基于LM3S8962 ARM的神經(jīng)元控制直流調(diào)速系統(tǒng)
控制系統(tǒng)以LM3S8962為核心,LM3S8962是基于ARM?CortexTM-M3的32位RISC控制器,具有內(nèi)部存儲器、4個通用定時器、遵循ARM FiRM規(guī)范的看門狗定時器、控制器局域網(wǎng)(CAN)、10/100以太網(wǎng)控制器、同步串行接口(SSI)、2個完全可編程的UART、4個10位ADC、模擬比較器、I2C、6個PWM輸出、2個QEI模塊。
系統(tǒng)主電路采用晶閘管三相全控橋式電路,控制電路主要由LM3S8962芯片構成,一是完成速度脈沖的采樣、控制算法的實現(xiàn)和控制極脈沖的輸出等。二是完成起、??刂?,鍵盤及顯示器接口等。系統(tǒng)硬件方框圖如圖3所示。
從LM3S8962芯片出來的PWM輸出信號,經(jīng)過光電隔離驅動,送入晶閘管控制極,實現(xiàn)對全控橋的控制。
電流檢測回路采用霍爾電流傳感器CSNP661檢測直流電流Id,當檢測到電流值超過設定的限幅值時ARM立即進行中斷處理,封鎖輸出給晶閘管的PWM信號,并發(fā)出聲光報警信號。
系統(tǒng)采用測速發(fā)電機測量電動機轉速,把轉速信號轉換成電壓信號,經(jīng)分壓電阻送給ARM的ADC轉換輸入中斷。
4 控制系統(tǒng)軟件設計
軟件結構:本系統(tǒng)軟件采用功能模塊設計方法,軟件由系統(tǒng)、主程序、中斷服務子程序及其他相關的子程序組成。
主程序主要完成芯片的初始化、變量的初始化等。
中斷程序主要包括ADC轉換結束中斷等幾個部分。
在串行口中斷中,主要完成與主機信息的傳輸,根據(jù)制定的串行通信協(xié)議,按照主機的命令進行各種動作。
在ADC中斷中,通過ADC轉換的數(shù)值經(jīng)過計算得到當前負載電流值,進行電流環(huán)調(diào)節(jié),每經(jīng)過一定次數(shù)電流環(huán)調(diào)節(jié),就進行一次速度環(huán)調(diào)節(jié),以保證系統(tǒng)按照要求進行控制。
5 仿真實驗
為檢驗本系統(tǒng)的控制性能,對直流電機(額定數(shù)據(jù):380 V,37 A,200 r/min)進行了空載起動和突加負載的仿真實驗,得出電流和轉速的變化曲線如圖4和圖5所示。
6 結語
實驗結果表明,本系統(tǒng)結構簡單,控制可靠,能保持快速響應及無靜差和較小超調(diào)等優(yōu)良性能,采用了高性能高精度的ARM芯片的模糊控制器,能達到很高的控制精度。同時,系統(tǒng)具有較強的擴展能力,可以通過串行口或者以太網(wǎng)與上位機通信。
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