216
3.8 SPI與SCI通信218
3.8.1 SPI數據儲存218
3.8.2 SCI數據通信223
3.9 光伏電站獨立供電逆變電源226
3.9.1 光伏電站獨立供電系統組成226
3.9.2 光伏電站獨立供電系統的DSP實現228
3.10 光伏并網逆變系統231
3.10.1 光伏并網逆變系統原理231
3.10.2 光伏并網逆變器的DSP實現232
3.11 光伏水泵系統234
3.11.1 光伏水泵系統原理234
3.11.2 光伏水泵控制器的DSP實現236
參考文獻240

第4章 DSP在風力發電中的應用242
4.1 概述242
4.1.1 國內外風力發電發展狀況242
4.1.2 DSP在風力發電中的應用前景244
4.2 風力發電中的關鍵性技術及其DSP實現245
4.2.1 交流電壓檢測技術245
4.2.2 轉速及轉子位置檢測技術251
4.2.3 坐標變化技術［16，17］257
4.2.4 PI調節器［17，18］262
4.2.5 鎖相環技術［19］267
4.2.6 空間矢量（SVPWM）發生程序［16，17］278
4.2.7 串行通信技術［21］289
4.3 雙饋型風力發電系統292
4.3.1 雙饋電機的數學模型［14］293
4.3.2 雙饋電機的矢量控制296
4.3.3 雙饋電機矢量控制系統的DSP實現299
4.4 小結301
參考文獻301

第5章 DSP在配電網自動化終端中的應用305
5.1 概述305
5.1.1 配電網自動化系統的組成和意義305
5.1.2 線路自動化介紹306
5.1.3 饋線自動化終端FTU的組成307
5.1.4 選擇F2812設計配網自動化終端的原因308
5.2 饋線自動化終端（FTU）和電力負荷管理終端（LMU）的設計309
5.2.1 饋線自動化終端（FTU）的基本功能和硬件設計309
5.2.2 饋線自動化終端（FTU）的軟件設計311
5.2.3 電力負荷管理終端的基本功能和硬件設計314
5.2.4 電力負荷管理終端的軟件設計318
5.3 基於復數FFT的諧波分析和功率測量［1］319
5.3.1 片內AD介紹319
5.3.2 A/D轉換模塊和電壓、電流調理320
5.3.3 快速FFT及基於FFT的電力參數計算320
5.3.4 FFT在F2812中的實現代碼例程323
5.3.5 FFT在實際產品中的應用和測量精度的提高327
5.4 頻率測量及采樣跟蹤［2，3］328
5.4.1 頻率測量整形電路329
5.4.2 頻率測量軟件實現代碼例程330
5.5 通用人機接口的設計和實現方法331
5.5.1 鍵盤和LED的硬件接口331
5.5.2 DSP和LCD的接口實現335
5.5.3 人機接口的軟件設計［4～6］336
5.5.4 人機界面的構建341
5.6 電力通信規約IEC60870_5_101的實現技術［6］347
5.6.1 IEC608705101規約簡介347
5.6.2 101協議設計思路348
5.6.3 程序設計流程349
5.6.4 101協議程序設計實現和應用350
5.7 GPRS通訊及實現353
5.7.1 GPRS通訊特點和應用353
5.7.2 GPRS通信實現方式和組網方式354
5.7.3 應用實現原理355
5.7.4 應用實例設計［7］355
5.7.5 GPRS模塊與主控芯片硬件接口的設計356
5.7.6 GPRS實現數據傳輸的模式及其AT命令357
5.7.7 GPRS通信應用程序的實現359
5.8 CAN總線和CANOPEN協議的應用和實現［8，9］365
5.8.1 F2812的CAN總線特點及接口366
5.8.2 CAN總線在配網自動化的應用方式367
5.8.3 CANopen協議簡介367
5.8.4 CANopen協議在環網柜終端RMU的應用371
5.8.5 CANopen協議在環網柜終端的軟件實現372
5.9 片內FLASH應用及程序在線升級379
5.9.1 電力終端設備程序在線升級的要求379
5.9.2 實現原理和步驟［10］379
5.9.3 更新程序數據流文件的創建379
5.9.4 引導表數據流文件的下載380
5.9.5 下位機文件數據的接收381
5.9.6 程序的更新實現382
5.9.7 片內FLASH的操作383
參考文獻384

第6章 DSP在電動機控制中的應用386
6.1 概述386
6.2 功率管的集成驅動電路386
6.2.1 TLP250387
6.2.2 EXB8XX系列IGBT387
6.2.3 橋式電路388
6.2.4 智能功率模塊IPM389
6.3 直流電動機的控制390
6.3.1 直流電動機調速基本原理390
6.3.2 基於TMS320F2812的直流電動機控制392
6.4 異步電動機的控制395
6.4.1 異步電動機調速方法395
6.4.2 異步電機的變頻調速395
6.4.3 基於DSP的異步電機變頻調速系統399
6.5 直流無刷電動機的控制402
6.5.1 直流無刷電動機簡介402
6.5.2 用三相全控橋實現的直流無刷電動機控制403
6.5.3 基於DSP的無刷直流電動機的控制系統406
6.6 步進電機的控制411
6.6.1 步進電機的分類412
6.6.2 步進電機的基本原理412
6.6.3 步進電機驅動器413
6.6.4 步進電機的控制方法413
6.6.5 采用TMS320F2812實現步進電機控制414
6.7 開關磁阻電動機的控制417
6.7.1 開關磁阻電動機簡介417
6.7.2 開關磁阻電動機的工作原理418
6.7.3 開關磁阻電動機調速系統設計420
參考文獻424