处理中...

首页 > 资料大全 > 技术资料 >

基于DSP+CPLD的无刷直流电机三环控制设计 (1)

基于DSP+CPLD的无刷直流电机三环控制设计 (1)
来源:现代电子技术 时间:2013-01-28

摘要: 以先进的TMS320F2812型数字信号处理器( DSP )为主控制芯片,利用 CPLD 实现无刷 直流电机 (BLDCM)的逻辑换相,以位置环控制为主,速度环和电流环控制为辅,设计了一套BLDCM的三环控制系统。系统对数字电路与功率电路进行光耦隔离,确保整个系统具有良好的电磁兼容性。控制软件采用定周期控制,循环等待中断发生。实验结果表明,该系统工作稳定、可靠,具有良好的动、静态特性,且实时性强。
关键词: 无刷直流电机;三环控制;数字信号处理器

1 引言
现有的BLDCM控制系统大多采用单环控制,很难同时满足系统的快速性、稳定性与准确性的要求。此处采用TMS320F2812型DSP为主控制芯片,采用EPM3128ATC100-10型CPLD实现BLDCM的逻辑换相与速度计算,实现了控制系统的电流环、速度环、位置环的三环控制。

2 系统组成和工作原理

三相BLDCM的三环控制框图如图1所示。






内环为电流环,次内环为速度环,外环为位置环。该三环控制以位置控制为终目标,给定位置与位置反馈量形成偏差,经位置调节后产生速度参考量,它与速度反馈量的偏差经速度调节后形成电流参考量,它与电流反馈量的偏差经电流调节后形成PWM占空比的控制量,实现电动机的速度控制,终实现整个系统的位置控制。
系统组成框图如图2所示。


BLDCM的三环控制系统的基本工作原理为:①电机控制系统与上位机通过通讯单元进行实时通信;②DSP接收位置反馈信号、电流反馈信号、速度反馈信号后,根据位置指令和位置反馈信号形成的偏差信号进行控制律的计算,输出电机控制信号;③CPLD对电机霍尔信号和电机控制信号进行逻辑处理产生6路控制功率管开关的相序,通过隔离电路输入驱动电路;④驱动电路采用三相全桥方式,采用上桥臂调制方式,采用驱动芯片IR2130控制逆变电路MOSFET功率管的开通与关断,实现电机的PWM控制;⑤电机电流经过电流采样电路与隔离放大电路后,送入DSP,形成电流环。CPLD接收电机霍尔信号,经计算得到电机速度信息,送入DSP,形成速度环。电机输出带动执行机构运转,位置传感器实时检测执行机构的位置信息,通过位置采样、放大电路反馈给DSP,实现位置环。