【正文】 具體線路可參考圖 7。 其中故障信號(hào)包括 ：直流母線過(guò)壓、直流母線過(guò)流、 IPM 模塊四路故障輸出等。 應(yīng)用系統(tǒng)接至內(nèi)部DSP目標(biāo)板的J6接至內(nèi)部DSP目標(biāo)板的J4接至內(nèi)部DSP目標(biāo)板的J5圖1應(yīng)用系統(tǒng) 應(yīng)用系統(tǒng)(TMS320F240)DSPJ6應(yīng)用系統(tǒng)1920SEEDF240圖2外擴(kuò)DS P目 標(biāo)板接至開(kāi)發(fā)裝置J1J5應(yīng)用系統(tǒng)1920(TMS320F240)應(yīng)用系統(tǒng)J412 DSP121212基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說(shuō)明 34 二． MCL13A 變頻調(diào)速系統(tǒng)中 DSP 和各相關(guān)硬件的接口 DSP(TMS320F240)作為核心控制器件，完成相關(guān)信號(hào)的采集和處理，并輸出六路 PWM信號(hào)，驅(qū)動(dòng) IPM 模塊以實(shí)現(xiàn)變頻。如果教師需要自己編制程序，則為了防止由于可能發(fā)生的錯(cuò)誤損壞內(nèi)部的 DSP 目標(biāo)板，影響一般實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行，需斷開(kāi)內(nèi)部 DSP 目標(biāo)板和應(yīng)用系統(tǒng)的連接，外擴(kuò) DSP 目標(biāo)板。 MCL13A變頻調(diào)速系統(tǒng)兼顧學(xué)生正常實(shí)驗(yàn)和研究開(kāi)發(fā)性實(shí)驗(yàn)。 （ 14） 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先斷開(kāi)系統(tǒng)連接，放棄上位機(jī)對(duì)系統(tǒng)的控制權(quán)，將主電路電壓去除，最后關(guān)控制回路電源。如圖 所示。在“量程 ”框中選擇“ 500”檔。得實(shí)驗(yàn)曲線如圖 所示。 （ 9）按“電機(jī)停止 ” 按鈕 ,電機(jī)停止。 （ 7）按“電機(jī)啟動(dòng)”按鈕 ,電機(jī)起動(dòng)。 （ 4）在主界面右上角的“采集數(shù)據(jù)類型”中，在“曲線 1”的下拉框中選擇“速度”，在“曲線 2”的下拉框中選擇“位移”，在“循環(huán)”復(fù)選框前取消打鉤 ,在“量程”框中選圖 14 狀態(tài)欄 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說(shuō)明 31 擇“ 500”檔 （ 5）選中界面中上方的顯示輔助設(shè)置中的“ 當(dāng) 前 1”，“ 當(dāng)前 2”按鈕。詳見(jiàn)（圖 13），例如設(shè)定控制方式為 PID 方式以及相應(yīng)控制參數(shù)，如 Kps=， Kis=，選擇斜坡信號(hào)給定，其他按默認(rèn)參數(shù)，按“ 確定 ”退出對(duì)話框。如果出現(xiàn)連接正常提示，則說(shuō)明系統(tǒng)的控制權(quán)已轉(zhuǎn)移到上位機(jī)，掛箱上的控制按鈕和電位器已失效；否則，說(shuō)明連接失敗，返回到（ 1）。 （ 2）運(yùn)行上位機(jī)程序 MCL— 14（ V2），出現(xiàn)主界面。所有連接線正常后，接通掛箱上控制電源開(kāi)關(guān)?？刂品绞竭x用 PID 控制，位置給定信號(hào)選用斜坡信號(hào)與階躍信號(hào)（帶制動(dòng)）。如 （ 3）顯示處理中所敘述。通過(guò)調(diào)節(jié)采集類型選擇下面的縮放比例達(dá)到，范圍為 ～ 3。即除了在電機(jī)啟動(dòng)前可設(shè)置外，在電機(jī)運(yùn)行時(shí)也可改變。 