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依托新型式共軌線形電機的零方位感應器扼制程序

时间:2012/6/14 22:47:25  作者:中国电机网  来源:www.jinandianjin.cn  查看:620  评论:0
內容摘要:   系統功能結構在TI公司的TMS320C2000系列DSP中,F2812是專門爲電機控制開發的一款DSP芯片。它采用32位定點處理器,處理速度達到每秒150M條。F2812采用哈佛總線結構,利用多總線在存儲器、外圍模塊和CPU之間轉換數據。這種多總線結構使得它可以在一個周期...

  系統功能結構在TI公司的TMS320C2000系列DSP中,F2812是專門爲電機控制開發的一款DSP芯片。它采用32位定點處理器,處理速度達到每秒150M條。F2812采用哈佛總線結構,利用多總線在存儲器、外圍模塊和CPU之間轉換數據。這種多總線結構使得它可以在一個周期內並行完成取指令、讀數據和寫數據;同時采用了指令流水線技術,保證信號處理的快速性和實時性。F2812芯片的內部集成了諸多寄存器,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受密碼保護,保護用戶程序。

  芯片內集成的外圍模塊非常豐富,包括看門狗電路,2×8通道12位的ADC模塊,16通道的PWM輸出,多達56個獨立的、可編程的GPIO口,3個帶有6種模式的通用目的定時器,3個可配置死區的比較器,3個單端比較單元,4個捕捉單元。

  同時還集成有多種串行接口:完全符合RS2232標准的雙通道串行接口,CAN總線模塊,McBSP接口和SPI接口。這些硬件資源使得它完全能夠滿足電機實時控制的需要<4>.示出了F2812的功能結構框圖。

  F2812功能結構框。2A/D轉換模塊A/D轉換器是DSP的關鍵設備,它將模擬信號轉換成數字信號,其采樣得到的信號的精度直接影響信號處理的結果。TMS320F2812片上有1個12位A/D轉換器,其前端爲2個8選1多路切換器和2路同時采樣/保持器,構成16個模擬輸入通道,並將各模擬通道的轉換結果順序存入16個結果寄存器中。F2812的A/D轉換模塊既可以構成兩組獨立的8通道輸入,也可以級聯成1組16通道輸入。雖然ADC模塊含有多個輸入通道和2個排序器,但是轉換器只有1個。ADC轉換模塊如所示,其特點如下:(1)帶2個8選1多路切換器和雙采樣/保持器的12位的ADC,共有16個模擬輸入通道;(2)模擬量輸入範圍0~3.0V;(3)轉換率,在25MHz的ADC時鍾——下轉——換時間爲80ns;(4)自動排序功能可以提供一次觸發順序轉換16通道模擬輸入,每次轉換能夠編程選擇16通道的任何1個;(5)排序可以選擇2個獨立的8通道排序或者是1個大的16通道排序;(6)轉換結果存貯在16個結果寄存器中;(7)轉換結果=4095×(輸入的模擬信號-ADCLO)/3;(8)有軟件啓動、EVA和EVB多種A/D觸發方式;(9)靈活中斷方式,可以在每次轉換結束或每隔一次轉換結束觸發中斷。

  由于電機剛起動時,速度很慢,反電動勢很小,幾乎無法用式(5)、(6)式計算α、β軸磁鏈,因此需要霍爾傳感器來確定初始位置處在哪一個60°相區<6>.如所示,霍爾傳感器的3路信號H1、H2、H3的不同值組合表示不同的相區。其對應關系如所示:霍爾傳感器信號霍爾信號與相區對應關系H1H2H2所處相區1010°~60°10060°~120°110120°~180°2.2系統硬件架構是無位置傳感器控制系統框圖。電壓和電流傳感器獲取PMSLM的三相電壓和二相電流信號,經過電平擡升電路將交流信號轉換成0~3V的直流電壓信號(A/D轉換器的輸入範圍爲0~3V),並經過低通濾波器去除高頻信號,最後送入A/D轉換器。霍爾傳感器的信號由有正交編碼捕獲單元QEP獲取。中央處理單元將獲取的電壓、電流信號及霍爾傳感器信號按2.1節中所述方法進行運算,得到電機動子的位置信號。

  這個位置信號反饋給系統電流控制器,産生逆變器IGBT開關信號,從而實現PMSLM的無位置傳感器運行。A/D轉換模塊采樣電壓、電流信號。

  結語TMS320F2812以其高速的工作頻率,豐富的片上外設,充分滿足了PMSLM無位置傳感器實時控制的需要,解決了傳統位置傳感器帶來的弊端。在無位置傳感器位置估算方法的基礎上,提出了用TMS320F2812DSP實現該控制系統的硬件架構以及軟件流程,爲本課題實現基于DSP的PMSLM無位置傳感器控制系統奠定了基礎。

 

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