基于DSP的無刷直流電機智能控制系統(tǒng)研究

　　3.5 控制程序設計

　　在TMS320LF2407 DSP控制器上，采用C語言和模塊化設計方法，設計出速度控制器和電流控制器的應用程序，包括主程序、模糊自整定PID子程序、PID程序、中斷子程序等，完成初始化、參數(shù)給定、數(shù)據(jù)采集、運算與轉(zhuǎn)換、控制算法、控制量輸出、PWM與ADC中斷、邏輯換相、故障檢測等，實現(xiàn)了對直流無刷電機的實時控制。模糊自整定PID子程序如圖4所示。

　　4 通訊與監(jiān)控系統(tǒng)設計

　　采用現(xiàn)場總線Modbus和上位監(jiān)控技術，設計了通訊與監(jiān)控系統(tǒng)的硬件電路和軟件程序。用C語言和中斷程序法設計了下位機通訊程序，包括端口初始化、確定通訊波特率、校驗位、奇偶位、地址等。用VB語言的通訊控件MSComm對通訊端口進行初始化和通訊格式確定，并應用面向?qū)ο蟮某绦蚍椒ㄔO計了上位監(jiān)控系統(tǒng)，包括系統(tǒng)命令、趨勢組態(tài)、功能組態(tài)、狀態(tài)檢測等，如按下系統(tǒng)命令中的“參數(shù)設置”功能按鈕，可進行速度給定nr，Kp0、Ki0、Kd0初值等值的設定；按下“顯示設置”可觀察Kp、Ki、Kd、n等實時參數(shù)。實現(xiàn)了上、下位機通過現(xiàn)場總線Modbus進行信息交換，人-機界面友好，操作方便靈活。

　　5 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果

　　系統(tǒng)速度環(huán)給定為650轉(zhuǎn)/分，啟動并運行系統(tǒng)，由上位機監(jiān)控的可視化運行曲線可知，速度響應快，無超調(diào)，調(diào)節(jié)時間短，能快速實現(xiàn)正、反向運行，獲得了較好的的起動性能與運行性能，滿足了無刷直流電機系統(tǒng)對速度調(diào)節(jié)的平穩(wěn)性和快速性的要求，轉(zhuǎn)速特性如圖5所示。

　　6 結(jié)束語

　　本文的創(chuàng)新點是融合了“現(xiàn)場總線，智能控制，數(shù)字檢測，上位監(jiān)控”等多種先進技術，充分利用了DSP速度快、運算能力強、資源豐富的優(yōu)勢；發(fā)揮了模糊自整定PID和PID控制算法的優(yōu)勢，使系統(tǒng)具有較快的響應速度和抗參數(shù)變化的魯棒性；設計的通訊與上位監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了系統(tǒng)的實時監(jiān)控與遠程控制，方便靈活，實際調(diào)試結(jié)果證明了該設計的有效性。我所研制的DSP實踐開發(fā)系統(tǒng)已在高校和企業(yè)培訓中心得到了應用，并具有較好的推廣前景