dsPIC30F电机与电源系列数字信号控制器原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北航大学

作者:何礼高

出品人:

页数:591

译者:

出版时间:2007-4

价格:56.00元

装帧:

isbn号码:9787810778176

丛书系列:

图书标签:

• dsPIC
• dsPIC30F
• 电机控制
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• 应用开发
• 电力电子
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• 单片机

dsPIC30F系列数字信号控制器在电机驱动与电源管理领域的精深探索 本书籍深入剖析了Microchip公司dsPIC30F系列数字信号控制器（DSC）在现代电机驱动控制和高效电源管理系统中的核心作用及其先进应用。作为集微控制器（MCU）和数字信号处理器（DSP）于一体的强大平台，dsPIC30F系列以其卓越的计算能力、丰富的片上外设和灵活的编程模型，为电机控制和电源转换提供了前所未有的解决方案。 第一部分：dsPIC30F核心架构与电机控制基础 本部分将从dsPIC30F系列DSC的微观结构入手，详尽介绍其CPU核心、指令集、存储器组织以及关键的DSP引擎。我们将重点阐述如何利用DSC的高速运算能力和专用DSP指令集，实现复杂的电机控制算法，如PID控制、模糊逻辑控制、矢量控制（FOC）等。 DSC架构解析： 深入理解CPU流水线、MAC单元、指令加速器等关键组件如何协同工作，为实时电机控制提供强大的硬件支撑。 电机控制理论精讲： 回顾永磁同步电机（PMSM）、感应电机（IM）等主流电机类型的运行原理，并阐述基于d-q轴变换、反电动势（BEMF）观测等先进控制策略。 PWM生成与同步： 详细介绍dsPIC30F系列丰富的PWM（脉冲宽度调制）模块，包括死区生成、互补输出、故障保护等功能，以及如何通过硬件同步机制实现多相驱动的精确控制。 ADC采集与滤波： 讲解dsPIC30F系列高性能ADC的采样时钟、转换模式、触发源等，并结合DSP滤波算法（如FIR、IIR滤波器）对采集到的电机状态信号进行去噪处理，提升控制精度。 编码器与霍尔传感器接口： 演示如何利用DSC的定时器/计数器模块（QEI）高效处理正交编码器信号，以及如何通过GPIO和中断实现对霍尔传感器信号的实时读取，为位置反馈提供可靠保障。 第二部分：dsPIC30F在先进电机驱动中的应用实践 本部分将聚焦于dsPIC30F系列DSC在各类电机驱动系统中的具体应用，通过丰富的实例和详细的源码分析，展示其解决实际工程问题的能力。 无刷直流电机（BLDC）驱动： 探讨基于BEMF检测和换相策略的BLDC驱动方案，以及如何利用DSC的定时器和ADC实现平滑换相和宽范围速度调控。 永磁同步电机（PMSM）矢量控制： 详细讲解FOC算法的实现流程，包括坐标变换、电流环和磁场定向控制，并通过DSC的DSP能力实现高效率、高动态响应的PMSM驱动。 步进电机精确控制： 介绍步进电机的工作原理，以及如何利用DSC的定时器和PWM模块实现微步进、恒流驱动等高级控制功能，满足精密定位需求。 伺服驱动器设计： 剖析伺服驱动器中位置、速度和力矩闭环控制的实现，以及如何结合DSC的DSP特性和通信接口（如SPI、UART）实现与上位控制器的协同工作。 电动工具与家用电器： 分析DSC在电动工具（如电钻、电动扳手）和家用电器（如洗衣机、空调）中的应用，展示其在提高性能、降低功耗和增强用户体验方面的价值。 第三部分：dsPIC30F在电源管理系统中的前沿应用 本部分将深入探讨dsPIC30F系列DSC在现代高效开关电源设计中的关键作用，从拓扑结构到控制算法，全方位展示其在提升电源效率、优化功率因数和实现智能管理方面的优势。 开关电源拓扑剖析： 回顾Buck、Boost、Buck-Boost、SEPIC、Flyback等主流开关电源拓扑的原理，并分析不同拓扑在dsPIC30F控制下的性能表现。 数字电源控制理论： 讲解数字电源控制的基本概念，如采样、量化、数字PID控制器设计、临界导通模式（CRM）与连续导通模式（CCM）的数字控制策略。 PFC（功率因数校正）技术： 详细阐述升压PFC、交错PFC等电路的原理，以及如何利用dsPIC30F的DSP能力实现高精度、高功率因数的PFC控制，满足能源效率标准。 LLC谐振变换器控制： 探讨LLC谐振变换器在直流-直流转换中的优势，并重点介绍如何利用dsPIC30F的PWM和定时器模块实现零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS），显著降低开关损耗。 AC/DC与DC/DC变换器设计： 提供基于dsPIC30F系列的AC/DC和DC/DC变换器整机设计案例，涵盖元器件选型、PCB布局、参数调试等关键环节，并提供相应的软件代码示例。 电池管理系统（BMS）： 介绍dsPIC30F在BMS中的应用，如锂电池组的充放电管理、均衡控制、过压/欠压保护、温度监控等，确保电池系统的安全可靠运行。 LED驱动电源： 探讨dsPIC30F在LED驱动电源中的应用，如何实现恒流控制、亮度调节、调光功能，并满足高性能照明需求。 第四部分：dsPIC30F开发环境与实用工具 为了帮助读者快速掌握dsPIC30F系列DSC的开发，本部分将提供详细的开发环境搭建指南和实用的工具介绍。 MPLAB X IDE与XC编译器： 介绍Microchip官方集成开发环境MPLAB X IDE的使用方法，包括项目创建、代码编写、编译链接等，以及XC16编译器的特性与优化技巧。 调试器与仿真器： 讲解PICkit、ICD等调试工具的使用，以及如何在硬件上进行程序下载、断点设置、变量监视和实时仿真。 DSP库与应用实例： 介绍Microchip提供的DSP库函数，以及如何通过调用这些库函数快速实现各种DSP算法，缩短开发周期。 案例研究与最佳实践： 汇集多个成功应用案例，分享开发过程中遇到的常见问题及解决方案，以及提高代码效率和系统稳定性的设计原则。 本书籍旨在为广大电子工程师、嵌入式系统开发者、以及对先进电机控制和智能电源技术感兴趣的科研人员提供一份全面、深入的技术参考。通过对dsPIC30F系列DSC的深入剖析和丰富应用实践的展示，读者将能够掌握核心技术，独立设计和开发高性能的电机驱动与电源管理系统，并在快速发展的电子科技领域取得更大的成就。