動(dòng)態(tài)框 ：顯示用戶操作的信息，用戶的動(dòng)作， 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)參數(shù)的匯報(bào)，錯(cuò)誤報(bào)告等。 串口狀態(tài) ：顯示串行端口狀態(tài)，“端口開(kāi)”或者“端口關(guān)” 串口設(shè)置 ：顯示當(dāng)前串口通訊參數(shù)的設(shè)定值 連接狀態(tài) ：顯示與下位機(jī)的連接是否正常。 6．狀態(tài)顯示 位于主界面下方的狀態(tài)顯示欄，用于顯示系統(tǒng)當(dāng)前的各類設(shè)置和狀態(tài)變化。 這里允許對(duì)速度環(huán) PID 參數(shù)進(jìn)行修改設(shè)定，允許選擇 位置環(huán)控制方式及其進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。 3．轉(zhuǎn)速給定設(shè)置 圖 12 調(diào)速系統(tǒng)控制方式與參數(shù)設(shè)置 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說(shuō)明 29 實(shí)驗(yàn)各種控制方式時(shí)的給定轉(zhuǎn)速設(shè)定，最大轉(zhuǎn)速設(shè)定為 1500r/min。 Fuzzy－ PID：雙閉環(huán)調(diào)速方案， 速度環(huán)采用模糊 PID 組合控制，在圖的上中方以及右上方設(shè)定 PID 以及模糊控制參數(shù)。 PID： 雙閉環(huán)調(diào)速方案，速度環(huán)采用 PID 控制，在圖的中上方可以設(shè)定 PID 控制參數(shù)。 無(wú)位置傳感器：實(shí)驗(yàn)中轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)采用端電壓法檢測(cè)。點(diǎn)擊不同的按鈕選中控制模式并進(jìn)行各模式下控制策略與參數(shù)設(shè)置。范圍為：20ms/div～ 1000ms/div。單次采集經(jīng)常用來(lái)捕捉起動(dòng)過(guò)程數(shù)據(jù)曲線。 系統(tǒng)軟件支持循環(huán)采集數(shù)據(jù)或單次采集 。 （ 2） 數(shù)據(jù)采集方式： 系統(tǒng)軟件支持同時(shí)采集兩條曲線。此外，還可以選擇循環(huán)采集或者單次采集并 可以通過(guò)變換量程來(lái)改變時(shí)間軸。 數(shù)據(jù)采集參數(shù)設(shè)置 位于主界面右上方 ， 用 于數(shù) 據(jù)采集參數(shù)設(shè)置 的 “采集數(shù)據(jù)類型 ”框， 如（圖 ）所示 ，系統(tǒng)支持最多兩條曲線同時(shí)采。 注意：在縮小狀態(tài)時(shí)，顯示零線調(diào)節(jié)功能被禁止。當(dāng)按鈕被按下時(shí)，表示顯示處于縮小狀態(tài)，當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到波形顯示區(qū)域時(shí)，鼠標(biāo)顯示圖標(biāo)變?yōu)椋ǎ粚?duì)曾經(jīng)被放大過(guò)了的顯示波形有效，在顯示區(qū)域點(diǎn)擊一次，顯示將縮小一半，直到顯示為原來(lái)狀態(tài)為止。 注意：在放大狀 態(tài)時(shí)，顯示零線調(diào)節(jié)功能被禁止。最多放大 8 倍。按鈕彈起時(shí)，表示不顯示該曲線。 ? 曲線 2：觸發(fā)按鈕，當(dāng)按鈕被按下時(shí)，表示要求顯示緩存曲線 2。當(dāng)緩存 1的名字被改變時(shí)，此時(shí)按鈕的顯示名稱將同時(shí)改變（圖 ，圖 ）。按鈕彈起時(shí)，表示不顯示該曲線。按鈕彈起時(shí)，表示不顯示該曲線。 ? 清空 ：清空當(dāng)前緩存 2 里面的數(shù)據(jù)。選擇將存儲(chǔ)的緩存，然后給曲線命名，可以將當(dāng)前的兩條曲線同時(shí)保存。 