基于dsp／bios直线电机伺服系统设计

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1、自动化DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2013．05．010基于DSP／BIOS的直线电机伺服系统设计陈勤，曾岳南，陈康平，王浩(广东工业大学自动化学院，广东广州510006)摘要：介绍了一种基于DSP／BIOS嵌入式操作系统的永磁直线同步电机伺服系统设计方法，该方法利用DSP／BIOS基于任务优先级的多线程机制，实现对永磁直线同步电机运动控制的实时处理，包括O动子磁场定向矢量控制策略下的伺服=三环控制算法、初始寻相以及故障处理等，进行了实验，实验证明系统具有良好的动静态性能

2、。关键词：DSP／BIOS；永磁直线同步电机；伺服控制器中图分类号：TM359．4文献标识码：A文章编号：1009—9492(2013)05—0038—04TheDesignofLinearMotorServoControllerBasedonDSP／BIOSCHENQin，ZENGYue—nan，CHENKang—ping，WANGHao(FacultyofAutomation，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstrac

3、t：BasedonTMS320F2812’SDSP／BIOS，thedesignofcontrolsystemofpermanentmagnetlinearsynchronousmotor(PMLSM)isintroducedinthispaper．Itcanutilizethecapabilityofmulti—threadingbasedontaskprioritytoproeessthePMLSMmotiontasksinrealtime．Thetasksincludethreeclosed—l

4、oopservocontrolalgolithmunder0intherotorflux—orientedcontrolstrategy．testingtherotorinititalpolepositionandprocessingfailureetc．Theexperimentsprovethesystemhasagooddynamicandstaticperformance．Keywords：DSP／BIOS；PMLSM；servocontroller0引言应用到基于TMS320F2812的直线

5、电机控制系统永磁直线同步电机，具有推力强，损耗低，中，提高了开发效率，保证了系统的实时性，稳时间常数小，响应快等特点，能够直接产生连续定性和可靠性，并且便于维护和扩展，取得了良单向或往复行程的直线机械运动，省去了传统旋好的控制效果。转电机实现直线运动的中间环节，因而在伺服性1永磁直线同步电机伺服系统控制策略能上大大提高了。但是，由于直线电机消除了机在矢量控制下，PMLSM的初级绕组在d—q轴械传动链所带来的一些不良影响，为此却增加了模型电压方程为-zI：电气控制上的难度，特别是在要求高精度，响应{lU

6、pC,，(1)pC'q一d+Fsiq快，微进给的控制场合，需要采取特别的控制方q法和技术提高控制性能u～1。式中：、为d-q轴电压，、i为随着控制技术和通讯技术的快速发展，伺服d—q轴电流，、为d-q轴磁链；P为微分算控制器应用软件必须包含各种复杂的数学算法，子；r为电枢电阻；∞为动子电气角速度，且同时要完成同其他通用微处理器问的通讯。依靠==2，为动子线速度，为极距，传统的前后台软件开发模式设计的程序，在实时为电源频率。性，稳定性和可维护性上很难得到保证。DSP／BI．初级磁链方程为：Os是TI公司

7、提供的一个用户可裁剪的嵌人式操作d+APMf’1系统，主要由三部分组成：多线程内核，实时分=Liqq析工具和芯片支持库，在其上可以方便地开发多其中：、￡。为d—q轴电感；A为定子任务的应用程序。本文将DSP／BIOS实时操作系统永磁体磁链。收稿日期：2012—11—09＼r

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9、_§=___1■再麓_j_jL=：0-=￡0L———————————tii=：04=i_

10、陈勤等：基寸DSP／BIOS的直线电机伺服系统设计工业自动MC050-l280-001。在图2中

11、，控制板是直线伺服系统的核心，它获得给定的指令信号，由A／D采样电路获得三相电流实际值，由光栅尺获得电机动子的实际位置信号，经过运算后输出六路SVPWM信号，经过光耦隔离后控图1PMLSM矢量控制原理框图制三相逆变电路，达到控电磁转矩方程：制电机行程与速度的目=的。逆变部分以IPM为核心，接收经过光电隔离[AM+一L)(3)处理的PWM控制信号，实现电能的变换。主电路从上式看出，永磁直线同步电机的电磁转矩有过压、欠压、短路、电源掉电、IPM故障和电基本上