基于DSP的无刷直流电机控制系统的研究与设计.doc

基于DSP无刷直流电机控制系统研究与设计
技术分类: 微处理器与DSP  | -11-22
国外电子元器件 何晋良 欧阳昌华 廖力清
　　3 系统软件设计
　　3．1 系统控制总图
　　图4所表示是本系统控制框图。依据该控制框图可将系统划分为若干个子任务。其中包含系统初始化任务、 系统参数采样任务、 系统保护任务、 模糊控制计算任务、 电机控制任务、 通信任务等。任何时刻都只能有一个子任务被系统调度选中而进入系统主循环中运行, 此时, 其她任务都处于休眠或者挂起状态。以等候系统调用。每一个子任务都是以一个死循环函数形式出现并供系统调用, 每个子任务死循环打断和切换通常都以系统节拍时钟为准。由系统调度器决定、 适宜下一个应该调用子任务框图如图5所表示。

　　3．2 模糊控制参数选择
　　本模糊控制器以电机转速输出与期望速度输出偏差e以及偏差改变率ec作为输入变量来输出电机控制值改变值。在模糊控制区内, 可将速度偏差和偏差改变率量化为7个模糊子集, 即模糊语言变量{负大, 负中, 负小, 零, 正小, 正中, 正大}, 简记{NL, NM, N-S, ZO, PS, PM, PL}。
　　综合考虑速度偏差和速度偏差改变率这两个信号, 可采取以下模糊推力规则:

　　因为e和ec各有一个模糊子集, 所以, 共有49条模糊规则, 其具体规则如表1所列。

　　3．3 系统参数采样
　　电压电流采样单元共采集7个数据, 分别是三相电压、 三相电流和定子电枢总电流, 这些参数分别对应A／D中7个采样通道。每一次采样过程中。程序均根据采样通道一次性次序采样7个数据, 并将采样结果放入数据缓冲区, 以供其她程序读取和调用。假如被控电机最高转速为3000转／分, 即50转／秒, 且每一个电周期中有6个换相区间, 那么, 为了确保换相控制精度<15°, 每个换相区间采样5次。则可得到每秒采样次数为5x6x50=1500次／秒, 每次采样间隔时间大约为660μs。图6所表示是系统电压电流采样程序步骤图。

　　4 系统仿真模型
　　仿真可利用Matlab软件中Simulink功效来完成。Simulink是一个可进行动态系统建模、 仿真和综合分析集成软件包。它能够处理系统包含线性、 非线性系统离散、 连续及混合系统单任务、 多任务离散事件系统。图7所表示是一个无刷直流电机本体仿真模型。

　　5 结束语
　　本文在分析了无刷直流电机数学模型基础上, 提出了一个基于TMS320LF2407A永磁无刷直流电机控制系统处理方案。该方案充足利用DSP强大运算功效和丰富内部资源。并将模糊控制算法引入到控制系统中。仿真结果表明: 该系统控制波形符合理论分析, 整个系统运行平稳, 含有很好静、 动态特征。