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1、微电机2005年第38卷第5期(总第146期)伺服控制·SERVOTECHNIQUE基于MSP430的稀土永磁无刷直流电机控制系统1.231曹菁张新华朱纪洪(1.清华大学计算机系智能技术与系统国家重点实验室,北京100084;2.江苏信息职业技术学院无锡214106;3.江苏大学电气信息工程学院镇江212013)摘要:针对小型无人飞机舵机的驱动需求,介绍了以MSP430F146为核心的稀土永磁无刷直流电机的驱动控制系统的组成、硬件电路和控制策略等。实验结果表明,该系统具有良好的动态和静态特性。关键词:MSP430
2、单片机;无刷直流电机;PWM;控制系统中图分类号:TM383.6TM359.4文献标识码:A文章编号:1001-6848(2005)05-0034-04DrivingControlSystemofREPMBrushlessDCMotorbasedonMSP430CAOJingZHANGXin-huaZHUJi-hong(1.TsinghuaUniversity,Beijing,100084,China;2.JiangsucollegeofInformationTechnology,SchoolofElectric
3、alandInformationEngineering,Wuxi,21406;3.JiangsuUniversityDepartmentofComputerScienceandTechnology,Zhenjiang,212013;China)Abstract:Aimingatrequrementoftheunmannedaerialvehiclecontrolsystem,thethesisintroducesadrivecontrolsystemofrareearthpermanentmagnet(REPM)
4、brushlessDCmotorbasedonMSP430.Itdescribesthecomposingprinciple,thehardwaredesignsolutionandthecontrolmethodforcontrolsystembasedonMSP430F149.Experimentalresultsshowthatthesystemhasgooddynamicandstaticcharacteristics.Keywords:MSP430;brushlessDCmotor;PWM;contro
5、lsystem1)超低功耗。工作电压仅为1.8V～3.6V,0引言并有5种低功耗模式,充分运用各种超低功耗设计稀土永磁无刷直流电机系统,既有交流电动机手段,运行在1MHz时钟条件下时,工作电流视工的结构简单、运行可靠、维护方便等特点,又有直流作模式不同为0.1LA～400LA;电机运行效率高、调速性能好等特性,而且由于不受2)具有强大的处理能力。采用了高效16位机械换向的限制,易于做到大容量、高转速。本文设RISC(精简指令计算系统)技术,仅27条汇编指令,计了一种基于美国TI公司的MSP430单片机的全8MHz
6、时钟频率时,指令周期可达125ns,绝大多数数字无刷直流电机驱动控制系统,用于实现小型无指令1个时钟周期完成,能编制出高效的程序;人飞机的舵机控制,整个控制系统结构紧凑,功能完3)灵活的时钟系统(两个外部时钟和一个内部善。时钟),2组频率可达8MHz的时钟模块;4)超低功耗的数控振荡器(DCO)技术。可1MSP430系列单片机概述以实现频率调节和无晶振运行,外接时钟频率范围美国德州仪器(TI)公司的MSP430系列单片为32768Hz～8MHz,并可实现分频。机,是一种超低功耗特性的高性能单片机。它将各种5)具有
7、串行在线编程功能。外围资源集中在片上,实现了片上系统(SOC),从而6)强大的中断功能。具有16个中断源,可大大简化了系统的设计,具体特点如下:任意嵌套,使用灵活方便,唤醒时间短,用中断请求将CPU从节电模式下唤醒只需6Ls。收稿日期:2004-12-287)具有较丰富的片内外设。本设计采用的基金项目:国家863高技术发展研究计划项目(项目编MSP430F149包含:60KB的片内程序存储器号:2003AA755023)—34—基于MSP430的稀土永磁无刷直流电机驱动控制系统曹菁张新华朱纪洪ROM、2KB的数据
8、存储器RAM,12位高性能AöD控制系统结构组成如图1所示。系统由上位机进行转换器,高精度比较器,1个硬件乘法器,2个带有大信号给定,以MSP430F149为核心构成的控制系统量捕获ö比较寄存器的16位定时器TimeA和作为下位机。控制系统采用PWM方式控制电机的TimeB,1个看门狗时钟,2个可实现异步、同步转矩和转速,采用霍尔元件进行转子位置检测,利用及多址访问的串行