系統(tǒng)提供二個(gè)緩存，分別為 :曲線曲線 2。 (3) 顯示處理 顯示處理部分位于主界面波形顯示區(qū)域上方，如圖 8 所示。 當(dāng)顯示區(qū)域出現(xiàn)紅線掃描時(shí) ,將掃描到的 曲線 上該點(diǎn) 的值在數(shù)值顯示部分顯示 出來(lái)，如圖 7 所示 。 在波形顯示區(qū)域的左邊，有一條如（圖 ）所示的拖動(dòng)帶，它可以調(diào)節(jié)顯示區(qū)域的零線，也即圖形上下移動(dòng)功能。單擊鼠標(biāo)右鍵取消紅線。 。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)值及波形顯示 軟件支持同時(shí)顯示 4 條曲線，分別為當(dāng)前設(shè)置的數(shù)據(jù)采集類型對(duì)應(yīng)的曲線 1 與曲線 2，暫時(shí)存儲(chǔ)在緩存中的曲線 1 與曲線 2。 （ 7）系統(tǒng)設(shè)置 設(shè)置無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是否采用光電碼盤(pán)獲取轉(zhuǎn)速與位移信號(hào)，默認(rèn)是系統(tǒng)無(wú)光電碼盤(pán)或不采用光電碼盤(pán)獲取信號(hào)，這時(shí)電機(jī)運(yùn)行中的轉(zhuǎn)速與位移信號(hào)根據(jù)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)計(jì)算得到。 圖 串口屬性對(duì)話框 圖 串口屬性對(duì)話框 圖 顯示設(shè)置對(duì)話框 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說(shuō)明 24 （ 5）打開(kāi)數(shù)據(jù) 點(diǎn)擊該按鈕將顯示文件打開(kāi)對(duì)話框，打開(kāi)以前保存的后綴名為 dtc 文件。 （ 3）默認(rèn)設(shè)置 點(diǎn)擊該按鈕將恢復(fù)系統(tǒng)的默認(rèn)設(shè)置。在“顯示”前面打鉤表示顯示該曲線，按“顏色”后面的“ ? ..”按鈕可以進(jìn)入顏色選擇對(duì)話框， 如（圖 ）所示，可以選擇適當(dāng)?shù)念伾础熬€形”后 面的下拉框可以選擇該曲線的線形，有“實(shí)線”、“劃線”和“點(diǎn)線 ” 三種選擇。通過(guò)點(diǎn)擊該按鈕進(jìn)入對(duì)話框，如（圖 ）所示：系統(tǒng)可以同時(shí)存儲(chǔ)四個(gè)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，分別為當(dāng) 前曲線 1，當(dāng)前曲線 2，保存曲線 1與保存曲線 2。一般情況下，在安裝程序時(shí)，完成串口設(shè)置，做實(shí)驗(yàn)時(shí)，無(wú)須重新設(shè)置。在設(shè)置完成之后，可按“確定”，更改設(shè)置，并退出對(duì)話框；也可按“取消”，放棄修改，并退出對(duì)話框。通過(guò)點(diǎn)擊該按鈕進(jìn)入串口設(shè)置對(duì)話框，如（圖 ）所示。 系統(tǒng)命令 “系統(tǒng)命令”框，位于主界面的左上角，是一系列的命令按鈕，如（圖 3）所示。用于在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，暫?；蚧謴?fù)數(shù)據(jù)采集（當(dāng)數(shù)據(jù)采集設(shè)置為循環(huán)采集時(shí)）。按 電機(jī)停止 按鈕將停止命令發(fā)送給下位機(jī)，狀態(tài)恢復(fù)。反之，斷開(kāi)連接后，控制權(quán)回復(fù)到掛箱上。當(dāng)與下位機(jī)基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說(shuō)明 22 通訊完成以后，需要按“斷開(kāi)連接”按鈕來(lái)結(jié)束與下位機(jī)的連接，此時(shí)綠燈變?yōu)榧t燈。 