福州大學學報（自然科學版）基于dsp的開關磁阻電機速度控制器的設計研究遲巖，謝瑜，羅炳蓮（集美大學信息工程學院，福建廈門361021）的特點，用脈沖寬度調節pwm技術的控制方法實現了速度閉環控制。主要研究通過位置反饋實現閉環速度控制；采用tms320lf2407芯片作為控制芯片，組成具有人機交互接口的硬件電路；采用模塊化編程的方法編寫了控制算法和接口電路的程序，從而實現了開關磁阻電機srm的全數字化控制。
開關磁阻電機是80年代中期發展起來的新型電機，它融電力電子技術、微電子技術和電機控制技術于一體，為典型的機電一體化產品。srd與直流調速系統和異步電動機變頻調速系統相比較，具有結構簡單、成本低、損耗小、效率高、可控參數多、控制靈活、起動電流小、起動轉矩大，堅固耐用，適用于惡劣環境中使用等優點，因此近年來在牽引運輸、通用工業、家用電器等領域得到了廣泛應用。另一方面，隨著srm應用領域的日益廣泛，對srm控制產品需求不斷增加，現代電機控制技術也變得越來越重要。但srm的控制以前大多數采用單片機進行控制，電路采用的元器件多、運行速度慢、硬件結構復雜、系統運行可靠性差、控制靈活性小，不利于srm在更多領域中的應用。dsp的出現，為電機系統的數字化控制注入了新的生機，提高了電機的控制性能，拓寬了應用領域。
本文所研究的全數字化開關磁阻電機速度控制器，在功能上根據轉子位置狀態和實際轉速發出相應繞阻開、關信號，設計編寫的軟件實現電動機狀態值的采樣與計算、速度環控制算法的實施以及pwm波信號的輸出。該系統把dsp和先進的數字控制算法相結合111，克服了模擬元器件的缺點，使得srm調速系統控制靈活，解決了srm的非線性帶來的一系列問題，為模擬控制向數字控制的發展提供了一些有益的。
1系統硬件總體設計方案基金項目：福建省自然科學基金計劃資編號：電機系統中dsp組成的速度控制器根據轉子的位置信息，并綜合各種保護信號和給定信息、轉速情況給出srm各相的通斷信號，實現數字pi調節和產生定頻調寬的pwm信號，為驅動電路提供控制信號，從而控制igbt管的開通和關斷。系統的硬件框圖如所示。
仿真接口外存接口振蕩器電源硬件系統結構框。1速度給定輸入電路設計和實現速度給定是通過鍵盤來實現的。系統直接使用dsp的端口f來實現鍵盤給定的功能。iopf3~iopfo設為4條行線，iopf6 ~iopf4設為3條列線。cpu控制端口f輸出掃描信號，先使iopf3輸出低電平，其余為高電平‘1“。掃描第1行，同時逐步讀入列線狀態，若為全”1“，表示該行無鍵按下，接著使iopf2輸出低電平，其余為高電平；掃描第2行，若讀入列狀態不為全”1“，表示該行有鍵按下，被短路的列線為0.根據所得鍵位碼，可由程序識別按鍵，依此類推。
1.2功率變換器的設計和實現系統功率變換器采用單開關的功率電路形式，選用的是三菱ipm功能模塊，型號為pm50rsa060，額定工作環境為直流600v/50a，最大開關頻率為15khz.它將一部分控制電路、保護電路以及功率開關器件本身等集成在一個模塊中，這樣使用起來更小巧、靈活方便，能減小系統的體積、成本以及開發時間，同時大大增強了系統的可靠性并降低運行功耗。ipm模塊本身工作電壓是由15v的直流電壓源提供的。在調速系統中，交流電通過整流后送給ipm模塊，同時控制器輸出的pwm信號也送給ipm模±，這兩路信號通過ipm作用后輸出的信號直接送給開關磁阻電機。控制器與ipm模塊之間的連接是通過光電耦合器件。
1.3位置檢測電路的設計和實現位置傳感器檢測轉子的相對位置，然后位置信號反饋至dsp作為換相模式轉換等環節的輸入信號，并用于轉速估算。
由于dsp的事件管理器中有一個正交編碼脈沖（qep）電路，它在使能時，會對引腳qep1和qep2上的正交編碼盤輸入脈沖進行解碼和計數。當電機軸上的光學編碼器產生正交編碼脈沖由qep1、qep2引腳輸入時，qep電路的方向檢測邏輯測定哪個脈沖序列的相位領先，然后產生一個方向信號dir作為選定定時器的方向輸入。兩個正交編碼輸入x、y脈沖的兩個沿均被qep電路計數，產生clk脈沖序列，作為選定定時器的時鐘輸入。本系統采用增量式編碼盤，選定通用定時器gp2設置為雙向加減計數模式。x、y兩相信號每個脈沖周期代表2tt /=90°轉子角，該信號經dsp的qep電路四倍頻后，分辨率為90°/=22.5°由于數值太高，必須再對其進行倍頻。經512倍頻后，x、y兩相脈沖代表90°/12氣）。2°。再輸入到dsp中，經qep電路四倍頻，則用來測速的cik脈沖信號測角分辨率可達0.2°/= 2dsp系統的設計過程目前，dsp系統的設計還沒有非常好的設計方法。所示是dsp系統設計的一般過程。
系統采用的數字信號處理芯片是美國ti（德州儀器）公司生產的卿，dsp寧改娣，楊拴科dsp控制器原理及應用王曉明，王玲電動機的dsp控制一ti公司dsp應用北京：北京航空航天大學出版社，2004
：余翰林
：18857411608
：寧波中基斯頓液壓機械有限公司
