【正文】 用的是本系統(tǒng)的顯示驅(qū)動(dòng)器為MAXIM公司生產(chǎn)的7段共陰極LEO數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)芯片MAX7219同時(shí)利用TMS320的串行外設(shè)接口SPI外接MAx7219來(lái)完成數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示。將F240中SPI的SPISIMO和SPICLK腳分別與MAX7219的DIN和CLK腳相連以輸出數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)給MAx7219，同時(shí)將7219的片選信號(hào)LOAD與F240的一個(gè)I/0口連接即可。利用TMs320F240的SPI串行輸出可令DSP不用實(shí)時(shí)掃描，只在需要的中斷發(fā)生時(shí)，串行輸出即可，而且SPI的波特率可達(dá)到最高，這些都大大節(jié)省了CPU的時(shí)間。： LED drive diagram 電路的保護(hù)及抗干擾設(shè)計(jì)為了保證系統(tǒng)安全可靠地工作，在設(shè)計(jì)上考慮了多重保護(hù)功能，包括過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)載、DSP故障報(bào)警等功能。設(shè)計(jì)了電壓信號(hào)采集電路，保證在欠壓和過(guò)壓情況下逆變器單元與母線電源斷開(kāi)。設(shè)計(jì)軟件和硬件的過(guò)流保護(hù)電路，保證電力電子器件在過(guò)流和短路狀態(tài)下及時(shí)可靠關(guān)斷。設(shè)計(jì)上電和掉電欠壓保護(hù)電路和DSP故障報(bào)警電路，保證控制電路正常的功能。電子系統(tǒng)的抗干擾性能是系統(tǒng)可靠性的一個(gè)重要指標(biāo)，采用可編程邏輯器件后系統(tǒng)的抗干擾性能顯著提高，但系統(tǒng)的電磁兼容性仍然是電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)不可忽視的重要內(nèi)容。下面討論系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中所采用的一些抗干擾措施及其在提高系統(tǒng)可靠性方面所起的作用。系統(tǒng)的控制板和驅(qū)動(dòng)板均放在鐵盒內(nèi)，因?yàn)榻饘俸锌梢云茐碾妶?chǎng)干擾，且有靜電屏蔽功能，不至于影響內(nèi)部電路的正常工作。同時(shí)將金屬盒的外殼接地，以破壞磁場(chǎng)干擾。PCB板上的線以電源線和地線最重要。在布線時(shí)，應(yīng)盡量加粗電源線和地線，單點(diǎn)接地，并盡量使電源線和地線走向與數(shù)據(jù)的傳輸方向一致。時(shí)鐘晶振盡量靠近用到該時(shí)鐘的器件，晶振外殼接地，并用地線將時(shí)鐘包圍起來(lái)，以使時(shí)鐘信號(hào)回路周?chē)碾妶?chǎng)趨近于零。；布線盡量使用弧線而不用直角線路，以減少高頻信號(hào)對(duì)外的發(fā)射和禍合。每個(gè)集成電路的電源和地之間都要加一個(gè)適當(dāng)?shù)娜サ滊娙荩环矫孀鳛榧呻娐返男钅茈娙?，提供和吸收其自身開(kāi)關(guān)的充放電能量；另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。 基于DSP的SRM控制軟件的設(shè)計(jì)本文以TMS320F240為核心構(gòu)成的SRD系統(tǒng)采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，系統(tǒng)有兩個(gè)反饋環(huán)，即速度外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)。速度反饋信號(hào)ωr，由位置傳感器輸出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)計(jì)算得出，被給定速度ωr相減后作為速度環(huán)PI調(diào)節(jié)器的輸入，而速度調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)則作為電流指令值i，再與由霍爾傳感器測(cè)到的實(shí)際相電流值i比較，形成電流偏差，以控制PWM信號(hào)的脈寬，這里之所以在電流環(huán)中采用PWM策略，是為了使相電流保持在指令值i39。處。本系統(tǒng)為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，采用PID算法進(jìn)行速度閉環(huán)控制，而且由于SRM具有較好的動(dòng)態(tài)性能，實(shí)際上只使用了比例和積分環(huán)節(jié)即PI調(diào)節(jié)。PI調(diào)節(jié)的特點(diǎn)是，比例調(diào)節(jié)的輸出與偏差成正比，偏差越大調(diào)節(jié)的速度越快；而積分環(huán)節(jié)只要偏差存在就對(duì)其進(jìn)行積分，可以用來(lái)消除靜差。因此PI調(diào)節(jié)器能夠?qū)⒈壤{(diào)節(jié)的快速性和積分調(diào)節(jié)消除靜差的作用有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，用以改善系統(tǒng)性能。實(shí)施PI調(diào)節(jié)的關(guān)鍵在于比例系數(shù)Kp積分時(shí)間常數(shù)Kt的整定，它直接影響到系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)特性和控制品質(zhì)。由于SR電機(jī)很難建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，兩個(gè)參數(shù)實(shí)際上要通過(guò)反復(fù)試湊才能得到。