3．功能使用說(shuō)明 系統(tǒng)狀態(tài)控制命令 系統(tǒng)狀態(tài)控制命令，位于主界面右下角，它包括： （ 1）“ 系統(tǒng)連接 /斷開(kāi)連接 ”按鈕，用于與下位機(jī)建立通訊。 ? 用戶可以修改實(shí)驗(yàn)參數(shù)，設(shè)置 BLDCM 系統(tǒng)模式，控制方式。 ? 數(shù)據(jù)打開(kāi)：支持 打開(kāi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)文件。 ? 數(shù)據(jù)曲線顯示分析：支持各通道數(shù)據(jù)顯示，支持顯示顏色設(shè)置，支持各通道數(shù)據(jù)讀數(shù)功能、支持曲線縮放功能、隱藏功能，支持曲線移動(dòng)功能，支持曲線暫時(shí)存儲(chǔ)功能。 本軟件主要具備有兩大功能：控制平臺(tái)功能與虛擬示波器功能。正中間為數(shù)據(jù)曲線顯示，可以同時(shí)采集兩通道數(shù)據(jù)，在顯示界面上可以顯示四條數(shù)據(jù)曲線。居下的三個(gè)模塊分別對(duì)應(yīng)系統(tǒng)狀態(tài)顯示，數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)進(jìn)程的顯示，系統(tǒng)狀態(tài)命令發(fā)送按鈕。在系統(tǒng)連接成功后，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件界面如下： 左上角為系統(tǒng)命令塊，包括串口設(shè)置，顯示設(shè)置，以及數(shù)據(jù)后期處理（數(shù)據(jù)保存，保存圖片等）。脫離 MCL14 掛箱，本軟件將無(wú)效，裝入運(yùn)行時(shí)將無(wú)法正常執(zhí)行其各項(xiàng)功能。 MCL14 掛箱上備有串口 RS232 連接插座。 ? 串口屬性設(shè)置：數(shù)據(jù)位 :8 位 ,奇偶校驗(yàn)位 :odd,停止位 1 位；傳輸速率初始設(shè)置為19200 bps,可設(shè)定；串行通訊口端口根據(jù)計(jì)算機(jī)接線不同設(shè)置 ,范圍為 COM1~COM4 ? 安裝完成后 ,執(zhí) 行文件為安裝目錄下的 . 2．軟件功能 MCL14（ V2）軟件，是“基于 DSP 控制的高性能無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”的上位圖 1 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件主界面 基于 DSP 控制的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)程序使用說(shuō)明 21 機(jī)控制程序。再運(yùn)行 , 按提示完成安裝。 ? 軟盤(pán)安裝： 運(yùn)行安裝盤(pán) 1的 , 雙擊運(yùn)行后 , 按系統(tǒng)提示插入安裝盤(pán)2, 然后按提示完成安裝。詳見(jiàn) .（ 6）。詳見(jiàn) .（ 5）。詳見(jiàn) .（ 4）、詳見(jiàn) .（ 7）。詳見(jiàn) 、 .（ 2）。保存曲線如下： （ 2）放大、縮小 . 詳見(jiàn) .（ 1）。 4． 4 顯示后期處理 （ 1）曲線保存。 4． 3 試驗(yàn)結(jié)束注意 試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先將主電路電壓下降到底，再按“電機(jī)啟動(dòng)”將主電路余留電量放出，待電壓表顯示位 0V 時(shí)，按“電機(jī)停止”，再按“斷開(kāi)連接”，然后可以退出上位機(jī)程序。按“ 暫停刷新 ”可以暫停數(shù)據(jù)刷新，得到如（圖 ）波形。保存完后按 “ 恢復(fù)刷新 ”來(lái)繼續(xù)試驗(yàn)。在“循環(huán)”復(fù)選框前打鉤 ,詳見(jiàn) .