摘 要: 过去控制直流电机多由单片机完成,其不但接口繁琐,而且速度慢,不易在高温、高压等恶劣环境下工作。针对电压闭环和电流闭环直流调速系统的不足,采用数字信息化的方法,设计一种基于DSP控制器的通用电机调速系统,并将其应用于电动车驱动系统电机控制中。仿真结果表明,该系统工作稳定可靠,运行速度提高了60%以上,达到了设计要求。
关键词: DSP; 直流调速; 电动车; PWM
1 直流电机控制器硬件平台设计
该调速系统主要由DSP芯片、脉宽调制电路、功率驱动电路、电机以及电流/电压传感器组成。TMS320LF2407是TI公司专门针对电机、逆变器、机器人、数控机床等控制而设计[3],工作温度范围为-40~125 ℃,针脚数为144,频率为30 MHz,电源电压最大为3.6 V,最小为3 V。存储器容量RAM为5 KB,接口类型为CAN、SCI、SPI,封装类型为剥式[4]。图1为基于DSP控制器结构框图。
将传感器检测到的反映电机状态的电压、电流、转速信号传向DSP控制器A/D转换器[4],经过模/数转换后的信号和它们相应的设定值经过DSP中的控制算法处理后,就产生一个PWM波的控制输出量[5]。PWM经济、节约空间且抗噪性能强,是一种值得使用的有效技术。这个PWM波输出量经过脉宽调制后加载到驱动电路中并调节电枢电流,直至直流电机调速系统达到稳态。
2 软件控制
TMS320LF2407 DSP控制软件流程图如图2所示。
对TMS320LF2407 DSP的软件控制首先对寄存器进行初始化。过段时间后对输入、输出(I/O)口及模数(A/D)采样寄存器进行初始化,其次读取设定电流及细分数和E2PROM中电机转子初始位置。E2PROM 是“电可擦除可编程只读存储器”,最后DSP的参数变量进行初始化,过段时间后取得ia、ib电流偏移量。同时中断启动,允许PWM输出控制量,并反复检测细分开关状态及记录转子位置。
2.2 转子位置和速度检测
位置检测不但用于换相控制,而且还能产生速度控制量。位置信号是通过3个霍尔传感器得到的,霍尔传感器根据霍尔效应工作的[6]。
3 测试结果与分析
4 结 语
本文在电压闭环系统改进的基础上,构建了基于DSP控制的全数字直流PWM调速系统。将工业控制中普遍使用的算法用在DSP上可以很好的实现,可用于直流电机控制的PWM波形输出。实验证明该系统控制准确且运行速度提高60%以上,电机转速平稳,在工业生产中可推广使用。
参考文献
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