張 偉

(臨沂大學(xué)信息學(xué)院， 臨沂 276005)

應(yīng)用DSP控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)①

張 偉

(臨沂大學(xué)信息學(xué)院， 臨沂 276005)

為滿足對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(BLDCM)控制要求，設(shè)計(jì)由數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)組成的應(yīng)用于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)字控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)高性能實(shí)時(shí)測(cè)控。該文首先從無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理出發(fā)，以TI公司的TMS320LF2407芯片為核心，設(shè)計(jì)了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)；給出具體硬件設(shè)計(jì)方案及相關(guān)軟件設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制，適合中小型電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，具有很高的應(yīng)用價(jià)值和推廣價(jià)值。

無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)； 控制； 數(shù)字信號(hào)處理器； 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換； 脈寬調(diào)制

直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好、運(yùn)行效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)均采用電刷，以機(jī)械方法進(jìn)行換向，因而存在相對(duì)的機(jī)械磨擦，帶來(lái)了噪聲、火花、無(wú)線電干擾以及壽命短等致命弱點(diǎn)。再加上制造成本高及維修困難等缺點(diǎn)，從而大大限制了它的應(yīng)用范圍。為此，人們研制以電子換向來(lái)代替電刷機(jī)械換向的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)保持著有刷直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)良機(jī)械及控制特性，在電磁結(jié)構(gòu)上和有刷直流電機(jī)一樣，但它的電樞繞組放在定子上，轉(zhuǎn)子上放置永久磁鋼。和有刷直流電動(dòng)機(jī)相比，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)取消了電機(jī)的滑動(dòng)接觸機(jī)構(gòu)，因而消除了故障的主要根源。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用主要有：(1)定速驅(qū)動(dòng)方面；(2)調(diào)速驅(qū)動(dòng)方面；(3)精密控制方面。本文以TI公司的TMS320LF2407A為核心設(shè)計(jì)了一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)[1]，它是將電機(jī)控制所需的外圍功能電路集成在一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器DSP芯片內(nèi)，具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用、可靠性高的特點(diǎn)，運(yùn)算速度高，指令周期僅為幾十納秒，與普通微控制器MCU(micro controller unit)相比，運(yùn)算及處理能力增強(qiáng)10～50倍，確保了系統(tǒng)具有更優(yōu)越的控制性能。

1 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理

無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)為了實(shí)現(xiàn)無(wú)刷換相，首先要求把一般直流電動(dòng)機(jī)的電樞繞組放在定子上，把永久磁鋼放在轉(zhuǎn)子上，這與傳統(tǒng)直流永磁電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)正好相反，而且還要由位置傳感器、控制電路以及功率邏輯開關(guān)共同組成換相裝置，使得直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中由定子繞組所產(chǎn)生的磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)動(dòng)中的轉(zhuǎn)子磁鋼產(chǎn)生的永久磁場(chǎng)在空間始終保持120°左右的電角度，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。直流電動(dòng)機(jī)的速度可通過(guò)調(diào)節(jié)電壓來(lái)達(dá)到調(diào)整轉(zhuǎn)速的目的，調(diào)節(jié)電壓需有專門的可控直流電源。常用的可控直流電源有三種：旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組、靜止可控整流器、脈寬調(diào)制變換器。脈寬調(diào)制變換器PWM(pulse-width modulation)，它是用恒定直流電源或不可控整流電源供電，利用開關(guān)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)通斷控制，將直流電壓斷續(xù)加到負(fù)載上，通過(guò)通、斷電時(shí)間變化來(lái)改變負(fù)載上直流電壓的平均值，將固定直流電源變成平均值可調(diào)的直流電源。本設(shè)計(jì)就是采用PWM方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)控制。

2 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

在無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，以TI公司的TMS320LF2407A作為控制電路的主控芯片，采用IR公司的IR2130負(fù)責(zé)功率逆變器的驅(qū)動(dòng)控制。 控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。TMS320LF2407A是專為電動(dòng)機(jī)控制應(yīng)用而優(yōu)化設(shè)計(jì)的單片DSP控制器，不僅具備強(qiáng)大高速的運(yùn)算處理能力，而且在片內(nèi)集成了豐富的電機(jī)控制外圍部件，使得整個(gè)數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)潔。

圖1 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)Fig.1 Hardware architecture of control system