首先，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定性及質(zhì)量指標(biāo)，由計(jì)算機(jī)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿M選定參考值，其次，根據(jù)反復(fù)實(shí)驗(yàn)調(diào)整確定。根據(jù)SRM的運(yùn)行機(jī)理，為了提高電機(jī)的出力，當(dāng)轉(zhuǎn)子位置轉(zhuǎn)動(dòng)到使相電感開(kāi)始上升的點(diǎn)時(shí)，相電流應(yīng)達(dá)到指令值為此，對(duì)應(yīng)的主開(kāi)關(guān)器件開(kāi)通角θon應(yīng)提前到相電感開(kāi)始上升點(diǎn)之前，另一方面，為了防止產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩，應(yīng)在電感開(kāi)始下降前切斷繞組，為此主開(kāi)關(guān)關(guān)斷角θoff應(yīng)提前到相繞組完全齒一齒相對(duì)位置之前。顯然θon、θoff試轉(zhuǎn)速和電流值的函數(shù)，在運(yùn)行中理應(yīng)不斷加以調(diào)整，以?xún)?yōu)化系統(tǒng)性能。但這增加了軟件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性。因此對(duì)本文四相(8/6極)樣機(jī)，將θon和θoff取固定值。SRD控制軟件，主要由初始化子程序、土程序、中斷服務(wù)程序、鍵盤(pán)及顯示處理子程序、延時(shí)子程序、PI控制子程序等組成。主程序以調(diào)用子程序的形式，按不斷循環(huán)的結(jié)構(gòu)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)的輸入、運(yùn)行狀態(tài)的顯示、轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制、正反轉(zhuǎn)控制等。中斷服務(wù)子程序主要包括中斷子程序、速度控制中斷子程序、PWM脈寬控制中斷子程序。軟件編寫(xiě)采用模塊化編程方法：子程序之間盡可能較少關(guān)聯(lián)，參數(shù)傳遞通過(guò)變量和標(biāo)志進(jìn)行。主程序主要完成系統(tǒng)的初始化、初始狀態(tài)的顯示以及起動(dòng)、運(yùn)行子程序的調(diào)用。主程序的功能是通過(guò)調(diào)用各子程序，來(lái)實(shí)現(xiàn)所要求的各種控制。本系統(tǒng)的命令輸入、控制參數(shù)的修改與顯示、故障的處理、控制算法等是通過(guò)子程序調(diào)用和中斷服務(wù)子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 Flowchart of main Program主程序功能如下：包括TMS32OF240內(nèi)部各寄存器的初始化，事件管理器各命令寄存器的初始化中斷命令字初始化，設(shè)CAP捕獲中斷為低電平觸發(fā)方式，PDPINT(過(guò)流中斷)的優(yōu)先級(jí)最高，此時(shí)禁止全部中斷，并關(guān)閉所有的相輸出信號(hào)。DSP芯片TMS320F24O是一種面向電機(jī)控制的專(zhuān)用芯片，其內(nèi)部集成了許多外圍功能器件，如模數(shù)轉(zhuǎn)換、事件管理器等。在系統(tǒng)工作前，需對(duì)硬件進(jìn)行初始化，同時(shí)還要對(duì)有關(guān)控制標(biāo)志及初始化參數(shù)、開(kāi)關(guān)量、工作單元、工作模式、中斷系統(tǒng)等進(jìn)行初始化處理，以保證各功能單元按設(shè)計(jì)要求工作。另外，POPINT引腳的中斷與定時(shí)器1共用一級(jí)中斷。當(dāng)系統(tǒng)處于故障運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，故障信號(hào)，經(jīng)光電隔離作用后，在DSP的PDPINT引腳產(chǎn)生低電平，DSP發(fā)生[NTZ中斷。這時(shí)中斷2的中斷矢量寄存器EVIVR人中的值為20h，系統(tǒng)便轉(zhuǎn)去執(zhí)行PDPINT的中斷服務(wù)程序，封鎖DSP的所有中斷。若定時(shí)器1中斷時(shí)，中斷矢量寄存器EVIVRA中的值為27h，則說(shuō)明此次中斷的中斷源是定時(shí)器l，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行定時(shí)器1的中斷服務(wù)程序。由鍵盤(pán)傳來(lái)的起動(dòng)正轉(zhuǎn)、起動(dòng)反轉(zhuǎn)、停車(chē)、制動(dòng)信號(hào)及驅(qū)動(dòng)板傳來(lái)的過(guò)壓、欠壓等信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)優(yōu)先編碼器編碼后進(jìn)入TMS320F240的IO口，DSP根據(jù)最高級(jí)別有效信號(hào)的編碼轉(zhuǎn)入不同的分支處理子程序，在各個(gè)子程序中設(shè)定各自相關(guān)的標(biāo)志位，并給顯示寄存器賦以相應(yīng)的顯示值。（1）變量說(shuō)明及常量賦值該部分是針對(duì)程序中所用到的變量進(jìn)行說(shuō)明并對(duì)常量賦值。變量說(shuō)明包括對(duì)變量的數(shù)值類(lèi)型、所在程序單元的分配(所有的變量必須定位于DSP內(nèi)置的544個(gè)字的片內(nèi)數(shù)據(jù)/程序共享R胡中)等說(shuō)明，常量賦值包括對(duì)外設(shè)端口地址、數(shù)值轉(zhuǎn)換用碼表、顯示符號(hào)代碼表、正反轉(zhuǎn)相序、濾波常數(shù)PI初始參數(shù)等。