基于DSP的无刷直流电机智能控制系统研究
时间:2023-09-25 22:57 来源: 作者: 点击:次
摘要: 介绍了TMS320LF2407 在无刷中的应用,采用了模糊控制策略,设计了上位监控系统,给出了数字化、化的实现方案,实践结果证明了系统的平稳性和快速性满足要求。 1 引言 永磁无刷具有交流的结构简单、运行可靠、维护方便等特点,又具有电机调速性能好、运行效率高、无机械换向等优点,使它在机器人、数控机床、医疗器械、仪器仪表 广义的说仪器仪表也可具有自动控制、报警、信号传递和数据处理等功能,如气动调节仪、电动调节仪表,以及集散型仪表等也皆属器仪表。仪器仪表能改善、扩展或补充人的官能。如显微镜、望远镜、声级计、酸度计、高温计等,可以扩展人的视、听、尝、摸外部事物的官能;有些仪器仪表,如磁强计、射线计数计等,可感受和测量到人所不能感受到的物理量;还有些仪器仪表可以超过人的能力去记录、计算和计数,如高速照相机、计算机等。 [全文] 等各领域得到了广泛的应用。尤其是采用了数字信号处理器、电子换向器、光电编码器等,使得无刷直流电机的数字化、化的实现成为可能,也是当今与应用的热点。但由于无刷直流电机本身存在非线性、数学模型难以建立等问题,单纯用传统的PID难以获得较好的速度控制效果;加上以往用单片机 实现,线路复杂、速度慢,难以实现数字化、化控制。 本设计是在我所研制的数字控制实践开发系统的基础上,以TMS320LF2407 DSP控制器为核心;以无刷直流电机为被控对象;以模糊PI为智能控制策略;以霍尔电流传感器 凡是利用一定的物性(物理、化学、生物)法则、定理、定律、效应等把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是:“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”,而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的系统”。传感器是传感系统的一个组成部分,它是被测量信号输入的第一道关口。 [全文] 及光电编码器为检测手段,利用DSP速度快、运算能力强、资源丰富的优势,对无刷直流电机的控制与应用进行了。 2 系统结构设计 系统由“PC上位机、TMS320LF2407 DSP控制器、功率驱动模块、无刷直流电机、检测单元、通讯接口”等组成,如图1所示。 2.1 DSP控制器 TMS320LF2407是一种具有高速的运算能力与面向电机高效控制的数字信号处理器,集成了针对电机控制所需要的CPU、片内RAM、ROM/FLASH、SCI、事件管理器等功能模块资源。CPU具有独立的数据总线和地址总线,高速的运算能力,可完成复杂的控制算法与先进的控制策略;SCI串行通讯接口与PC上位机进行实时通讯,完成程序设计、数据采集及上位监控等功能;事件管理器的通用定时器用于产生电流和速度控制周期;16位脉宽调制PWM通道产生的信号供给驱动模块IGBT,通过调整PWM的占空比,进行电压自动调节,实现对无刷直流电机的转速和电流的控制;10位A/D转换接口用于测量电机的定子电流;正交编码器接口QEP用于接收光电编码器的反馈信号并计算转速;5个外部实时中断用于电机驱动保护和复位;3个捕捉单元可对电机转子位置进行检测等,这些资源为实现无刷直流电机数字化、智能化的研究与应用提供了极大方便,也是目前具有竞争力的数字电机控制器。 2.2 无刷直流电机 采用1500转/分,1.78A,27V电压供电的无刷直流电机,定子为三相对称绕组,转子是永磁体结构,采用星形接法两相通电三相6状态运行方式。当定子绕组两相通上方波电流产生的磁场与转子永磁磁场垂直时,则产生最大的电磁转矩驱动转子旋转。随着转子的旋转定子电流需要不断换相,才能保证两个磁场下的电流方向不变,因此通过控制三相定子电流的通电顺序和大小,就可实现电机转速的控制。 (责任编辑:admin) |