【導(dǎo)讀】發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型電機(jī)。它既具備交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)。好等諸多特點(diǎn)，因此在眾多領(lǐng)域中得到了廣泛的運(yùn)用。功地完成了對無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的不同，工程上通常分為直流。電機(jī)和交流電機(jī)兩大類。著電力電子學(xué)和微電子學(xué)的發(fā)展，在相互競爭、相互促進(jìn)中完善著自身。制系統(tǒng)成為設(shè)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)重要內(nèi)容。技術(shù)的飛速發(fā)展，兩者的有機(jī)結(jié)合使電力拖動(dòng)控制產(chǎn)生了新的變化。有不少的研究者已經(jīng)在用DSP作為控制器進(jìn)行研究。些研究性的工作。用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)直流調(diào)速控制系統(tǒng)，選取DSP芯片作為控。直流調(diào)速系統(tǒng)的內(nèi)容十分豐富，有開環(huán)控制系統(tǒng)，有閉環(huán)控制系統(tǒng);有單。而這個(gè)過程經(jīng)歷了從分立元件控制，集成電路控制和單片機(jī)，計(jì)算機(jī)控制等過程。性能有較大地提高和改進(jìn)。求的日益提高，DSP將在電機(jī)控制領(lǐng)域中發(fā)揮越來越重要的作用。于TMS320F2812DSP芯片的無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。

　　

【正文】 。如果沒有中斷，程序不斷循 環(huán)等待直到有中斷的到來。整個(gè) F2812DSP 初始化主要分為系統(tǒng)初始化、外設(shè)初始化和全局變量賦初值三大部分。初始化流程如圖 52 所示 圖 52 系統(tǒng)初始化流程圖 系統(tǒng) DSP 主程序 系統(tǒng) DSP 主程序主要是完成對電機(jī)的啟動(dòng)、停止、有效控制電機(jī)的正常運(yùn)行和出錯(cuò)處理，以及負(fù)責(zé)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的通信。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)之后，通過檢測電機(jī)的狀態(tài)來啟動(dòng)電機(jī)，然后進(jìn)入主控制程序，使整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。正常運(yùn)行的狀態(tài)下，控制系統(tǒng)主要是對無刷直流電機(jī)的實(shí)時(shí)調(diào)控，同時(shí)完成現(xiàn)場的通信和 PC 機(jī)的監(jiān)控通信。同時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)需要人為設(shè)定或調(diào)整時(shí)，可以 通過人機(jī)界面進(jìn)行人為設(shè)定。調(diào)整信息設(shè)定完成后， DSP 控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的參數(shù)值在線實(shí)時(shí)對電機(jī)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)檢測到外部中斷信號時(shí)，即刻停止當(dāng)前運(yùn)行任務(wù)轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷。在中斷事件中安插了三個(gè)中斷事件，即過電流中斷處理、過電壓中斷處理、系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)中斷處理。系統(tǒng)主程序流程如圖 53 所示。 圖 53 系統(tǒng)主程序流程圖 系統(tǒng)中斷服務(wù)程序 TMS320F2812 芯片有三個(gè)外部中斷和外部中斷擴(kuò)展模塊 PIE， PIE 可支持 96 個(gè)外部中斷?？梢院芸斓仨憫?yīng)和處理中斷事件，并可以在硬件和軟件中控制中斷的優(yōu)先級。通用中斷服務(wù) 子程序 GISR 和特定中斷服務(wù)子程序 SISR，在 GISR 中保存必要的上下文，從外設(shè)中斷向量寄存器 PIVR 中讀取外設(shè)中斷向量，這個(gè)向量用來產(chǎn)生轉(zhuǎn)移到 SISR 的地址入口。對每個(gè)從外設(shè)來自中斷控制器的中斷都有一個(gè)特定的 SISR，在 SISR 中執(zhí)行對該外設(shè)事件的響應(yīng)。程序一旦進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，所有的可屏蔽中斷都被屏蔽。本系統(tǒng)中共有三個(gè)中斷：定時(shí)器 T1 周期中斷，用來產(chǎn)生 PWM 輸出；定時(shí)器 T2 的周期中斷，用來定時(shí)采樣電樞電流、驅(qū)動(dòng)電監(jiān)控電壓值；定時(shí)器 T3 的捕獲中斷，用來定時(shí)測量速度。 為了響應(yīng)系統(tǒng)中的中斷服務(wù)程序，還必須有一個(gè)復(fù)位和中斷向量定義文件。它是一個(gè)獨(dú)立的匯編程序文件，它按照內(nèi)存區(qū)的規(guī)定，利用無條件跳轉(zhuǎn)語句使程序在復(fù)位或發(fā)生中斷之后跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序入口地址。 系統(tǒng)子程序 電流采樣計(jì)算子程序 電流調(diào)節(jié)器是控制的中心環(huán)節(jié)，必須滿足電流環(huán)的頻率要求，實(shí)現(xiàn)電流快速準(zhǔn)確地跟蹤給定值。本課題中，電流采樣計(jì)算子程序的功能是準(zhǔn)確完成電流檢測，根據(jù)當(dāng)前逆變橋的導(dǎo)通情況，選擇適當(dāng)?shù)南嚯娏髯鳛殡娏髡{(diào)節(jié)器的反饋量；完成電流的調(diào)節(jié)作用，并將調(diào)節(jié)器的輸出結(jié)果送至事件管理器相應(yīng)的寄存 器中，控制導(dǎo)通電流跟隨給定電流，實(shí)現(xiàn)電流信號的采樣計(jì)算。 轉(zhuǎn)速采樣計(jì)算子程序 轉(zhuǎn)速采樣子程序是通過位置傳感器檢測到的信號，得到當(dāng)前電機(jī)的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速通過位置傳感器獲得信號并傳輸給 DSP 主控制芯片，主控制芯片計(jì)算得到當(dāng)前的電機(jī)轉(zhuǎn)速。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)子程序 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)子程序流程圖如圖 553 所示，將接受到的實(shí)際轉(zhuǎn)速與輸入量相比較，得到偏差值，然后通過 PID 的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制電機(jī)，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到輸入值，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。 