（2）中斷初始化系統(tǒng)的故障響應(yīng)、PWM波形的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)子位置的檢測(cè)等均需通過(guò)中斷子程序進(jìn)行處理，對(duì)DSP的中斷初始化并允許其中斷，是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要條件。（3）初始化包括液晶顯示芯片初始化以及顯示緩沖區(qū)和顯示內(nèi)容的初始化（4）參數(shù)初始化主要對(duì)功能碼及參數(shù)、各控制字和標(biāo)志、PI調(diào)節(jié)參數(shù)、轉(zhuǎn)速計(jì)算單元的初始化。本設(shè)計(jì)的速度檢測(cè)采用TMS320F2407的捕獲單元(CAP)來(lái)實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)采用一個(gè)計(jì)數(shù)裝置計(jì)取規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)脈沖發(fā)生器輸出的脈沖數(shù)從而求出速度。設(shè)所測(cè)脈沖經(jīng)整形后，每轉(zhuǎn)P個(gè)脈沖，在測(cè)速時(shí)間Ts之內(nèi)，計(jì)數(shù)器值為v，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)可計(jì)算如下： ()式中P一電機(jī)每轉(zhuǎn)反饋脈沖個(gè)數(shù)TS一測(cè)速時(shí)間N一電機(jī)轉(zhuǎn)速，單位轉(zhuǎn)/分 Speed detecting block diagram故障處理子程序包括過(guò)流、堵轉(zhuǎn)及短路保護(hù)。故障產(chǎn)生后首先封閉PWM的輸出，然后通過(guò)判斷標(biāo)志位確定到底是何種故障，其流程圖如下： Fault disposal Program flow chart SRD實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果本系統(tǒng)一般采用兩相斬波電路，以F2407DSP為控制單元。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下，、1500r/min時(shí)繞組電壓波形。 Waveform of the winding voltage when speed 15 constant第五章 結(jié)論SRM結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、極少需要維護(hù)，調(diào)速范圍寬，低速性能好，控制靈活性大，在寬的轉(zhuǎn)速和功率范圍內(nèi)都具有高輸出和高效率，所以SRD系統(tǒng)是一種具有廣闊前景的新型高效節(jié)能調(diào)速系統(tǒng)。其中，SRD控制器及控制策略處于控制核心位置，起著非常重要的作用。圍繞提高SRD控制器的性能這一主題，本設(shè)計(jì)在對(duì)SRD研究歷史和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行回顧之后，系統(tǒng)闡述了SRD系統(tǒng)的構(gòu)成，研究了旋轉(zhuǎn)矢量控制、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制策略和微步控制策略，并對(duì)構(gòu)成的各個(gè)硬件部分進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，基于TMS320F2407DSP芯片，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了SRM的樣機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性和正確性，從而使轉(zhuǎn)矩能夠平滑過(guò)渡，達(dá)到減小電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的目的，結(jié)果表明該控制策略不僅方便實(shí)現(xiàn)，而且有效地減小了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，證明了該系統(tǒng)的可行性，系統(tǒng)不僅可取得良好的速度控制特性，同時(shí)具有良好的位置控制能力，將使開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)向高效率、高精度方向發(fā)展。SRD系統(tǒng)作為新一代的調(diào)速系統(tǒng)，有著極其廣闊的發(fā)展前景，但噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大的特點(diǎn)影響了其適用場(chǎng)合，本設(shè)計(jì)從硬件和軟件控制算法方面做了有益的探索，但限于時(shí)間倉(cāng)促和設(shè)計(jì)工具的缺陷，本控制系統(tǒng)還有許多可以改進(jìn)與完善的地方：，只有采用整體的設(shè)計(jì)方法，才能不斷完善對(duì)SRM的控制，因而加強(qiáng)對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)本體的研究，從SR電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，合理設(shè)計(jì)磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)、定子磁軛剛度，合理選擇氣隙、極弧參數(shù)及勵(lì)磁方式，優(yōu)化繞組的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。：振動(dòng)和噪聲依然是很?chē)?yán)重的問(wèn)題，需要解決。雖然提出了一些解決這一問(wèn)題的相關(guān)控制策略，但是大多還只是處于仿真階段，具體如何用DSP程序去實(shí)現(xiàn)還有待于進(jìn)一步的工作。參考文獻(xiàn)[1] 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