2.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

功率管的前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路采用IR公司的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片IR2130。該芯片集驅(qū)動(dòng)、死區(qū)、過(guò)流保護(hù)等功能于一體，可驅(qū)動(dòng)工作在母線電壓不超過(guò)600 V的電路中的功率MOS器件，使用單電源即可完成對(duì)功率橋六只功率管的驅(qū)動(dòng)，使用方便，適合于小功率驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，內(nèi)部設(shè)有過(guò)電流、過(guò)電壓及欠電壓保護(hù)，可以用來(lái)保護(hù)被驅(qū)動(dòng)的功率MOS管。

圖2為功率主電路的前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路，其中D1-D3為快恢復(fù)二極管，選用FRl07，R1-R6是為了防止功率管產(chǎn)生振蕩而設(shè)置的電阻，C1-C3為自舉電容，取值0.1μf。LED為過(guò)流、欠壓保護(hù)指示燈，其中過(guò)流信號(hào)經(jīng)過(guò)Rc濾波器送入到IR2130的過(guò)流保護(hù)端ITRIP引腳。MS320LF2407輸出的PWM信號(hào)直接到前置驅(qū)動(dòng)器IR2130的輸入端，IR2130的輸出通過(guò)一個(gè)電阻直接與功率金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場(chǎng)效晶體管MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)的控制極相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變橋的控制。MOSFET是一種單極型電壓控制器件，具有開關(guān)速度快、高頻特性好、輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)功率小、熱穩(wěn)定性優(yōu)良、無(wú)二次擊穿問(wèn)題、安全工作區(qū)寬和跨導(dǎo)線性度高等顯著特點(diǎn)，在各類中小功率開關(guān)電路中得到廣泛應(yīng)用。本系統(tǒng)選用國(guó)際整流公司的MOSFETT功率管IRFPS37N50A。

2.3 控制部分

2.3.1 位置信號(hào)檢測(cè)

本系統(tǒng)位置信號(hào)采樣是通過(guò)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)本身自帶的霍爾傳感器來(lái)檢測(cè)的。電機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)霍爾元件都會(huì)產(chǎn)生脈寬為180°的輸出信號(hào)，三個(gè)霍爾傳感器的輸出信號(hào)互差120°。這樣它在每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)中共有6個(gè)上升或下降沿，正好對(duì)應(yīng)著6個(gè)換相時(shí)刻。通過(guò)將DSP設(shè)置為雙沿觸發(fā)捕捉中斷功能，就可獲得這6個(gè)時(shí)刻，即可得到轉(zhuǎn)子位置。由于霍爾元件是集電極開路輸出，其輸出信號(hào)經(jīng)上拉電阻得出位置方波信號(hào)，再經(jīng)隔離電路送到DSP的CAP端口引腳進(jìn)行位置信號(hào)的捕捉。

圖2 功率主電路前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路Fig.2 Pre-driver circuit of the main circuit power

2.3.2 電流檢測(cè)電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)使用霍爾電流傳感器檢測(cè)電流，檢測(cè)輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)變換處理后再送到DSP芯片的轉(zhuǎn)換器A/D(analog/digital)。每一個(gè)PWM周期對(duì)電流采樣一次，但在一個(gè)PWM周期中對(duì)電流的采樣時(shí)刻要選擇好。本方案采用的是單極性PWM控制，在PWM周期的“關(guān)”期間，電流經(jīng)過(guò)常開的開關(guān)管和另一個(gè)開關(guān)管的續(xù)流二極管形成續(xù)流回路，這個(gè)續(xù)流回路并不經(jīng)過(guò)電流傳感器，所以在PWM“關(guān)”期間不能采樣電流；另外在PWM周期的開的瞬間，電流上升不穩(wěn)定，也不易采樣，所以電流采樣時(shí)刻最好是在PWM周期“開”期間的中部，此過(guò)程可以通過(guò)DSP定時(shí)器采用連續(xù)增減計(jì)數(shù)方式時(shí)周期匹配事件啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 主程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)要求根據(jù)輸入的轉(zhuǎn)子霍爾位置信號(hào)和反饋電流信號(hào)對(duì)電機(jī)進(jìn)行換相，實(shí)現(xiàn)PWM脈寬調(diào)制。達(dá)到對(duì)電機(jī)進(jìn)行速度控制的目的。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，軟件分為以下幾個(gè)模塊：初始化模塊、電機(jī)啟動(dòng)模塊、霍爾信號(hào)捕捉模塊、換相模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊。軟件主體采用順序結(jié)構(gòu)，霍爾信號(hào)捕捉模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊采用中斷控制方式，圖3為系統(tǒng)軟件主程序的流程圖，主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始化以及電機(jī)啟動(dòng)，然后循環(huán)調(diào)用中斷服務(wù)子程序。

