基于dsp＋cpld无刷直流电机三环控制设计

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1、第46卷第11期吧丁仅个T～⋯▲⋯-^2012年11月PowerElectronicsNovember2012基于DSP+CPLD的无刷直流电机三环控制设计张爱军，程时兵，朱军伟，庞丽娟(中国空空导弹研究院，河南洛阳471009)摘要：以先进的TMS320F2812型数字信号处理器(DSP)为主控制芯片，利用CPLD实现无刷直流电机(BLDCM)的逻辑换相。以位置环控制为主，速度环和电流环控制为辅，设计了一套BLDCM的三环控制系统。系统对数字电路与功率电路进行光耦隔离，确保整个系统具有良好的电磁兼容性。控制软件采用定周期控制，循环等待中断发生。实验结果表明，该系统工作稳定、可靠，具有良好的

2、动、静态特性，且实时性强。关键词：无刷直流电机：三环控制；数字信号处理器中图分类号：TM33文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)11-0106一O3DesignofBLDCMTriple-loopControlBasedonDSP+CPLDZHANGAi~un，CHENGShi—bing，ZHUJun-wei，PANGLi-juan(ChinaAirborneMissileAcademy，Luoyang471009，China)Abstract：Atriple-loopcontrolsystemisdesigned．Itusestheadvanceddigitalsigna

3、lprocessor(DSP)TMS320LF2812asthemaincontrolchip，anditusesCPLDaslogicphasicexchangeofbrushlessdirectcurrentmotor(BLDCM)．Dig—italcircuitandpowercircuitaredividedbyphotoelectriccoupler．Soithasgoodelectromagneticcompatibilityproper—ty．Thesetcyclecontrolisadoptedbythecontrolsoftware，andinterruptstyleisu

4、sed．Experimentalresultsshowthatthesystemworksstablyandreliably，andithasgooddynamicandstaticperformanceandperfectreal-timepropertyisfine．Keywords：brushlessdirectcurentmotor；triple—loopcontrol；digitalsignalprocessor1引言位置与位置反馈量形成偏差．经位置调节后产生速度参考量．它与速度反馈量的偏差经速度调节现有的BLDCM控制系统大多采用单环控制，后形成电流参考量．它与电流反馈量的偏差经

5、电很难同时满足系统的快速性、稳定性与准确性的流调节后形成PWM占空比的控制量，实现电动要求。此处采用TMS32OF2812型DSP为主控制芯机的速度控制，最终实现整个系统的位置控制。片，采用EPM3128ATCl00一lO型CPLD实现BLDCM系统组成框图如图2所示。的逻辑换相与速度计算，实现了控制系统的电流环、速度环、位置环的三环控制。上位2系统组成和工作原理机三相BLDCM的三环控制框图如图1所示。I唾吾天卜位置采样、放大电路位置传感器给定丽l瓶位置参j生图2BLDCM控制系统组成框图位Fig．2BLDCMcontrolsystemconstitutionblockdiagram置反馈

6、BLDCM的三环控制系统的基本工作原理为：①电机控制系统与上位机通过通讯单元进行实时图1BLDCM三环控制框图Fig．1BLDCMtriple-loopcontrolblockdiagram通信；②DSP接收位置反馈信号、电流反馈信号、速度反馈信号后，根据位置指令和位置反馈信号最内环为电流环，次内环为速度环，最外环为形成的偏差信号进行控制律的计算．输出电机控位置环。该三环控制以位置控制为最终目标。给定制信号：@CPLD对电机霍尔信号和电机控制信定稿日期：2012—05—11号进行逻辑处理产生6路控制功率管开关的相作者简介：张爱军(1979一)，男，河南洛阳人，工程师，研究序，通过隔离电路输入

7、驱动电路：④驱动电路采用方向为电机控制技术。三相全桥方式，采用上桥臂调制方式。采用驱动芯106基于DSP+CPLD的无刷直流电机三环控制设计片IR2130控制逆变电路MOSFET功率管的开通止。故障输出端FAULT变为低电平，二极管VD与关断，实现电机的PWM控制：⑤电机电流经过发光报警。FAULT端的输出经过。，尺组成的电流采样电路与隔离放大电路后．送入DSP．形成分压网络接入DSP的功率驱动保护中断输入引