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这本书的印刷质量和纸张手感出乎意料地好，这对于一本技术参考书来说非常重要，因为我们常常需要长时间查阅和比对图表。我在尝试理解高频PWM的生成机制时，书中的插图清晰度令人印象深刻，那些时序图和波形分析图，即便是初学者也能快速把握其精髓。我个人对算法的数学推导过程比较敏感，总希望作者能深入浅出地剖析背后的物理意义。希望这本书不仅停留在“如何实现”的层面，更能解答“为什么这么做是最佳选择”的深层疑问。例如，在讨论滤波器的设计时，如果能结合dsPIC30F的硬件资源限制，给出一些资源优化后的实际设计曲线，那就太棒了。我对这本书的期望是，它能成为我案头一本可以随时翻开、不会因为内容过于简略而让人感到沮丧的“实战手册”，而不是束之高阁的理论教材。

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作为一名习惯了使用最新一代微控制器的工程师，我抱着一丝审视的心态来阅读这本书，毕竟dsPIC30F系列已经有一定年头了。然而，技术的底层原理往往是共通的，优秀的设计理念是不会过时的。我着重考察了其在功率因数校正（PFC）和无传感器速度估计算法上的论述。我期待看到的是一种“经典永恒”的教学方法，即首先建立坚实的理论基础，然后展示如何利用这个特定平台的资源（如专用的定时器模块或高速ADC）来高效实现这些算法。如果书中能提供一些不同负载条件下，系统性能随时间变化的对比分析图表，那将极大地增强说服力。这本书的价值不应该仅仅局限于特定硬件的说明书，而应该成为理解数字控制系统在资源受限环境下如何实现高性能的关键桥梁。

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这本书的排版风格给我一种沉稳且严谨的感觉，页边距恰到好处，使得读者在阅读复杂公式时，眼睛不容易疲劳。我非常关注书中对实时性要求的讨论。在高性能电机驱动领域，毫秒甚至微秒级的延迟都可能导致系统失稳或效率下降。我希望这本书能够详细阐述如何利用dsPIC30F的特殊指令集，比如MAC（乘累加）操作，来加速关键的控制运算。如果作者能加入一些关于实时操作系统（RTOS）在dsPIC30F平台上的应用案例，讨论任务调度和中断优先级管理，那就更符合当前工业控制对复杂系统集成的要求了。毕竟，现代电机驱动系统已经不再是简单的开环或PID控制，它往往需要融合通信协议、故障诊断和多变量耦合控制。这本书能否在这些前沿应用上提供一些启发性的视角，是衡量其价值的关键标准之一。

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这本书的封面设计颇具匠心，色彩搭配既专业又不失亲和力，封面上那枚dsPIC30F芯片的图案，立刻抓住了我这个正在摸索电机控制的工程师的眼球。我期待它能像一个经验丰富的老向导，带领我穿越数字信号控制器复杂而迷人的世界。拿到书后，我立刻翻阅了目录，发现其结构安排得极为合理，从最基础的微控制器架构讲起，循序渐进地过渡到电机控制的经典算法，比如FOC（磁场定向控制）和SVPWM（空间矢量脉宽调制）。我特别留意了关于电源部分的内容，希望能找到一些关于高效率开关电源设计与dsPIC30F集成的实用案例。如果这本书能在理论讲解之后，紧跟着提供详尽的实验代码片段和硬件接口指南，那将是极大的加分项。毕竟，对于我们这些动手解决实际问题的人来说，光有理论是不够的，我们更需要的是能直接复制、修改并运行的“砖块”。我希望能从中学习到如何利用这款特定系列的DSP来优化控制系统的响应速度和能耗表现，而不是泛泛而谈的通用概念。

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这本书的内容深度似乎非常聚焦，不像有些教材那样为了追求广度而牺牲了细节。我特别留意了关于dsPIC30F的底层寄存器配置和启动代码编写的部分。很多时候，我们花费大量时间去调试底层初始化代码，而不是算法本身。如果这本书能提供一套经过验证的、清晰的、模块化的启动模板，并解释每个关键寄存器的作用，那将为我们节省无数的试错成本。此外，我对书中关于电磁兼容性（EMC）和驱动器保护电路与DSP软件协同工作的讨论抱有很高的期待。毕竟，一个健壮的电源驱动系统，软件和硬件的协同设计是密不可分的。这本书如果能在这方面提供一些实用的“坑点避雷指南”，那它就不仅仅是一本技术书，更是一份宝贵的工程经验传承。

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