3.2 軟件各模塊設(shè)計(jì)

3.2.1 初始化模塊

初始化模塊主要是主程序初始化。主要內(nèi)容是對(duì)狀態(tài)寄存器和控制寄存器進(jìn)行設(shè)置。

a.系統(tǒng)狀態(tài)寄存器，主要設(shè)置CNF，OVM，SXM，XF，INTM，分別如下：

CNF，OVM，SXM，XF，INTM

0 0 1 0 1

CNF配置DSP內(nèi)部雙端口DRAM為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，OVM設(shè)置為正常溢出模式，SXM設(shè)置累加器為數(shù)據(jù)擴(kuò)展模式，XF設(shè)置XF引腳為低電平，INTM設(shè)置為1關(guān)閉系統(tǒng)所有中斷，以保證在系統(tǒng)初始化過(guò)程中屏蔽外界中斷。

b.系統(tǒng)控制寄存器設(shè)置

系統(tǒng)控制寄存器SCSRl和SCSR2設(shè)置CPU時(shí)鐘以及各模塊的使能狀態(tài)。外部時(shí)鐘采用10 MHz晶振，采用雙倍頻，設(shè)置內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘為20 MHz，SCSRl和SCSR2設(shè)置程序如下：

LDP #0E0H

SPLK #0284H，SCSRl

LACL #SCSR2

OR #0001H

SCAL SCSR2

圖3 系統(tǒng)軟件主程序的流程圖Fig.3 Main program flow chart of system software

3.2.2 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)模塊

無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)采用電子換向，需要不斷檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，確定逆變器功率管的開關(guān)狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和霍爾信號(hào)中斷捕獲模塊就是用來(lái)讀取三個(gè)霍爾信號(hào)的狀態(tài)，以確定逆變器的換相順序。當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)三個(gè)霍爾信號(hào)端不斷輸出互差120℃電角度的方波，這時(shí)DSP捕獲模塊可以捕獲到霍爾信號(hào)的跳變沿，通過(guò)讀取捕獲端口的狀態(tài)，即可確定出電動(dòng)機(jī)所處的狀態(tài)，然而當(dāng)電動(dòng)機(jī)在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，三個(gè)霍爾信號(hào)都不可能產(chǎn)生跳變，從而也不可能發(fā)生捕獲中斷，因此電動(dòng)機(jī)由停止?fàn)顟B(tài)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必須首先讓電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)起來(lái)以產(chǎn)生捕獲中斷。在電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)階段程序中，首先設(shè)置T1寄存器來(lái)起動(dòng)定時(shí)器工作，設(shè)置CAPl～3引腳為IO功能，通過(guò)查詢霍爾輸入信號(hào)得到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的位置。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，霍爾信號(hào)一定會(huì)改變，通過(guò)恢復(fù)CAP1～3為捕獲功能引發(fā)一個(gè)捕獲中斷。在中斷程序中又會(huì)根據(jù)當(dāng)前霍爾信號(hào)的狀態(tài)改變PWM引腳的狀態(tài)，使電動(dòng)機(jī)持續(xù)旋轉(zhuǎn)起來(lái)。

3.2.3 霍爾信號(hào)中斷捕獲模塊

捕獲中斷服務(wù)子程序主要完成對(duì)霍爾信號(hào)的捕獲并進(jìn)行轉(zhuǎn)速的計(jì)算。進(jìn)入子程序后，首先計(jì)算相鄰兩次換相時(shí)間間隔。通過(guò)進(jìn)入中斷時(shí)讀取T2計(jì)數(shù)寄存器的值設(shè)為Tcount，該值即為兩次換相的時(shí)間間隔，式(1)為通過(guò)Tcount的電機(jī)角速度計(jì)算公式，p為電機(jī)極對(duì)數(shù)，(系統(tǒng)時(shí)鐘為20 MHz)T2控制寄存器設(shè)置T2計(jì)數(shù)器為128分頻。

(1)

轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)速為

(2)

