基于dsp无刷直流电机速度控制系统设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com务1匐似基于DSP的无刷直流电机速度控制系统设计DesignofbrushlessDCmotorspeedcontrollerbasedonDSP白云，郭阳宽，祝连庆，那云航，孟晓辰BAIYun，GU0Yang—kuan，ZHULian．qing，NAYun．xiao，MENGXiao—chen(北京信息科技大学，北京100192)摘要：本文设计了一种以TMS320F2812DSP芯片为核心的无刷直流电机速度控制系统。主要设计系统各部分硬件电路，包括主控电路、驱动电路、电流检测电路和位置检测等；最后，运用MAT／AB构建BLDC控制系统的仿

2、真模型。仿真结果表明，该建模方法设计合理，电机运行响应快，稳定性好，而且对BLDC实际控制系统具有一定的指导意义。关键词：无刷直流电机；TMS320F2812；MATLAB仿真中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1009—0134(2ol3)ol(下)一0015-03Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2013．01(下)．051无刷直流电机控制系统研究现状制系统不能得到很好的运用。随着数字处理器件近年来，无刷直流电机已在航空航天、机器(DSP)的发展，DSP运算的快速性越来越受到人人、雷达等领域得到广泛应用u】。为了使其在更多们关注，并成为无

3、刷直流电机控制中最热门的处领域得到应用，人们不断提高着对电机控制性能理芯片。的要求。本文以无刷直流电机控制系统在化学发光免在转子位置检测和换相技术研究方面，传统疫分析仪中的应用为背景，设计了以TI公司DSP技术是采用位置传感器，但这会加重系统负担。芯片TMS320F2812为核心，结合电机驱动芯片因此，在1980年，国外学者H．Lehuy等提出了“反L6234的无刷直流电机速度控制系统。最后，采用电动势法”，1990年，S．Ogasawara提出了续流二MATLAB进行仿真研究，以验证系统可行性。极管法。对此，国内也进行了相应的研究，如三2速度控制系统原理及设计次谐波检测法；

4、结合8051单片机，采用端电压检2．1速度控制系统原理测实现电机控制口J。但以上方法都存在一定的局限系统利用无刷直流电机霍尔传感器输出的信性，需采取补偿措施。如若采用反电动势法则电号作为位置反馈，DSP芯片不断采集霍尔信号，通机在静止时无法自起动；三次谐波检测法只适用过计算得到电机的实际转速。在转速控制中，实际于Y型连接的方波电机等。转速与指定转速相比较后，用PI算法不断修正给出在提高无刷电机控制系统性能方面，文献[4】的控制转速值，最终让电机稳定在指定转速上，实分析了无刷直流电机控制系统的开环模型，设计现系统对电机的闭环控制，系统原理框图如图1所变结构控制器，实现定位控制。

5、但开环控制方法示。整个系统主要包括主控电路DSP、电机驱动模会引入较大误差，所能达到的精度也较低。块、位置检测及处理和电流检测等硬件电路。在无刷直流电机的速度控制系统中，以单片机为核心的数字控制电路是一种常见方式，其调2．2主控电路速控制能力强。但由于大部分算法对控制器的运主控电路是整个电机控制系统的核心部分，算速度要求较高，致使许多以单片机为核心的控主要实现的功能有：收稿日期：2012-07-06基金项目：北京市教育委员会科技计划重点项目(Kz2O1010772032)；国家自然科学基金(51075038)；“光电信息与仪器”北京市工程研究中心(GD2011001)作者简介

6、：白云(1988-)，女，云南玉溪人，硕士研究生，研究方向为精密测量技术及仪器。第35卷第1期2013—01(下)[151学兔兔www.xuetutu.com务1lI5化系统中电机驱动电路采用三相电机驱动芯片L6234。L6234是由3组H桥来驱动无刷直流电机，3组H桥分别输入控制信号IN1、IN2、IN3和使能信号EN1、EN2、EN3，3路输出信号OUT1、OUT2和0UT3用来驱动三相无刷直流电机，分别与电hA、B和C三相连接，系统驱动电路如图4所示。图1控制系统结构框图1)采用DSP事件管理器模块(EVA)产生PWM调制信号，为电机驱动芯片L6234中各开关管的选通提

7、供信号，实现电机转动。通过改变PWM波的占空比，改变加载到电机两端的电压值，简单实现电机开环调速控制。图2为本系统输出的频率为1KHz，占空比为40％的两路互补的理想PWM驱动波形。最大卫厂]一r_]『_]韵图4L6234电机驱动电路厂L·2．4转子位置检测及处理Math明阴无刷直流电机的位置信号由霍尔传感器产生，CH1鳓CH2拍艄500．uJCH。1r2,80。V每个霍尔传感器输出180。脉宽的霍尔信号，它们图2理想PWM波输出的相位差为120。，如图5所示。电机每转一圈就会有6个相互交替的上升沿或下