控制器是試驗篩電機控制系統的中樞,實現與整車控制器進行通訊、執行整車控制器的控制指令以及綜合處理來自位置檢測器、電流傳感器等所提供的轉子角位置、電機轉速和相電流大小等反饋信息。在受外部指令后,控制器控制功率變換器主開關器件的通斷,實現對試驗篩電機運行狀態的控制。隨著微電子器件的飛速發展,電機的控制系統逐漸發展成為以高性能微控制器為核心的數字化控制系統,其中專為試驗篩設備的電機控制設計的高性能數字信號處理器(DSP)給各種高級復雜控制策略的實現提供了可能。
本文選用美國TI公司的TMS320F2812型DSP作為試驗篩電機控制器的主控芯片,它具有低功耗、高精度(32位)的數據計算能力,較高運行速度可達150MIPS;具有處理性能好、外設模塊集成度高、存儲容量大和模數轉換速快等特點;片內有事件管理模塊、16通道12位A/D轉換模塊、串行通信接口模塊、16位的同步串行外設接口、增強型eCAN通信模塊及多通道緩沖串行接口,為實現試驗篩電機數字化控制提供了足夠的資源,滿足試驗篩電機控制要求,控制器硬件原理框圖,其中轉子的位置信號和轉速反饋信號輸入到DSP的CAP端;霍爾電流傳感器檢測到的電流信號引入到DSP的ADCIN端;輸出端PWM分別用來控制IGBT的驅動器。
試驗篩設備的控制子程序主要完成:轉速-轉矩雙閉環控制程序,根據檢測轉速結果判定電機當前屬于低速區還是高速區,從選擇相應的控制方式,雙閉環控制程序的關鍵是當前電機轉速和模糊PID調節參數的計算以及經調節后的PWM驅動信號的輸出;轉速計算子程序根據位置信號計算電機當前轉速;電流斬波子程序根據轉速計算結果確定電流斬波上限幅。中斷服務程序主要完成與外部接口的連接,實現電機轉速通過4*8段數碼管有效的顯示出來和通過鍵盤實現對電機的起動、停止,轉速設定以及實現對電機的過壓、過流保護等。
試驗篩設備的主程序循環著對按鍵值進行監視判斷,將74922-16電路編碼值通過通用I/O口輸入到2812中,根據編碼值執行相應功能。數碼管轉速顯示分為實時轉速和設定轉速顯示兩部分,程序通過設置標志位sflag1來區分,并設定試驗篩設備的優先級,利用延時確定顯示設定轉速時間,延時結束后顯示實時轉速。
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