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1、第16卷第6期计算机技术与发展Vol.16No.62006年6月COMPUTERTECHNOLOGYANDDEVELOPMENTJun.2006基于多DSP架构的电机控制系统姚文刚,余国强,孟小锁(西安微电子技术研究所,陕西西安710075)摘要:针对交流永磁同步电机(PMSM)的双闭环反馈控制模型提出了多DSP架构的电机控制系统方案。该方案在电机控制算法分解的基础上结合流水线技术,采用3个DSP流水处理的方式,能够高效地完成复杂的电机控制算法。目的在于充分发挥多DSP流水处理的优势,为在电机控制中采用复杂的智能控制算法提
2、供强大的计算能力。同时它也可以为其他类型电机的数字控制系统设计提供参考。关键词:永磁同步电机;反馈控制;多DSP架构;流水结构+中图分类号:TP273.5文献标识码:A文章编号:1673-629X(2006)06-0048-03MotorControlSystemBasedonMulti-DSPArchitectureYAOWen2gang,YUGuo2qiang,MENGXiao2suo(Xi’anMicroelectronicTechnologyResearchInstitute,Xi’an710075,China)A
3、bstract:Inthispaper,amotorcontrolschemebasedonmulti-DSParchitectureispresentedforfeedbackcontrolofPermanentMagnetSynchronousMotor(PMSM).Thebasisofthisschemeisthatthemotorcontrolalgorithmscanbedividedintothreemainprocesses,andtheycanbeexecutedinparallelandinpipelin
4、estructure.Sothisschemecanexecutethemotorcontrolalgorithminanefficientwaybytakingadvantagesofbothmulti-DSParchitectureandpipelinestructure,andofferalargecomputingpowerforintelligentcontrolofmo2tor.Itisalsoareferencetothedigitaldesignofothermotorcontrolsystem.Keywo
5、rds:PMSM;feedbackcontrol;multi-DSParchitecture;pipelinestructure0引言件结构。电机控制算法由3个DSP以流水方式完成,其近年来,随着稀土永磁材料和控制技术的发展,交流算法完成时间要比单DSP控制系统短得多,实现了对电永磁同步电机(PMSM)以其高转矩/惯性比、高功率和维机的实时高效控制,同时也为进一步增加智能控制算法或[4]修性好等优点,在数控装置和机器人系统中得到了日益广采用非线性控制算法提供了硬件基础。采用多DSP架泛的应用,正在逐步代替直流电机。交流永磁
6、同步电机控构电机控制系统的另一个优点是简化了软件设计。由于制的基础是矢量控制理论、信息处理技术和功率电子学,控制算法经过分解,其模块化程度更高,在改变任务模块其数字伺服控制器的基本形式是带有速度反馈回路和电的实现方式时只需考虑其输出而不用考虑整个程序框架。流反馈回路的多回路系统,各个回路内部多采用经典的PI控制。在直流电机中,电磁转矩与电枢电流成正比,能1电机控制算法的分解[1]够被直接测量和控制。然而在永磁同步伺服电机中,转交流永磁同步电机的动态解耦采用矢量控制算法实矩不但依赖于定子电流而且依赖于转子位置,其控制算法现,
7、在d-q坐标变换的基础上,通过控制d轴电流趋于也比直流电机更加复杂。零,可以实现对q轴电流的力矩解耦控制,取得等效于直文献[2]中使用的单DSP电机控制系统以及文献[3]流伺服电机的速度和力矩控制效果,其双闭环反馈控制系中使用的双DSP电机控制系统均已得到了广泛的应用。统的结构如图1所示。控制回路的外环为速度环,给定转文中分析交流永磁同步电机的双闭环反馈控制模型,以数速与反馈转速的差值经速度PI调节器计算出转矩电流参据传输过程为依据将控制算法分解为3个相互联系的任考量和励磁电流参考量。内环为电流环,应用d-q坐标务模块,这
8、3个任务模块可以由3个DSP以流水方式并变换将采样到的电流值从三相静止坐标系分解到与转子行执行。在此基础上设计多DSP架构电机控制系统的硬磁链同步旋转的两相直角坐标系,实际上得到了转矩电流采样分量和励磁电流采样分量,其与速度环计算出的电流收稿日期:2005-10-16参考量的差值经电流PI调节器计算输出
