基于DSP無(wú)刷直流電動(dòng)機控制系統的研究

摘要：采用DSPTMS320F2812來(lái)控制永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機，并且對整個(gè)控制系統原理進(jìn)行了介紹與說(shuō)明。通過(guò)上位機(PC機)來(lái)對電流、轉速進(jìn)行數值設置，DSP作為下位機來(lái)接受參數并且實(shí)時(shí)進(jìn)行檢測，根據模糊PID控制算法對數據進(jìn)行調整和處理，達到實(shí)時(shí)的處理效果，并且上位機采用VC++進(jìn)行編程，友好的人機界面，操作方便簡(jiǎn)單。整個(gè)控制系統性能高，而且易于控制算法的實(shí)現。
關(guān)鍵詞：DSP；TMS320F2812；無(wú)刷直流電動(dòng)機；模糊PID；模糊控制器

隨著(zhù)現代電力電子技術(shù)的發(fā)展，出現了許多高性能功率器件以及新型高性能稀土永磁材料，這些都為無(wú)刷直流電機的應用奠定了基礎?，F今，無(wú)刷直流電動(dòng)機應用的領(lǐng)域非常廣泛，如多電飛機燃油系統、多電飛機剎車(chē)系統、醫療器械、家用電器等方面的應用，在航空航天等國防工業(yè)中也具有越來(lái)越廣泛的應用。數字信號處理技術(shù)DSP及其硬件芯片微處理器技術(shù)迅猛發(fā)展，它不僅能實(shí)現高精度、高可靠性而且能夠簡(jiǎn)化系統結構，增加了系統功能，具有控制靈活，智能水平高，參數易改等特點(diǎn)，所以DSP無(wú)刷直流電動(dòng)機的控制系統運用前景廣泛，實(shí)用性高。

1 系統原理及構成
無(wú)刷直流電動(dòng)機系統的原理：無(wú)刷直流電動(dòng)機的電磁轉矩與電流近似呈線(xiàn)性關(guān)系，即改變電流的大小就可改變電磁轉矩的大??；電機的轉速與反電勢為正比關(guān)系，由電機反電勢和外加電壓的平衡關(guān)系可以得出，電機轉速的改變可以通過(guò)調節外加電壓來(lái)實(shí)現，所以只要改變逆變器的占空比就可實(shí)現。圖1為無(wú)刷直流電動(dòng)機調速系統原理圖。

整個(gè)控制系統采用分布式控制，上位機為PC機用來(lái)輸入和顯示速度及電流的設定值，并且實(shí)現數據的保存及系統的錯誤報警，采用VC++程序進(jìn)行界面設計和編寫(xiě)。下位機采用DSP TMS320F2812，該芯片產(chǎn)生輸出PWM信號輸入IPM模塊，該模塊包括三相橋式逆變電路和電流反饋電路，從而驅動(dòng)電機轉動(dòng)，同時(shí)DSP接收電流的反饋信號，與電流設定值進(jìn)行比較。位置傳感器檢測電機轉子位置，輸入到DSP中，并且根據計數器測得電機的轉速，構成速度反饋。

2 模糊PID控制
無(wú)刷直流電動(dòng)機是一個(gè)多變量、非線(xiàn)性、強耦合的對象，因而單一的運用PID控制算法不能夠得到較為精確的控制結果。而模糊控制是依賴(lài)于人的經(jīng)驗進(jìn)行控制，不需要建立被控對象的精確數學(xué)模型，針對非線(xiàn)性和時(shí)變的系統具有較好的控制能力。在無(wú)刷直流電動(dòng)機控制系統中把模糊控制和PID相結合，不僅可以得到較快的響應速度和參數變化的魯棒性，而且可以對系統實(shí)現較高精度的控制。