（ 2）；在“ XY 軸”復(fù)選框前取消打鉤 ,詳見(jiàn) .（ 3）；在“量程”框中選擇“ 50”檔，詳見(jiàn) .（ 4） ,（圖 17）。 (13) 在界面右上角的“采集數(shù)據(jù)類型”中，在“曲線 1”的下拉框中選擇“ Φα ”，在“曲線 2”的下拉框中選擇“ Φβ ”。 (12)重復(fù)步驟（ 5）～（ 8），數(shù)據(jù)將循環(huán)刷新，等待電機(jī) 進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，按“ 暫停刷新 ”可以暫停數(shù)據(jù)刷新，得到如（圖 ）波形。詳見(jiàn) .（ 1） ,（圖 ）、（圖 ）。 (10) 試驗(yàn)可以得到如（圖 ） 所示的試驗(yàn)結(jié)果圖形 ,按“ 保存圖形 ”保存試驗(yàn)結(jié)果。 （ 8）等待數(shù)據(jù)傳送，波形顯示。）。 （ 5）選中界面中上方的顯示輔助設(shè)置中的“ 當(dāng)前 1”，“ 當(dāng)前 2”按鈕，詳見(jiàn) (圖13)。詳見(jiàn) .（ 1） ,（圖 ）、（圖 ）。按“ 確定 ”退出對(duì)話框。 （ 3）單擊界面左邊的控制方式設(shè)置對(duì)話框“ 磁場(chǎng)定向 ”按鈕，進(jìn)入“磁場(chǎng)定向控制界面”。詳見(jiàn) .（ 1）， (圖 )、 (圖 )。 （ 2）運(yùn)行上位機(jī)程序 ，出現(xiàn)主界面。所有連接線正常后，接通掛箱上控制電源開(kāi)關(guān)。 （ 3）穩(wěn)態(tài)磁通觀察 （ 4）穩(wěn)態(tài)磁通軌跡曲線觀察。 4． 2 磁場(chǎng)定向（ FOC）雙閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)任務(wù)： （ 1）磁場(chǎng)場(chǎng)定向雙閉環(huán)控制啟動(dòng)轉(zhuǎn)速、電流 曲線觀察。 （ 9）按“停止“按鈕，詳見(jiàn) ,（圖 ）、（圖 ），電機(jī)停止。 （ 7）按“啟動(dòng)”按鈕，詳見(jiàn) ,（圖 ）、（圖 ），電機(jī)啟動(dòng)。 （ 6）設(shè)置完成后，給掛箱接上主電路電源（一般情況下，所有連接線正常，接通掛箱上控制電源開(kāi)關(guān)后，就可以給掛箱接上主電路電源。在“循環(huán)”復(fù)選框前取消打鉤 ,詳見(jiàn) .（ 2）；在“ XY 軸”復(fù)選框前取消打鉤 ,詳見(jiàn) .（ 3）；在“量程”框中選擇“ 200”檔，詳見(jiàn) .（ 4） ,（圖 17）。 （ 4）在界面右上角的“采集數(shù)據(jù)類型”中，在“曲線 1”的下拉框中選擇“速度曲線”，在“曲線 2”的下拉框中選擇“ A 相電流”。詳 見(jiàn) .（ 1）（圖 ）、（圖 7），設(shè)定轉(zhuǎn)速給定為“ 1500”，設(shè)定調(diào)制方式為“異步調(diào)制”。如果出現(xiàn)連接正常提示，則說(shuō)明系統(tǒng)的控制權(quán)已轉(zhuǎn)移到上位機(jī)，掛箱上的控制按鈕和電位器已失效；否則，說(shuō)明連接失敗，返回到（ 1）。點(diǎn)擊右下角的“連接”，以建立與下位機(jī)的通訊。此時(shí)，掛箱上的指示燈亮，指示系統(tǒng)處于默認(rèn)狀態(tài)（ SPWM 控制，同步調(diào)制），數(shù)字顯示頻率給定；如按相應(yīng)的按鈕或旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的電位器，可改變系統(tǒng)設(shè)置。 4．使用實(shí)例 4． 1 開(kāi)環(huán) SPWM 異步調(diào)制啟動(dòng)轉(zhuǎn)速與啟動(dòng)電流觀測(cè) 具體操作步驟如下： （ 1）檢查上位機(jī)與掛箱之間的串口連接線、掛箱上的連接線、掛箱與電機(jī)以及掛箱與驗(yàn)臺(tái)之間的連接線?！斑B接正?！被蛘摺斑B接