基于模糊邏輯設(shè)計(jì)的DSP發(fā)動(dòng)機(jī)控制器

　　Defuzzified VaLue=∑-Y[i]XmultCoeff[l]／∑Y[i]

　　其中Y[i]的i即為輸出向量元素，是multCoeff[i]的輸出成員集應(yīng)乘以的系數(shù)。其中，i可取1～5。公式計(jì)算結(jié)果即為去模糊化后的結(jié)果。

　　圖4通過(guò)圖形顯示了被該應(yīng)用使用的輸出成員集與[-0x10，-0x8，0x0，0x8，0x10]系數(shù)。

　　假設(shè)，y[]=[0x0，0x13F，0x196A，0x0，0x0]，則去模糊輸出值如下：

　　Defuz=0×(-16)+319×(-8)+6506×(0)+0×(8)+0×(16)／0+319+6506+0+0=-2552／6825=“-0.37391

　　圖5顯示為輸出向量y[]質(zhì)心點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果。

　　硬件描述

　　eZDSP2812 板被用在這種電機(jī)控制應(yīng)用中。eZdsp板的核心是TMS320F2812數(shù)字信號(hào)處理器。該板使用定時(shí)器T1、20kHz的時(shí)鐘，產(chǎn)生PWM1-6的信號(hào)，并使用定時(shí)器T2來(lái)執(zhí)行中斷服務(wù)例程(ISR)。此外，輸入捕捉引腳CAP1-3是用來(lái)收集霍爾效應(yīng)傳感器高速數(shù)據(jù)的。

　　發(fā)動(dòng)機(jī)是由 DSP產(chǎn)生的PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)的。這六個(gè)PWM信號(hào)被用來(lái)作為三相功率變換器的源。功率變換器將這六個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為三相位信號(hào)，并直接作為發(fā)動(dòng)機(jī)的電源。三相功率變換器的功能由一個(gè)輔助電機(jī)控制電路板來(lái)處理。頻譜數(shù)字提供了兩個(gè)能夠提供這種功能的電路板：DMC550和DMC1500。其中任何一塊都可直接插入eZdsp28xx板上使用。

　　霍爾效應(yīng)傳感器用于模糊邏輯控制回路反饋。對(duì)三相功率變換器開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換是通過(guò)檢測(cè)從霍爾效應(yīng)傳感器接收到的信號(hào)來(lái)決定的。該信號(hào)被送入TMS320F2812的采集針內(nèi)。實(shí)際電機(jī)速度的計(jì)算是通過(guò)一個(gè)軟件模塊來(lái)計(jì)數(shù)的。

　　軟件介紹

　　電動(dòng)機(jī)控制軟件是由數(shù)字微型電路(DMC)庫(kù)模塊和FL電動(dòng)機(jī)控制程序組成的。數(shù)字微型電路(DMC)庫(kù)中有七個(gè)模塊被使用在此應(yīng)用程序中。它們是：

·Datalog數(shù)據(jù)記錄
·BLDC3PWM
·tall3_Drv
·Mod6_Cnt
·Rmp2Cntl
·Rarnp_Cntl
·Speed_PR

此外，模糊邏輯發(fā)動(dòng)機(jī)控制是由一個(gè)主要FuzzyCtl()例程來(lái)處理的；對(duì)于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)就是Fuzzy-BLDC()。

　　該軟件首先是進(jìn)行首次運(yùn)行配置，然后進(jìn)行應(yīng)用程序特定的設(shè)置。具體來(lái)說(shuō)，GPIO引腳被配置為CAPture和PWM引腳。

　　下一步是進(jìn)行定時(shí)器和模塊參數(shù)的初始化，以及ISR的設(shè)置。當(dāng)所有外設(shè)設(shè)置完成，中斷被激活，進(jìn)入主要操控系統(tǒng)。主要操控系統(tǒng)每隔8.7毫秒調(diào)用一次模糊控制器。

　　誤差值被轉(zhuǎn)換成通過(guò)模糊化的模糊值被存儲(chǔ)在X1[]和X2[]。一旦轉(zhuǎn)換，模糊值被應(yīng)用于模糊推理規(guī)則。

　　從推理模塊得到的結(jié)果存儲(chǔ)在Y[]中。從Y[]得到的輸出在去模糊化模塊中被轉(zhuǎn)換成明晰值。由此產(chǎn)生的明晰值是一種PWM偏移量，該偏移量被添加到當(dāng)前的 PWM占空比上。更新后的PWM值被檢查，看看是否新的值是在一定范圍內(nèi)，如果不是就將采取適當(dāng)行動(dòng)。最后，模糊控制器返回更新后的PWM占空比給調(diào)用例程。

　　圖6顯示了演示應(yīng)用程序調(diào)試環(huán)節(jié)。

　　通道1和2(在右上角顯示窗口)分別顯示了PWM計(jì)數(shù)器和捕獲霍爾效應(yīng)傳感器。通道3和4(在通道1和2下方)顯示邊沿觸發(fā)PWM的計(jì)數(shù)器和霍爾效應(yīng)傳感器的顯示窗口的版本。監(jiān)視窗口中顯示重要變量，其中，最重要的是SetSpeed(設(shè)置速度)和CurrentSpeed(當(dāng)前速度)。這些值足夠接近，使得模糊邏輯控制器的輸出為零。

　　這次會(huì)話表明發(fā)動(dòng)機(jī)是在無(wú)負(fù)載條件下運(yùn)行的。此行為可能會(huì)和有負(fù)荷時(shí)的情形略有不同。此外，如果想要更細(xì)的粒度，可能有必要對(duì)控制器進(jìn)行調(diào)整。