dsp在无刷直流电动机伺服系统中的应用
任海鹏，刘 丁，李 琦
(西安理工大学自动化技术研究所，陕西西安710048)
摘要：应用tms320f240系列dsp的适合于运动控制的功能设计了全数字无刷直流电动机的位置伺服系统。文中详细介绍了dsp在硬件设计中的应用和软件技巧，并应用模糊单神经元自适应智能双模控制方法进行位置控制，实验结果表明整个系统设计简单、可行、有效，可以取得较好的控制效果。
关键词：数字信号处理器，无刷直流电动机}模糊神经元i双模控制
中图分类号；tm301.2 文献标识码：a 文章编号；1001- 6848( 2000) 02 - 0021- 04
1 引 言
随着微电子技术的发展，伺服系统所用的微处理器的性能不断提高。适合于电动机控制的数字信号处理器的出现使性能高结构简荜的全数字伺服系统成为可能。本文应用具有如下的主要特点[1]：
·运算速度快，指令周期为50ns。
·32位中央处理单元，16位定点运算。
·指令丰富，具有单周期循环指令，单周期乘／加指令和快速fft变换寻址能力。
·程序控制采用四级流水线作业，具有六个外部中断源和八级硬件堆栈。
·544字×16位片内ram，16k字×16位片内flash eeprom，224k字×16位****可寻址存储空间。
·双10位a/d转换器，总的转换时间小于10ns.
·事件管理器中具有12路比较式pwm发生单元，3个16位通用定时／计数器，4个捕获单元。
·内置锁相环时钟单元和看门狗实时中断模块。
·具有串行通讯接口和串行外设接口。
·28个可编程复用i/o口
本文充分利用了dsp提供的各种功能，设计了结构简单、保护功能齐全的无刷直流电动机伺服系统，针对tms320f240 dsp软件编程中存在的一些问题给出了编程技巧，最后介绍了模糊单神经元自适应智能双模控制方法和实验及结果。
2系统的设计
设计的伺服系统结构框图如图1所示。
2.1功率器件的驱动
系统中元刷直流电动机采用分立元件构成的逆变器驱动，逆变器中功率元件的驱动电路应用了dsp的pwm输出接口，以tlp250为隔离元件实现主电路与cpu的隔离，不导通功率器件的栅源之间具有5v的反向电压，保证了功率器件的可靠关断。驱动电路原理图如图2所示。
2.2相电流采样
电流检测采用磁平衡式霍尔元件，电流采样电路原理图如图3所示，将采样的小电流信号转换为电压信号，并通过电平转换放大将具有正负极性的电流反馈信号变换为o～5v电压信号输入dsp的双a/d转换单元。
2.3位置和速度检测
光电码盘输出的光电脉冲通过qep电路送入dsp作为速度和位置的反馈信号，qep电路可以实现对光电脉冲的4倍频辨向计数，从而方便地提高了速度和位置的检测精度。
2.4转子位置信号检测
无刷直流电动机的三相转子位置信号从dsp的可编程中断intx输入，当任意一相转子信号发生变化时，产生中断，在中断处理程序中改变ac-tr的值控制pwm输出信号。
2.5键盘、显示电路及上位机监控的实现
利用dsp的a/d转换电路实现了简单可靠的键盘电路，按下不同的键，将对应不同的ald转换值。与利用i/o口的键盘设计相比，这种键盘的设计硬件和软件都更加简单。文中利用dsp的高速串行外围接口和串行显示驱动芯片max7219设计了显示电路，仅需3根i/o线最多可以驱动8位led数码管显示，本文设置了5位led数码管用以显示系统运行的一些状态和参数。系统应用了ds |
