基于dsp的無刷直流電動機控制系統設計
戚鵬
（安徽建筑工業學院電子與信息工程學院，安徽230601）
摘要：提出并設計了以tms320f2812為核心的無刷直流電動機調速系統設計與實現方案，并設計了自整定模糊控制器實現無刷直流電機的調速，給出了實驗結果和結論。該方法較之傳統的調速控制方法，可以提高控制精度，又能夠根據對象輸出的變化調整參數。實驗結果表明，該系統具有優良的控制效果。
關鍵詞：tms320f2812；自整定模糊控制；無刷直流電動機；調速系統
中圖分類號：tm36 +1 文獻標志碼：a 文章編號：1001-6848(2010)05-0103-03
0引 言
無利直流電機不僅具有交流電機的體積小、重量輕、慣量小等特點，而且擁有直流電動機優良的調速性能，但又沒有機械換向器的缺點，因此主要應用于工廠自化和辦公自動化方兩，它正在迅速取代傳統的直流電機和異步電機，在高精度的數控設備如機器人和機械手的驅動中，無刷直流電機的應用也相當多。因此無刷直流電機的控制問題成為研究的重點。
電機調速系統最常用的方法是雙閉環pid控制器，但該方法存在參數不能隨著被控對象的變化而作相應的調速的缺點，將模糊控制和pid控制集合起來引入調速系統可以把一些具有模糊性的成熟經驗和規則有機的融入到控制策略中，具有較強的魯棒性。但采取模糊控制仍然存在一事實上的超調現象，對系統中的不確定因素控制不是很好，穩態精度仍然可以提高。本文提出了一種以tms320f2812為核心的無刷直流電動機調速系統設計與實現的方案，并沒計了自整定模糊控制器實現無刷直流電機調速，給出了實驗結果和結論。
1．自整定模糊控制技術
常規模糊控制器具有響應時間短，超調量小，魯棒性好，適于非線性時變的復雜系統，建立模型相對容易等優點，但同時也還存在一些問題：首先，常規的模糊控制器的控制規則建立之后就固定不變，難以獲得****控制指標。相對于電動機起動過程這類復雜的被控對象，采用這種控制器不能獲得預期的控制效果，而且適應系統和環境變化的能力差。
在本文中采用參數自整定模糊控技術，根據起動運行過程中的實際偏差和偏差變化率的大小，控制器選取不同的比例因子。這種基于量化、比例因子自調整方法算法簡單高效，控制效果較好。結構框圖如圖1所示。
模糊控制器采用二維模糊控制，主模糊控制單元和模糊參數尋優控制單元都以無刷電動機的輸出電流與期望值的偏差e及偏差變化率ec作為輸入變量。模糊參數尋優控制單元的輸出可調整因子k1、k2、k3分別表示量化因子ke、kec以及比例因子ka的調整系統值。e、ec以及模擬控制器的輸出。的論域取{ -4，-3，-2，-1，0．+1．+2，+3，+4}。分為7個模糊子集，k1模糊語言變量選擇7個：nb，nm，ns，zo，ps，pm，pb；解模糊使用重心法。如表1—表4所示
當e和氣較大時，縮小k1和k2，降低對大偏差的分辨率，減少偏差，縮短過渡過程時間。當e和ec較小時，系統已接近穩態，這時應增大k1和k2，提高系統對小偏差的分辨率，提高控制的靈敏度；當誤差e較大，且與誤差變化ec符號相反時，應適當增大控制器的大小。當誤差e較大，且與誤差變化ec符號相同時，應適當減小k3系統響應在沒定值附近時（此時誤差e較小），為防止產生較大的超調或欠調，k3應該具有較寬的變化范圍，適當減小比例因子以減小超調。按照上述自整定原則，可以獲得較好的控制效果。
2系統硬件設計
tms320f2812是32位的控制專用、內含閃存以及高達150 mips的數字信號處理器，專閂為工業自動化及自動化控制等應用而設計。系統結構框圖如圖2所示。
系統工作原理：交流電由整流橋轉換為直流電，一部分經過穩壓模塊后作為dsp芯片和其他主控板上電子器件的供電電源，一部分作為 |