由于每一個(gè)霍爾傳感器都會(huì)產(chǎn)生180°脈寬的輸出信號(hào)，三個(gè)霍爾傳感器的輸出信號(hào)相差120°相位差，這樣它們?cè)诿哭D(zhuǎn)過(guò)360°電角度中共有6個(gè)上升或下降沿，正好對(duì)應(yīng)著6個(gè)換相時(shí)刻，將DSP設(shè)置為雙沿觸發(fā)捕捉中斷功能，就可以獲得這6個(gè)時(shí)刻。通過(guò)設(shè)置CAPl～3為IO功能查詢捕獲單元位置信號(hào)的輸入引腳獲得轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，根據(jù)此信號(hào)值查表計(jì)算換相程序偏移向量，調(diào)用相應(yīng)的換相PWM子程序，從而通過(guò)改變PWM方式控制寄存器ACTRA的值來(lái)控制PWM輸出信號(hào)的改變，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的換相，然后恢復(fù)CAPI～3的捕捉功能，并將T2計(jì)數(shù)器清零，最后CPU將狀態(tài)寄存器及累加器彈出堆棧，并退出INT4內(nèi)核中斷，結(jié)束捕獲中斷服務(wù)子程序。

3.2.4 換相模塊

要使無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)可正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須確定出電機(jī)轉(zhuǎn)子位置與逆變器功率管導(dǎo)通順序的關(guān)系。換相模塊就是通過(guò)讀取霍爾位置中斷捕捉模塊中的霍爾信號(hào)獲取電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，確定逆交器功率管的開關(guān)狀態(tài)。換相模塊部分源程序如下：

LDP #0

LDP #0

LACC CAPT

SUR #1

SFL

ADD #CAPT_DRTRR

BACC

CAPT_DRTRR

B FALLING3 ；跳轉(zhuǎn)到H3下降沿

B FALLINGl ：跳轉(zhuǎn)到H1下降沿

B RISING2 ；跳轉(zhuǎn)到H2上升沿

B FALLING2 ；跳轉(zhuǎn)到H2下降沿

B RISINGl ；跳轉(zhuǎn)到Hl上升沿

B RISING3 ；跳轉(zhuǎn)到H3上升沿

3.2.5 A/D中斷服務(wù)模塊

在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，由A/D中斷服務(wù)模塊對(duì)轉(zhuǎn)速與電流進(jìn)行采樣和控制。A/D轉(zhuǎn)換設(shè)置成通過(guò)事件管理器EvA的T1計(jì)數(shù)器周期匹配中斷來(lái)起動(dòng)，PWM產(chǎn)生電路設(shè)置成對(duì)稱PWM波形，即通用定時(shí)器設(shè)置為連續(xù)增/減計(jì)數(shù)模式，這種方式使得A/D轉(zhuǎn)換始終在功率開關(guān)器件導(dǎo)通周期的中點(diǎn)采樣電流并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，避免了在功率器件關(guān)斷時(shí)采樣電流，從而大大提高了電流采樣的精度。由于TMS320LF2407A DSP芯片高達(dá)40 MIPS的指令執(zhí)行速度及多總線并行處理機(jī)制的特點(diǎn)，使得速度環(huán)調(diào)節(jié)及電流環(huán)調(diào)節(jié)可直接嵌入A/D轉(zhuǎn)換中斷模塊。當(dāng)Tl計(jì)數(shù)器發(fā)生周期匹配時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換中斷啟動(dòng)。

A/D模塊部分源程序：

LDP #0

LACC SPEED C0UNT；檢查是否應(yīng)該速度調(diào)節(jié)

SUR #1250

BCND NOSPEED-REG，NEQ；不該調(diào)節(jié)，跳轉(zhuǎn)

