基于DSP的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

2．3 DSP部分設(shè)計(jì)
根據(jù)對(duì)電機(jī)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行的分析。為實(shí)現(xiàn)對(duì)無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的高精度可靠控制，本系統(tǒng)采用T1公司成熟的DSP產(chǎn)品TMS320LF2407。該數(shù)字信號(hào)處理器不但具有高速信號(hào)處理和數(shù)字功能所必需的體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，而且其低成本、低功耗及高性能的處理能力以及豐富的內(nèi)部資源，也對(duì)電機(jī)的數(shù)字化控制非常有用，此外，該數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)內(nèi)部還自帶高精度10位ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和脈沖調(diào)制PWM模塊。
2．4 A／D信號(hào)檢測(cè)設(shè)計(jì)
通過專用高端電流測(cè)量芯片AD8206以及高精度采樣電阻可以完成對(duì)A／D信號(hào)的檢測(cè)功能。即由三相功率變換橋路引出的Coil_A、Coil_ B、Coil_C分別經(jīng)過高精度超低阻值的0．01Ω采樣電阻后，將引出U、V、W三線分別接至定子電樞的A、B、C三相線圈上，這樣即可通過檢測(cè)采樣電阻之上的電壓來檢測(cè)出各相電樞繞組上通過的電流。測(cè)試每相相對(duì)于地電壓的方法比較簡單，可以用電阻分壓法測(cè)試，A、B、C三相線圈上的電壓在U、V、W測(cè)試點(diǎn)上也可采用電阻分壓的方法得到，圖3所示是A相電壓電流的采樣電路。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3．1 系統(tǒng)控制總圖
圖4所示是本系統(tǒng)的控制框圖。根據(jù)該控制框圖可將系統(tǒng)劃分為若干個(gè)子任務(wù)。其中包括系統(tǒng)初始化任務(wù)、系統(tǒng)參數(shù)采樣任務(wù)、系統(tǒng)保護(hù)任務(wù)、模糊控制計(jì)算任務(wù)、電機(jī)控制任務(wù)、通信任務(wù)等。任何時(shí)刻都只能有一個(gè)子任務(wù)被系統(tǒng)調(diào)度選中而進(jìn)入系統(tǒng)的主循環(huán)中運(yùn)行，此時(shí)，其他任務(wù)都處于休眠或者掛起狀態(tài)。以等待系統(tǒng)的調(diào)用。每一個(gè)子任務(wù)都是以一個(gè)死循環(huán)的函數(shù)形式出現(xiàn)并供系統(tǒng)調(diào)用，每個(gè)子任務(wù)的死循環(huán)的打斷和切換一般都以系統(tǒng)節(jié)拍時(shí)鐘為準(zhǔn)。由系統(tǒng)調(diào)度器決定的、合適下一個(gè)應(yīng)該調(diào)用的子任務(wù)框圖如圖5所示。

3．2 模糊控制參數(shù)的選擇
本模糊控制器以電機(jī)的轉(zhuǎn)速輸出與期望的速度輸出的偏差e以及偏差的變化率ec作為輸入變量來輸出電機(jī)的控制值的變化值。在模糊控制區(qū)內(nèi)，可將速度偏差和偏差變化率量化為7個(gè)模糊子集，即模糊語言變量{負(fù)大，負(fù)中，負(fù)小，零，正小，正中，正大}，簡記{NL，NM，N-S，ZO，PS，PM，PL}。
綜合考慮速度偏差和速度偏差變化率這兩個(gè)信號(hào)，可采用如下的模糊推力規(guī)則：

由于e和ec各有一個(gè)模糊子集，所以，共有49條模糊規(guī)則，其具體規(guī)則如表1所列。