永磁同步電機控制系統(tǒng)的串行通信實現(xiàn)

　　TMS320LF2407中包含一個串行通信模塊(SCI)，SCI的寄存器是8位的。可編程的SC1支持CPU和其他使用標(biāo)準(zhǔn)非歸零(NRZ)格式的異步外設(shè)之間的串行數(shù)字通信，SCI的接收器和發(fā)送器是雙緩沖的，每個都有它自己的獨立使能和中斷位。波特率可以通過一個16位的波特率選擇寄存器進行編程 。為了保證串行通信的成功，在通信前必須對DSP的SCI模塊進行初始化，設(shè)置通信的波特率、奇偶校驗、停止位及每個字節(jié)包含的位數(shù)等，這些參數(shù)的設(shè)置必須與PC機上的設(shè)置一致，否則會引起傳輸錯誤。在DSP與PC機的通信中，對于DSP來說，通信的主要功能是接收Pc機傳來的數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)給Pc機。可采用查詢和中斷兩種方式接收數(shù)據(jù)，查詢方式需要程序循環(huán)檢測通信端口，浪費DSP資源，因此本系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)時采用中斷方式;但在發(fā)送數(shù)據(jù)時由于要發(fā)送的數(shù)據(jù)比較多，如果也用中斷方式就會干擾到電機的控制，電機不能平穩(wěn)運行，因此采用查詢方式。在中斷子程序中設(shè)置發(fā)送標(biāo)志位，通過在主程序中查詢該標(biāo)志位來決定是否發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中，下位機需要發(fā)送多組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)對應(yīng)不同的電機參數(shù)，如何正確區(qū)分這些數(shù)據(jù)是通信能否成功的關(guān)鍵。本系統(tǒng)利用已設(shè)定的下位機發(fā)送參數(shù)的順序、MSComm控件的inputlen屬性及rthreshold屬性的配合使用來解決這個問題。另外下位機接收和發(fā)送寄存器是8 位的，需要設(shè)定標(biāo)志變量來區(qū)分、合并高低字節(jié)。圖4為下位機通信程序框圖。

　　3 試驗結(jié)果

　　利用DSP的SCI模塊和MSComm控件可以方便地實現(xiàn)DSP與Pc機的串行通信。本文所介紹的設(shè)計方法已在Pc機和以TMS320LF2407為核心的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)試驗平臺上進行了驗證，結(jié)果表明：可以通過Pc機對永磁同步電機進行控制。圖5為上位機監(jiān)控界面，它包括參數(shù)發(fā)送和數(shù)據(jù)采集兩部分，可以顯示速度、磁鏈、轉(zhuǎn)矩的給定值和實際值，便于用戶比較。圖6為永磁同步電機空載運行時的速度觀測圖。其中：直線代表速度給定值，曲線是速度實際值。速度給定值為500 r/min，通過轉(zhuǎn)速表測量，轉(zhuǎn)速為499r/min，從圖中可以看出速度以極小的誤差圍繞給定值波動，證明了轉(zhuǎn)速能被很好地控制住。圖7為磁鏈標(biāo)幺值的給定值與實際值比較圖，磁鏈給定值為200，DSP中采用Q12格式，最后經(jīng)過計算反饋到上位機時應(yīng)為0.2，直線是給定值，曲線是實際值，在圖中可以看出超調(diào)量很小，磁鏈參數(shù)也能準(zhǔn)確地反饋到Pc機上，與試驗預(yù)期結(jié)果相符。

　　4 結(jié) 語

　　采用PC機與DSP的主從式結(jié)構(gòu)，既能發(fā)揮DSP的數(shù)據(jù)處理能力，又具有良好的人機接口，這極大地方便了系統(tǒng)的開發(fā)調(diào)試。DSP和PC機串行通信可以實現(xiàn)下位機參數(shù)實時上傳，使用戶隨時掌握電機狀態(tài)性能;通過上位機在線修改DSP的程序，使電機按照要求運行，實現(xiàn)對電機的全數(shù)字化實時控制。本文所解決的關(guān)鍵難題為下一步實現(xiàn)電機控制系統(tǒng)性能的在線監(jiān)測奠定了基礎(chǔ)。