dsp在無刷直流電動機伺服系統中的應用
任海鵬，劉 丁，李 琦
(西安理工大學自動化技術研究所，陜西西安710048)
摘要：應用tms320f240系列dsp的適合于運動控制的功能設計了全數字無刷直流電動機的位置伺服系統。文中詳細介紹了dsp在硬件設計中的應用和軟件技巧，并應用模糊單神經元自適應智能雙模控制方法進行位置控制，實驗結果表明整個系統設計簡單、可行、有效，可以取得較好的控制效果。
關鍵詞：數字信號處理器，無刷直流電動機}模糊神經元i雙模控制
中圖分類號；tm301.2 文獻標識碼：a 文章編號；1001- 6848( 2000) 02 - 0021- 04
1 引 言
隨著微電子技術的發展，伺服系統所用的微處理器的性能不斷提高。適合于電動機控制的數字信號處理器的出現使性能高結構簡蓽的全數字伺服系統成為可能。本文應用具有如下的主要特點[1]：
·運算速度快，指令周期為50ns。
·32位中央處理單元，16位定點運算。
·指令豐富，具有單周期循環指令，單周期乘／加指令和快速fft變換尋址能力。
·程序控制采用四級流水線作業，具有六個外部中斷源和八級硬件堆棧。
·544字×16位片內ram，16k字×16位片內flash eeprom，224k字×16位****可尋址存儲空間。
·雙10位a/d轉換器，總的轉換時間小于10ns.
·事件管理器中具有12路比較式pwm發生單元，3個16位通用定時／計數器，4個捕獲單元。
·內置鎖相環時鐘單元和看門狗實時中斷模塊。
·具有串行通訊接口和串行外設接口。
·28個可編程復用i/o口
本文充分利用了dsp提供的各種功能，設計了結構簡單、保護功能齊全的無刷直流電動機伺服系統，針對tms320f240 dsp軟件編程中存在的一些問題給出了編程技巧，最后介紹了模糊單神經元自適應智能雙模控制方法和實驗及結果。
2系統的設計
設計的伺服系統結構框圖如圖1所示。
2.1功率器件的驅動
系統中元刷直流電動機采用分立元件構成的逆變器驅動，逆變器中功率元件的驅動電路應用了dsp的pwm輸出接口，以tlp250為隔離元件實現主電路與cpu的隔離，不導通功率器件的柵源之間具有5v的反向電壓，保證了功率器件的可靠關斷。驅動電路原理圖如圖2所示。
2.2相電流采樣
電流檢測采用磁平衡式霍爾元件，電流采樣電路原理圖如圖3所示，將采樣的小電流信號轉換為電壓信號，并通過電平轉換放大將具有正負極性的電流反饋信號變換為o～5v電壓信號輸入dsp的雙a/d轉換單元。
2.3位置和速度檢測
光電碼盤輸出的光電脈沖通過qep電路送入dsp作為速度和位置的反饋信號，qep電路可以實現對光電脈沖的4倍頻辨向計數，從而方便地提高了速度和位置的檢測精度。
2.4轉子位置信號檢測
無刷直流電動機的三相轉子位置信號從dsp的可編程中斷intx輸入，當任意一相轉子信號發生變化時，產生中斷，在中斷處理程序中改變ac-tr的值控制pwm輸出信號。
2.5鍵盤、顯示電路及上位機監控的實現
利用dsp的a/d轉換電路實現了簡單可靠的鍵盤電路，按下不同的鍵，將對應不同的ald轉換值。與利用i/o口的鍵盤設計相比，這種鍵盤的設計硬件和軟件都更加簡單。文中利用dsp的高速串行外圍接口和串行顯示驅動芯片max7219設計了顯示電路，僅需3根i/o線最多可以驅動8位led數碼管顯示，本文設置了5位led數碼管用以顯示系統運行的一些狀態和參數。系統應用了ds |
