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依托新型式共轨线形电机的零方位感应器扼制程序

时间:2012/6/14 22:47:25  作者:中国电机网  来源:www.jinandianjin.cn  查看:678  评论:0
内容摘要:   系统功能结构在TI公司的TMS320C2000系列DSP中,F2812是专门为电机控制开发的一款DSP芯片。它采用32位定点处理器,处理速度达到每秒150M条。F2812采用哈佛总线结构,利用多总线在存储器、外围模块和CPU之间转换数据。这种多总线结构使得它可以在一个周期...

  系统功能结构在TI公司的TMS320C2000系列DSP中,F2812是专门为电机控制开发的一款DSP芯片。它采用32位定点处理器,处理速度达到每秒150M条。F2812采用哈佛总线结构,利用多总线在存储器、外围模块和CPU之间转换数据。这种多总线结构使得它可以在一个周期内并行完成取指令、读数据和写数据;同时采用了指令流水线技术,保证信号处理的快速性和实时性。F2812芯片的内部集成了诸多寄存器,包括128K×16位FLASH、18K×16位SRAM、4K×16位BootROM和1K×16位OTPROM.其中FLASH、OTPROM和8K×16位SRAM受密码保护,保护用户程序。

  芯片内集成的外围模块非常丰富,包括看门狗电路,2×8通道12位的ADC模块,16通道的PWM输出,多达56个独立的、可编程的GPIO口,3个带有6种模式的通用目的定时器,3个可配置死区的比较器,3个单端比较单元,4个捕捉单元。

  同时还集成有多种串行接口:完全符合RS2232标准的双通道串行接口,CAN总线模块,McBSP接口和SPI接口。这些硬件资源使得它完全能够满足电机实时控制的需要<4>.示出了F2812的功能结构框图。

  F2812功能结构框。2A/D转换模块A/D转换器是DSP的关键设备,它将模拟信号转换成数字信号,其采样得到的信号的精度直接影响信号处理的结果。TMS320F2812片上有1个12位A/D转换器,其前端为2个8选1多路切换器和2路同时采样/保持器,构成16个模拟输入通道,并将各模拟通道的转换结果顺序存入16个结果寄存器中。F2812的A/D转换模块既可以构成两组独立的8通道输入,也可以级联成1组16通道输入。虽然ADC模块含有多个输入通道和2个排序器,但是转换器只有1个。ADC转换模块如所示,其特点如下:(1)带2个8选1多路切换器和双采样/保持器的12位的ADC,共有16个模拟输入通道;(2)模拟量输入范围0~3.0V;(3)转换率,在25MHz的ADC时钟——下转——换时间为80ns;(4)自动排序功能可以提供一次触发顺序转换16通道模拟输入,每次转换能够编程选择16通道的任何1个;(5)排序可以选择2个独立的8通道排序或者是1个大的16通道排序;(6)转换结果存贮在16个结果寄存器中;(7)转换结果=4095×(输入的模拟信号-ADCLO)/3;(8)有软件启动、EVA和EVB多种A/D触发方式;(9)灵活中断方式,可以在每次转换结束或每隔一次转换结束触发中断。

  由于电机刚起动时,速度很慢,反电动势很小,几乎无法用式(5)、(6)式计算α、β轴磁链,因此需要霍尔传感器来确定初始位置处在哪一个60°相区<6>.如所示,霍尔传感器的3路信号H1、H2、H3的不同值组合表示不同的相区。其对应关系如所示:霍尔传感器信号霍尔信号与相区对应关系H1H2H2所处相区1010°~60°10060°~120°110120°~180°2.2系统硬件架构是无位置传感器控制系统框图。电压和电流传感器获取PMSLM的三相电压和二相电流信号,经过电平抬升电路将交流信号转换成0~3V的直流电压信号(A/D转换器的输入范围为0~3V),并经过低通滤波器去除高频信号,最后送入A/D转换器。霍尔传感器的信号由有正交编码捕获单元QEP获取。中央处理单元将获取的电压、电流信号及霍尔传感器信号按2.1节中所述方法进行运算,得到电机动子的位置信号。

  这个位置信号反馈给系统电流控制器,产生逆变器IGBT开关信号,从而实现PMSLM的无位置传感器运行。A/D转换模块采样电压、电流信号。

  结语TMS320F2812以其高速的工作频率,丰富的片上外设,充分满足了PMSLM无位置传感器实时控制的需要,解决了传统位置传感器带来的弊端。在无位置传感器位置估算方法的基础上,提出了用TMS320F2812DSP实现该控制系统的硬件架构以及软件流程,为本课题实现基于DSP的PMSLM无位置传感器控制系统奠定了基础。

 

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