TI InstaSPIN---一種可以使幾乎沒有經(jīng)驗(yàn)的人員也可以快速、完全控制電機(jī)的技術(shù)解析

　　在高性能的電機(jī)控制應(yīng)用中，我們一般用到磁場定向技術(shù)(FOC)。這個方法的原理比較直觀，主要是將三相定子電流通過坐標(biāo)變換，分解為轉(zhuǎn)矩分量和勵磁分量，然后分別控制。這一算法涉及到以下步驟：

　　1. 使用Clarke 和Park 變換，將編碼器的3 相反饋電流輸入和轉(zhuǎn)子位置轉(zhuǎn)換為正交和直流電流分量。
　　2. 使用這些電流分量作為兩個并行運(yùn)行的比例和積分(PI) 控制器的輸入，將直流電流限制為零，把正交電流保持在所需的扭矩水平上。
　　3. 通過Clarke 和Park 反變換，將PI 控制器的直接和正交電流輸出轉(zhuǎn)換回3 相電流。其原理如圖1所示。

　　FOC的基本原理在從事電機(jī)控制的開發(fā)人員中可謂眾所周知，但是真正能夠把其性能發(fā)揮好卻并不容易，主要的幾個問題是：

　　1) 采樣的問題：包括電流的采樣精度、編碼器的分辨率和計(jì)算延時等。
　　2) 調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)與調(diào)諧，如果不清楚電機(jī)的參數(shù)則很難進(jìn)行，目前很大程度上仍然是采用試湊的辦法，費(fèi)時費(fèi)力，而且容易受到電機(jī)參數(shù)漂移的影響。
　　3) 電機(jī)磁鏈的計(jì)算問題：不管是定子的，轉(zhuǎn)子的還是氣隙的，如果磁鏈計(jì)算的不準(zhǔn)確，則整個FOC定向的基礎(chǔ)，即定向角度都會產(chǎn)生偏差，嚴(yán)重影響性能。

　　針對以上問題，TI在C2000系列DSC上面(目前支持TMS320F2806xF系列，包括(80和100管腳的69F, 68F和 62F)提出了InstaSPIN 電機(jī)解決方案，在此對其進(jìn)行一下技術(shù)上的解析，希望起到拋磚引玉的作用。

　　目前已經(jīng)開發(fā)好的InstaSPIN算法主要面向3個應(yīng)用場合，如表1所示。

　　其實(shí)現(xiàn)的具體方法是，在控制器的ROM中，嵌入了TI自己開發(fā)的FASTTM技術(shù)。這一技術(shù)本身的原理比較復(fù)雜，但是在用戶端來看，我們面對的主要是一些寄存器，包括控制寄存器、數(shù)據(jù)寄存器等，只要正確控制相應(yīng)的寄存器就可以正確發(fā)揮它的性能了。FASTTM技術(shù)主要包括以下方面：