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DSP在无传感器无刷直流电机控制中的应用
作者:管理员    发布于:2015-07-20 16:12:53    文字:【】【】【
       1引言无刷直流电机800肘是近年发展很快的种新型电机,它兼备了交流电动机和直流电动机的优点,但传统的无刷直流电机都以崔尔元件成其它位置检测元件作为转子位置传感器的。这对电机的可靠性制造工艺要求等带来不利的影响1!由于无刷直流电机的某相绕组的反电势由正变负或由负变正而过零转子直轴必该相绕稂的轴线,合。所以只要测出各相反电势的过岑点就可获得相电机所需的转子6个关键位置信何反电势无法,接测得必须通过测得的端电压算出丁肘3320240,3只具有如下主要特点12.指令周期为50,内部总线为哈佛结构,程序控制采用4级流水线作业。32位中央处理器,16位定点运算,8个16位辅助寄存器16位16位并行乘法器16以16位341财逼,544字16位厂内基金项目高等学校骨干教师资助计划资助2个带采样保持的各8路10位6.5;的人1转换器。3个16位通用定时肝数器。12路抓飞1输出口,4个捕获单元,6个外部中断源内置锁相环时钟单元和看门狗实时中断模块,具有串行通讯和串行外设接口。
  感器无刷直流电机控制系统,并给出了软件编程中控制策略和实验结果。
  2无刷直流电机的主回路及反电势波形阁1是无刷直流电机的卞回路。木文采用两两通电方式,即每个瞬间有2个功率管导通,每隔16周期60电角度换相1次,每功率管导通120屯你,功率管的导通顺序足,1+,16机中,只要测出各相反电势的过零点就可获得相电机所需的转子6个关键位置信号,进而实现定子绕组的正确换流3反电势与端电压关系谋相绕组断电时有V,m=端电压公式为;1为未通电相的端电1;m,i.1为农通电相的反电势。在03芯片的运算中,乘法的计算速度要超过除法,所以在算法中取3倍的未通电相的端电压减去相端电压之和即可得到2倍的反电势。如果差值瞬间由正变负,该时刻即为过岑时刻,9反电势过零后。延时30电角度再换相,也就是说反电势过岑旦发生,记数定时2电角投周期换+乱4系统设计系统的硬件设计框如阁3 4.1功率器件的驱动及保护送给厘03功率器件专用栅极驱动集成模块电,绕组上电流大小相等方向相反,而另相绕组此时断电,绕组通过电流为零。所以,++及。=0,且将绕组上换相时瞬时产生的冲击电压暂时忽略不计,艮口1山可忽略,则+凡+凡=1为不通电相的反电势将上式中3式叠加后得到1似130,再由130驱动6个肘0 3管1抓汉4光隔电路山公司精密线性光隔丁,300并配上相应的前置和后置驱动构成正口现内部设打过电流过电压及欠电压等多种保护电路,把出2130的保护倍号输出端接个仍,的1丁引脚。当0丁引脚被拉为低电平时。况立即封锁1的输出。从而效保护驱动器件。
  4.2端电压及电流采样电路端电压检测采用分压检测。由于了1332040分压比电流检测通过检测分流电阻两端压降得到,分流电阻的大小根据大允许输入电流限值来取,以分流电压为0.5,为准在本实验屯路小,人允许输入电流限坑为5.分流电阻采用,的绕线电阻4由于讯2130的端的输入阀值电压为51当分流电阻。的压降大于,时,2130内部的比较器迅速翻转,促使2130内部的故障处理单元输出低电平,从而保证6个功率厘0 3器件迅速截止,可有效保护功率管。4为相的端电及电流采样屯路阁4端电玉及屯流采样电路4.3软件设计由于篇幅的限,本文仅给出电流调节部分的子程彤,载入更新脉冲宽度5控制策略本系统采用全数字3阳环控制。即电流环速度环位置环。速度调节器是系统中具特色的部分,它由1个模糊控制器和1个单神经元自适应控制器构成。在大误差范围内采模糊控制在小误差范内采用争神经兀适应控制15由于每2次换相之间的时间是可以得到的,2次换相之间电机转过60电角度,所以转子电角速度可由0得到控制系统结构6,应机构的在线学习的工作特性,而且学习速度要十先如果网络的结构比较复杂,那么需要调整的权重数量就较多,则势必会影响适应机构的7习速度,乱多层凋经网络的动态浪论还不够完善,所以选用1个单凋经兀模型,神经元投型8采的控制算法为i1.2.3式中,u为转矩电流分量的大值rtrr.u.313分别为误差积分误乾误差微分,用学习规则调整各输入量的权值,单个神经元就相,子变系数的自适应仍调节器可以看出,误差较大时,单凋经元,应拧制的权重调整量很人,使单神经元控制的超调增大。因此,只有在误差较小时采用单神经元自适应控制方可达到较好的效果6实验结果额定立流供电电压为36,额定电流为3,额定转速为80化,极对数为8,电枢回路电阻你= 1.67幻,电枢回路电感1=5.75,93为电机相屯流的波形,为电机启动时的转速波形5.1电流调节器电流控制坫通过改变脉宽调制佶号来实现,因为开关频率设为8012,31周期同定,改变的是占空比。为防止调节过程中产生过高冲击电流,对调节电流设置限,电流调节规律设计如下7,为电流测14值叩。为,资1波形脉冲宽度上限,吻7.1为1波形脉冲宽度更新悄5.2转速调节器5.2.1模糊控制器模糊控制器的输入为转速偏差和偏差变化,输出为内环电流给定,模糊拧制器结构7模糊拧制器设计过程选定义输入输出变量的模糊集,确定各变论域,建立模糊变量赋值。然后根据积累的经验妇纳出若干条控制规则,再由控制规则进行模糊推理,输出进行反模糊化时,采,火隶属度原则,得到张托制查询。实时控制时,采用查法,只需用条1飞尺指令就可得到所需的控制5.2.2单神经元自适应控制器由于沾应机构要不断地对被控对象进行在线辨识私1此要求所选用的神经网络结构适合尸适为中心在前各进行次电流人转换涧趴取包络4等分值4.横跨2个包络。如阁7所小4次爪转换的结果求平均值为本次电流的采样值由于触发时刻的计算以同步号为基准。所以。电网频率波动,电流人,时刻随之变动,采样精度有所保iiE.
  对于电流采样的精度。该模块采的4点式,步采样方法优于其它采样方法点式步采样次之7显模块通常0显不模块米用静态或者动态显不方案,其中静态显方案;要外加锁存器。所以它要求使元件较名,线路复杂。成本高。而动态显方案利用人的视觉暂留效应,尽管单片机对0动态扫描,每次仅有1位显,但人眼仍感到所有,0都在显所以它需要硬件较少,价格低,但占用1.1处,时间该模块使用串态从不方案它只2根串口线和单片机联系,就可以完成基本的显要求经试验验证,静态站小方案可行。
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