基于DSP的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計

2．3 DSP部分設(shè)計
根據(jù)對電機(jī)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行的分析。為實現(xiàn)對無刷直流電機(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)字信號處理器不但具有高速信號處理和數(shù)字功能所必需的體系結(jié)構(gòu)的特點，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，也對電機(jī)的數(shù)字化控制非常有用，此外，該數(shù)字信號處理器(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信號檢測設(shè)計
通過專用高端電流測量芯片AD8206以及高精度采樣電阻可以完成對A／D信號的檢測功能。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，這樣即可通過檢測采樣電阻之上的電壓來檢測出各相電樞繞組上通過的電流。測試每相相對于地電壓的方法比較簡單，可以用電阻分壓法測試，A、B、C三相線圈上的電壓在U、V、W測試點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
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)、模糊控制計算任務(wù)、電機(jī)控制任務(wù)、通信任務(wù)等。任何時刻都只能有一個子任務(wù)被系統(tǒng)調(diào)度選中而進(jìn)入系統(tǒng)的主循環(huán)中運行，此時，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。每一個子任務(wù)都是以一個死循環(huán)的函數(shù)形式出現(xiàn)并供系統(tǒng)調(diào)用，每個子任務(wù)的死循環(huán)的打斷和切換一般都以系統(tǒng)節(jié)拍時鐘為準(zhǔn)。由系統(tǒng)調(diào)度器決定的、合適下一個應(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信號，可采用如下的模糊推力規(guī)則：

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