根據(jù)磁懸浮控制力矩陀螺用高速永磁無(wú)刷直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)性能要求的特點(diǎn)，考慮空間應(yīng)用低功耗的要求，設(shè)計(jì)了以ti公司的tms320f2812 dsp為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)�？刂葡到y(tǒng)包括電流檢測(cè)電路、模擬信號(hào)濾波和放大電路、功率開(kāi)關(guān)器件驅(qū)動(dòng)電路、三相逆變橋、霍爾轉(zhuǎn)子位置傳感器濾波電路、轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路等。整個(gè)的硬件系統(tǒng)框圖如圖所示

　　軟件設(shè)計(jì)有以下基本要求：

　�。�1）控制軟件要求有快速的實(shí)時(shí)性 電機(jī)控制要求必須在一定的時(shí)間限制內(nèi)，完成一系列的軟件處理過(guò)程。例如，對(duì)電機(jī)的被控參數(shù)（如轉(zhuǎn)速、電流、電壓等）的反饋信號(hào)進(jìn)行采樣、計(jì)算、邏輯判斷，按規(guī)定的控制算法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，輸出各種控制信號(hào)，以及對(duì)突然出現(xiàn)的故障報(bào)警和處理等。上述各種處理，若超過(guò)一定的時(shí)間，就失去了實(shí)時(shí)的意義。電機(jī)的控制一般都是快速過(guò)程，為了滿足實(shí)時(shí)性要求，需要對(duì)控制軟件的指令執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行精確計(jì)算。

　�。�2）控制軟件要有很高的可靠性 軟件的可靠性是指軟件在運(yùn)行過(guò)程中避免發(fā)生故障的能力，以及一旦發(fā)生故障后的解脫和排除故障的能力。軟件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮電機(jī)在運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的一切非正常情況，以提高軟件的可靠性。

　�。�3）控制軟件要有易修改性 一個(gè)好的完整的控制軟件常常是經(jīng)過(guò)很多次的修改才完善，最終才滿足所要求的功能和特性的。好的控制程序必須有良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以有利于提高軟件在反復(fù)調(diào)試、修改和補(bǔ)充過(guò)程中的效率。

　　控制系統(tǒng)中，中斷程序往往用于處理實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的各種輸人、輸出事件。中斷源的充分利用和合理分配，往往決定了整個(gè)控制軟件的實(shí)時(shí)性和可靠性的優(yōu)劣。tms3⒛f2812a dsp具有強(qiáng)大的中斷處理能力，充分利用其強(qiáng)大的中斷處理能力處理電流采樣、位置捕獲及pwm波形輸出等異步事件是整個(gè)控制軟件的主要內(nèi)容。軟件由主程序和各中斷子程序組成。主程序負(fù)責(zé)系統(tǒng)初始化及電機(jī)初始位置檢測(cè)，等待中斷；捕獲中斷負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子位置及計(jì)算即時(shí)速度等。

　　1．a(chǎn)do中斷完成電流的采集與轉(zhuǎn)換

　　在控制系統(tǒng)工作之前需要對(duì)寄存器等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，這就是系統(tǒng)初始化。

　　initsysctrl（）；　　　　　// 初始化系統(tǒng)寄存器、ppl、看門狗、時(shí)鐘

　　initcpio（）；　　　　　　// 設(shè)置gpio工作模式

　　dint；　　　　　　　　　　// 禁止和清除cpu中斷

　　ier＝0x0000；

　　ifr＝0x0000；

　　initpiectrl（）；　　　　// 初始化pie寄存器

　　initpievecttable（）；　// 初始化中斷向量表

　　initcputimers（）；　　 // 初始化timet0

　　startcputimet0（）；

　　initperipheral；

　　ieri＝0x0015；

　　eint；　　　　　　　　　　// 全局中斷使能

　　ertm；

　　2．換向、測(cè)速中斷

　　 捕獲中斷主要是為了獲得電流的換向控制字并計(jì)算電機(jī)速度值。在捕獲中斷時(shí)，需要將cap對(duì)應(yīng)引腳由捕獲狀態(tài)設(shè)置成通用i／o狀態(tài)，獲得三個(gè)霍爾信號(hào)值后，將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)數(shù)值，以此尋找相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)向控制字，來(lái)控制電機(jī)換向。在退出中斷前需恢復(fù)捕獲功能設(shè)置。

　　三相六狀態(tài)控制方式下的永磁無(wú)刷直流電機(jī)每旋轉(zhuǎn)360°電角度，3個(gè)霍爾共會(huì)產(chǎn)生6個(gè)上升沿與下降沿的電平轉(zhuǎn)換信號(hào)。

　　3．電流采樣中斷

　　電流閉環(huán)控制的好壞與電流采樣的精度有很大關(guān)系。本系統(tǒng)采用timero定時(shí)器觸發(fā)a／d采樣中斷，并根據(jù)前向?yàn)V波電路截止頻率，a／d采樣頻率選擇10khz。為了提高a／d采樣精度，采用8次加權(quán)濾波求平均的控制算法。

　　歡迎轉(zhuǎn)載，信息來(lái)自維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng)（www.dzsc.com）