隨著現(xiàn)社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷的發(fā)展，無刷步進(jìn)電機(jī)的變頻技術(shù)和脈寬調(diào)制技術(shù)(PWM)已經(jīng)慢慢成為了直流電機(jī)控制的主流趨勢。脈寬調(diào)制技術(shù)是對模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼，其利用微處理器的數(shù)字輸出系統(tǒng)對模擬電路進(jìn)行控制操作，具有結(jié)構(gòu)簡單、靈活方便和動(dòng)態(tài)響應(yīng)良好等顯著優(yōu)點(diǎn)。按偏差的比例、積分和微分進(jìn)行控制的PID算法是目前最有效的基于反饋的閉環(huán)控制算法之一，具有易于實(shí)現(xiàn)、適用面廣、控制參數(shù)相互獨(dú)立等優(yōu)點(diǎn)。目前實(shí)際應(yīng)用的直流電機(jī)控制系統(tǒng)在功能上或多或少的存在一些不足，控制策略也過于陳舊，不能很好的滿足不斷發(fā)展的市場需求?；诖爽F(xiàn)狀，本系統(tǒng)采用PWM控制技術(shù)和PID閉環(huán)控制算法兩大主流技術(shù)，基于TMS320F2812 DSP平臺(tái)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)控制電路，實(shí)現(xiàn)低功耗、低成本、高精度、高可靠性、數(shù)字化的直流無刷電機(jī)控制系統(tǒng)。數(shù)字信號(hào)處理器選型DSP數(shù)字信號(hào)處理器采用哈佛體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以通過獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線同時(shí)訪問程序空間和數(shù)據(jù)空間，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和較高的運(yùn)行速度，其中C2000系列整合了DSP和微控制器MCU的最佳特性，是目前性價(jià)比最高的DSP芯片之一。除了高效的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力，它還具有較為完善的事件管理能力和嵌入式控制功能，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制，特別是在處理速度、處理精度方面要求較高的大批量數(shù)據(jù)處理測控領(lǐng)域。本系統(tǒng)選用TMS320F2812開發(fā)平臺(tái)，具有32位定點(diǎn)DSP內(nèi)核，提供最大主頻150MHz，具有片內(nèi)256KB FLASH，36KB SRAM、8KB Boot ROM、2KB OTP ROM內(nèi)存，以及多達(dá)2MB的外部可擴(kuò)展存儲(chǔ)空間。集成了事件管理器EV，A/D轉(zhuǎn)換模塊，SCI串行通信接口，SPI串行外設(shè)接口，eCAN總線通信模塊，多通道緩沖串口McBSP，看門狗電路，56個(gè)多路復(fù)用數(shù)字I/O口，和外部中斷接口等多種功能模塊。系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)基于模塊化設(shè)計(jì)思想，本系統(tǒng)主要包括三相全橋逆變驅(qū)動(dòng)控制電路、霍爾位置傳感器檢測模塊、PWM控制模塊、PID閉環(huán)調(diào)速模塊、電流電壓檢測保護(hù)模塊，以及上位機(jī)控制軟件等部分。對于無位置傳感器的無刷電機(jī)，可以根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢過零點(diǎn)檢測來進(jìn)行換相，本系統(tǒng)選用有位置傳感器的無刷電機(jī)，根據(jù)霍爾位置傳感器進(jìn)行換相。無刷直流電機(jī)采用外部接口DC 12V或24V供電，驅(qū)動(dòng)電路與控制電路通過光耦完全隔離，避免驅(qū)動(dòng)部分給控制部分帶來干擾，其他關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)介紹如下。位置信號(hào)的檢測和轉(zhuǎn)速的計(jì)算電機(jī)內(nèi)部嵌有3個(gè)互相間隔120度的霍爾位置傳感器，一個(gè)機(jī)械周期中每個(gè)傳感器都會(huì)產(chǎn)生180度脈寬的輸出信號(hào)，三個(gè)傳感器輸出的信號(hào)互差120度，如圖1所示。每個(gè)周期中共有6個(gè)上升或者下降沿，正好對應(yīng)著6個(gè)換相時(shí)刻。為去除信號(hào)的干擾，設(shè)計(jì)中采用施密特觸發(fā)反相器對霍爾傳感器的3路輸出信號(hào)H1、H2、H3進(jìn)行濾波，信號(hào)經(jīng)過兩次反向后送入TMS320F2812 EV的CAP捕獲單元。在捕獲中斷中實(shí)時(shí)讀入CAP引腳狀態(tài)，根據(jù)換相順序?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行換相控制，同時(shí)可以根據(jù)兩次捕獲中斷的定時(shí)器計(jì)數(shù)器平均差值來計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速。供應(yīng)杰力科技直線步進(jìn)電機(jī)的深圳市杰力科技有限公司與您攜手共創(chuàng)輝煌！

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