CALL SPEED REG；否則調(diào)用速度調(diào)節(jié)子程序

NO_SPEED_REG

LACC SPEED COUNT

ADD #l：計(jì)數(shù)器加l

SACL SPEED COUNT

LDP #0E0H

LACC PIVR；清ADc中斷標(biāo)志

LDP #0E8H

LACC EVAIFRA

SACL EVAIFIlA；清Tl周期中斷標(biāo)記

LACC RRSULT0，10：讀ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果

進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換中斷服務(wù)子程序后，首先判斷是否進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，在軟件中設(shè)置好PI調(diào)節(jié)周期，SPEED-COUNT為速度調(diào)節(jié)循環(huán)計(jì)數(shù)器，如果到調(diào)節(jié)周期對(duì)應(yīng)值，則計(jì)數(shù)器SPEED-COUNT清0，由全局變量得到轉(zhuǎn)速信號(hào)，調(diào)用速度環(huán)PI調(diào)整子程序。在本程序中，PI調(diào)節(jié)使用增量式算法，由于PWM占空比只能在0%～100%變化，因此需要對(duì)PI調(diào)節(jié)后得到的占空比值進(jìn)行限幅處理。速度調(diào)節(jié)可以得到新的電流參考值，以供電流環(huán)調(diào)節(jié)時(shí)使用。在速度環(huán)調(diào)節(jié)子程序中主要完成速度反饋值大小計(jì)算、PI運(yùn)算和調(diào)節(jié)輸出。

4 電機(jī)測(cè)試結(jié)果

4.1 啟動(dòng)測(cè)試

利用測(cè)試板對(duì)BX230A-10型電機(jī)起動(dòng)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量，該電機(jī)直徑為60 mm，額定輸出功率30 W，調(diào)速范圍(30～1450) r/m，電源電壓?jiǎn)蜗?00/115 V。測(cè)試采樣周期設(shè)置為1 ms，控制板控制電機(jī)運(yùn)行速度為90 r/m，取測(cè)量得到的前20 ms時(shí)間段內(nèi)的轉(zhuǎn)速值，得到電機(jī)起動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)速值如圖4所示，圖中三角符號(hào)表示為實(shí)際測(cè)試得到的轉(zhuǎn)速值。從圖中可以看出，在7 ms左右電機(jī)運(yùn)行到穩(wěn)態(tài)過(guò)程。

圖4 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)速測(cè)試圖Fig.4 Speed test pattern of motor starting process

4.2 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行測(cè)試

利用該測(cè)試板對(duì)BX230A-10型電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量，電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定在60 r/m，測(cè)試板每隔1 ms記錄一次光電編碼器轉(zhuǎn)過(guò)的脈沖數(shù)目，并將數(shù)據(jù)通過(guò)CAN總線發(fā)送到PC機(jī)中存儲(chǔ)。對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算得到電機(jī)轉(zhuǎn)速值，取出一段穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速曲線如圖5所示。

圖5 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)測(cè)量得到電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線Fig.5 Motor speed curve during steady-state run-time

從圖中可以看出電機(jī)轉(zhuǎn)速在52 r/m～68 r/m間波動(dòng)。

利用電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)BX230A-10型電機(jī)進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)電機(jī)的端蓋對(duì)轉(zhuǎn)子施加預(yù)壓力，在軸向預(yù)壓力的作用下，電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子通過(guò)摩擦耦合使電機(jī)定子的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)力輸出。預(yù)壓力的大小直接影響電機(jī)的輸出性能。在不同預(yù)壓力下測(cè)量得到電機(jī)負(fù)載特性如圖6所示。

圖6 不同預(yù)壓力下電動(dòng)機(jī)負(fù)載特性Fig.6 Motor load characteristic under different pressures

5 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)以TI公司的TMS320LF2407A控制器為核心，給出了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制，解決了經(jīng)典PID控制器難以滿足控制系統(tǒng)的性能要求，適合于中小型直流電機(jī)控制系統(tǒng)，具有很高的應(yīng)用價(jià)值和推廣價(jià)值。

[1] 劉和平，嚴(yán)利平，張學(xué)鋒．TMS320LF240xDSP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002．

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ApplicationofDSPtoControlBrushlessDirectCurrentMotor

ZHANG Wei

(Linyi University Information Institute, Linyi 276005, China)

According the brushless direct current motor(BLDCM)control requirements,the BLDCM digital control system composed by digital signal processor(DSP)was designed in order to achieve high-performance real-time monitoring.The design was based on the BLDCM principle and TMS320LF2407 chip.The BLDCM control realized by the design proposal of hardware plan software.The system can apply to the middle and small scale motor control,which has a high application and promotional value.

brushless direct current motor(BLDCM)； control； digital signal processor(DSP)； analog/digital transformation(A/D)； pulse-width modulation

2009-09-25

2009-11-11

TM33； TM301.2

A

1003-8930(2011)01-0064-05

張 偉(1972-)，男，碩士學(xué)位，講師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)控制、電氣控制。Email:zhwei369@163.com