基于DSP交流伺服系統(tǒng)與CAN總線的通信設(shè)計(jì)
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CAN卡采用的是研華的雙端口隔離CAN總線通信卡PCL一841。由于帶有內(nèi)置的CAN控制器，841能夠提供總線仲裁及查錯(cuò)功能，可以在檢查到錯(cuò)誤時(shí)自動(dòng)重發(fā)數(shù)據(jù)，極大地降低了數(shù)據(jù)丟失的幾率，有效地保證了系統(tǒng)的可靠性，工作的波特率可達(dá)1 Mb／s。
核心控制器采用TI公司的DSP芯片TMS320LF2407A。2407A是電機(jī)專(zhuān)用控制芯片，將DSP的高速運(yùn)算能力和面向電機(jī)的高效控制能力集于一體，其高速性使復(fù)雜的控制策略得以實(shí)現(xiàn)。DSP是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，由其來(lái)實(shí)現(xiàn)矢量控制、SVPWM、數(shù)字PI等控制策略，完成速度、電流調(diào)節(jié)及PWM調(diào)制。DSP與CAN物理總線之間采用PCA82C250作為接口，它可提供對(duì)總線的差動(dòng)發(fā)送和對(duì)CAN控制器的差動(dòng)接收能力，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，通過(guò)對(duì)其引腳8(Rs)的不同連接可以實(shí)現(xiàn)3種不同的工作方式：高速、斜率控制和待機(jī)方式。接口電路如圖3所示。該系統(tǒng)將該引腳通過(guò)30 kΩ電阻接地，實(shí)現(xiàn)斜率控制方式，以降低射頻干擾。因?yàn)镈SP是3．3 V供電，而82C250用5 V供電，所以需要電平轉(zhuǎn)換電路，必要時(shí)也使用隔離電路。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/158097.htm
電流檢測(cè)采用兩個(gè)30 mΩ的采樣電阻檢測(cè)電機(jī)兩相電流，另一相可由三相定子電流的對(duì)稱(chēng)性計(jì)算得到。先通過(guò)HCPL788J將小電流信號(hào)變換為電壓信號(hào)，再經(jīng)LM324進(jìn)行放大濾波，變換為O～3．3V的單極性電壓信號(hào)送到2407A的10位A／D單元進(jìn)行轉(zhuǎn)換。速度檢測(cè)采用增量式光電碼盤(pán)，分辨率為2 500 p／r，提供A，A，B，B，Z，Z，U，U，V，V，W，W信號(hào)，其中A，B正交，Z為標(biāo)志脈沖信號(hào)，U，V，W互差120°電角度。由A，B兩個(gè)脈沖序列哪個(gè)先到達(dá)可確定電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，由脈沖數(shù)和脈沖頻率可確定角位置和轉(zhuǎn)速，由U，V，W信號(hào)可確定轉(zhuǎn)子初始位置。
3 軟件設(shè)計(jì)
3．1 系統(tǒng)軟件
系統(tǒng)軟件完成整個(gè)系統(tǒng)大部分的功能：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、電流調(diào)節(jié)、矢量變換、磁場(chǎng)定向控制、電流計(jì)算、角度及轉(zhuǎn)速計(jì)算、鍵盤(pán)和顯示、以及通過(guò)CAN與上位機(jī)通信。
系統(tǒng)軟件包括兩大部分：主程序和中斷服務(wù)子程序。主程序完成DSP系統(tǒng)初始化、運(yùn)行初始化、鍵盤(pán)／LCD控制、運(yùn)行過(guò)程的控制以及故障檢測(cè)及處理等，其中運(yùn)行初始化包括定時(shí)器和比較單元參數(shù)的初始化、轉(zhuǎn)子初始位置確定。在中斷子程序中，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)的控制，完成電機(jī)的矢量控制策略，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制：轉(zhuǎn)速環(huán)周期為1 ms，完成轉(zhuǎn)速和位置角度的計(jì)算，計(jì)算得到的實(shí)際轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速的誤差通過(guò)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器得到電流Q軸分量的給定值，作為電流環(huán)的輸入；電流環(huán)由PWM定時(shí)中斷實(shí)現(xiàn)，完成相電流的采樣、坐標(biāo)變換等計(jì)算，將實(shí)際值與給定值比較的誤差通過(guò)電流調(diào)節(jié)器，再進(jìn)行SVPWM脈寬調(diào)制，即可得到需要的PWM波形。
評(píng)論