双dsp系统在电机控制系统中的应用new

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1、双DSP系统在电机控制系统中的应用林利华胡育文南京航空航天大学航空电源重点实验室摘要永磁式同步电机直接转矩控制对控制周期要求较高，大周期将导致大电流和转矩脉动，提高控制平台性能是解决的有效途径之一。TI公司的2000系列DSP是电机控制领域常用芯片，针对电机控制设计的事件管理器具有突出优点，保证了控制的可靠性和设计的简洁性。3X系列DSP则是性价比很好的通用芯片，浮点运算，数据处理速度快。本文采用双DSP系统结构.TMS32OLF2407A控制上具有强大功能而专注于控制方面的工作:TMS320VC33浮点

2、运算能力突出则进行数据的分析和处理。利用双口RAMCY7CO25实现双机之间的高速数据交流和通讯，使得不同DSP优势充分体现，协同工作，大大提高控制平台的性能.关键词电机控制双DSP双端口RAM通讯X1引言永磁式同步电机矢2控制已日趋完善，但是实现过程较为复杂，直接转矩控制川在同步机方面的应用已有了一定的发展.但是依然有待于进一步研究和提高。本课题组提出了荃于永磁同步电机的直接转矩控制理论，实现了永磁同步电机直接转矩控制方案，并且成功拓展到弱磁恒功率范围川。直接转矩控制是一种Bang-Bang控制.鉴于同

3、步电机的低电感特性，控制周期太长将导致电流上升过大，同时转矩脉动也将增加。为了解决这个问鹿可以从控制策略上加以改进，比如采用SVM-DTC(3)来取代传统DTC方案:也可以在控制平台上加以考虑，提高处理速度，缩短控制周期。以单个DSP为核心的控制平台(常见的芯片如，TI公司的2000系列)由于既要完成复杂的算法.还要执行数据采集、控制信号输出、系统保护以及人机交互等一系列操作，无法有效地缩短控制周期，根本体现不出新控制策略优势所在。本文着眼于控制平台综合考虑后，采用了双DSP并行工作的系统结构141，但是

4、在芯片的选型上兼顾了各自的特点:广泛应用于电机控制的TMS320C2407A芯片具有专门设计的事件管理器模块EVA,EVB，在PWM波的产生，死区时间的设定以及系统保护方面功能齐全可靠，内部集成的模数转换模块(A/D)则使得数据采集设计快速简洁;TMS320VC33芯片具有ISOMFLOPS的数据处理能力，在数据计算上采用浮点方式，运算量大，算法编程简单、效率较高。这样就能使不同的DSP各司其职:TMS320LF2407A专注于控制;TMS320VC33则着眼于算法的实现，从而充分发挥各自的优点.该控制系

5、统需要完成两个DSP之间的通信.我们选择了双口RAM来完成两者之间的数据与信息交换，完成实时数据运算的同时，又要保持两者之间的数据同步，避免争用l312硬件系统构成下MS3ZOLF2407A最突出的特点在于其事件管理器模块:共有两个事件管理器EVA,EVB，每个包括两个16位通用定时器;8个16位脉宽调制(PWM)通道。这些都是针对电机控制而设计的，在PWM波的产生上相当方便可靠:可编程的PWM死区控制可以防止和上下桥臂同时输出触发脉冲而导致直通。每个模块还提供了两个外部引脚尸刀尸INTA起尸D尸INTa

6、，当该引脚上出现低电平时事件管理器模块将快速关闭相应的PWM通道.到保护作用。片内模数转换模块为数据采集提供了16路高性能的A/D转换器:to位精度A/D转换器最小转换时间只有SOOns，由于转换时间是整个控制周期的组成部分之一，快速A/D对于缩短控制周期是非常有利的口一141一TMS320C3X系列DSP芯片是一种性能价格比很好的浮点处理芯片，VC33型号是在原有基础上新推出的，具有更高的数据处理速度(150MFLOPS)。片内部分拥有高达34KX32位的RAM，在程序运行期间，所有的数据都位于其中，从

7、而能够充分发挥哈佛总线结构所带来的数据吞吐量大、运算快的优点。在算法实现上，由于采用了浮点计算格式，将使计算精度得到提高;编程语言采用C会使程序编写效率大大改善，这对于需要用复杂算法实现的控制策略来说是很重要的。此外VC33还继承了该系列芯片的一个突出功能:BootLoade:功能，即可以在DSP复位以后，根据外部中断引脚所处的状态，将存储于EZPROM等慢速存储器中的程序整体“搬移”到快速存储器件中(比如RAM)，充分发挥DSP器件快速数据处理能力。双口RAM的特点在于具有两组相互独立的地址线、数据线和

8、控制线，片内包含的控制逻辑解决了三个重要的问题:处理器之间的信号关系(中断逻辑):两个CPU正在使用同一地址时的时间关系(仲裁逻辑)和把一块存储器临时分配到某一边的硬件支持(旗语逻辑)，从而保证双机之间的数据、信号交流正确进行。仲裁逻辑(忙逻辑):每块CY7CW25允许两个CPU同时读取任何存储单元(包括同时读同一地址单元)，但是不允许同时写或者一读一写同一地址单元(即一方的CPU改变该地址单元的数据时，另一方的CPU不能试图