圖 553 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)子程序流程圖 6 總結(jié)與展望 電動(dòng)機(jī)作為機(jī)電能 量轉(zhuǎn)換裝置，其應(yīng)用范圍已遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域以及人們的日常生活之中。由于無刷直流電動(dòng)機(jī)既具備交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率高、勵(lì)磁損耗小以及調(diào)速性能好等諸多特點(diǎn)，使它一經(jīng)出現(xiàn)就以極快的速度發(fā)展和普及。目前，無刷直流電動(dòng)機(jī)己廣泛應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、儀器儀表、汽車、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備等方面和領(lǐng)域。 在驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中，無刷直流電動(dòng)機(jī)與其它類型電動(dòng)機(jī)相比有許多突出的優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；控制性能好；體積小，重量輕；節(jié)能；容量大、轉(zhuǎn)速高，換向方便、簡單；不會(huì)產(chǎn)生失步現(xiàn)象 。因此，對無刷直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用研究是很有實(shí)際意義的。 本課題針對無刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行研究，既有電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，又有對控制算法的探討?，F(xiàn)將本文的主要內(nèi)容總結(jié)如下： 1 詳細(xì)介紹了無刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理與運(yùn)行特性，建立了無刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對調(diào)速系統(tǒng)的控制方案進(jìn)行了詳細(xì)分析，為系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。 2 通過對實(shí)際電機(jī)的仔細(xì)分析，利用 DSP 主控制芯片，結(jié)合功率轉(zhuǎn)換模塊，完成了無刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對電機(jī)的實(shí)時(shí)控制。 3 以 DSP 芯片 TMS320F2812 為核 心，設(shè)計(jì)了主控制單元，實(shí)現(xiàn)了對無刷直流電動(dòng)機(jī) DSP 調(diào)速系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制。 4 針對存在各種隨機(jī)干擾的無刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，采用 PID 閉環(huán)算法，給出了一種具有自適應(yīng)補(bǔ)償?shù)姆答伩刂品桨浮Ｔ摲桨笇Χ喾N系統(tǒng)干擾具有較強(qiáng)的抑制能力。 本課題在無刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制策略和硬件實(shí)現(xiàn)方面作了一些工作，但該系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及到許多方面的問題，由于本人時(shí)間和能力的限制，還有許多問題有待深入地研究和思考。 1 由于 TMS320F2812 的主頻較小，在復(fù)雜算法的實(shí)現(xiàn)上還存在著一定的困難，整個(gè)硬件系統(tǒng)的抗擾性和穩(wěn)定 性還需要進(jìn)一步增強(qiáng)。系統(tǒng)的集成度也需要進(jìn)一步提高。 2 在控制策略方面，針對非線性和不確定性的問題， PID 閉環(huán)控制方案還存在不能準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的控制，由于一定的延時(shí)，如何在實(shí)時(shí)控制中取得滿意的效果，還有許多工作要做。 3 無刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)也是一個(gè)主要的問題。如何通過控制策略抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，還沒有比較成熟的方案。 雖然無刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)還存在著許多問題，但隨著新材料和新技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信無刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用將越來越廣泛，進(jìn)一步改善和方便人們的生活。 致 謝 我的畢業(yè)論文的完成是基 于我的導(dǎo)師 ***老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo) ,從初稿的起草到最終論文的完成 ,王老師一直給予我認(rèn)真的指導(dǎo)和不懈的支持 ,尤其是在論文將要定稿的階段 ,我深切的體會(huì)到王老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)格和作為一名人民教師的寬厚博愛。在此謹(jǐn)向王老師致以最崇高的敬意和發(fā)自內(nèi)心的謝意。 在即將畢業(yè)的時(shí)刻 ,借此機(jī)會(huì)向這四年學(xué)習(xí)中給予我諸多幫助的老師表示由衷的謝意 ,感謝他們四年來的教導(dǎo)和培養(yǎng)。在今后的工作學(xué)習(xí)中一定銘記老師的教導(dǎo)，認(rèn)真學(xué)習(xí)，踏實(shí)做人，樂觀積極的生活。 同時(shí)我還要感謝在我寫作過程中給予我?guī)椭耐瑢W(xué)和前輩，他們的文章資料給予了我很多 靈感和啟示。同時(shí)還得感謝我的摯友正是他們的幫助和支持才能使我克服一系列的困難和疑惑，直到本文的順利完成。 在完成畢業(yè)論文的這段時(shí)間里，對于大家的幫助和支持，再次表示深深地感謝！ 參考文獻(xiàn) [1] 劉剛，王志強(qiáng)，房建成，《永磁無刷直流電機(jī)控制技術(shù)與應(yīng)用》 機(jī)械工業(yè)出 版社 [2] 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