采用模糊邏輯設計基于DSP發(fā)動(dòng)機控制器

　　質(zhì)心點(diǎn)的計算公式為：

　　Defuzzified VaLue=∑-Y[i]XmultCoeff[l]／∑Y[i]

　　其中Y[i]的i即為輸出向量元素，是multCoeff[i]的輸出成員集應乘以的系數。其中，i可取1～5。公式計算結果即為去模糊化后的結果。

　　圖4通過(guò)圖形顯示了被該應用使用的輸出成員集與[-0x10，-0x8，0x0，0x8，0x10]系數。

　　假設，y[]=[0x0，0x13F，0x196A，0x0，0x0]，則去模糊輸出值如下：

　　Defuz=0×(-16)+319×(-8)+6506×(0)+0×(8)+0×(16)／0+319+6506+0+0=-2552／6825=“-0.37391

　　圖5顯示為輸出向量y[]質(zhì)心點(diǎn)的計算結果。

　　硬件描述

　　eZDSP2812 板被用在這種電機控制應用中。eZdsp板的核心是TMS320F2812數字信號處理器。該板使用定時(shí)器T1、20kHz的時(shí)鐘，產(chǎn)生PWM1-6的信號，并使用定時(shí)器T2來(lái)執行中斷服務(wù)例程(ISR)。此外，輸入捕捉引腳CAP1-3是用來(lái)收集霍爾效應傳感器高速數據的。

　　發(fā)動(dòng)機是由 DSP產(chǎn)生的PWM信號驅動(dòng)的。這六個(gè)PWM信號被用來(lái)作為三相功率變換器的源。功率變換器將這六個(gè)信號轉換為三相位信號，并直接作為發(fā)動(dòng)機的電源。三相功率變換器的功能由一個(gè)輔助電機控制電路板來(lái)處理。頻譜數字提供了兩個(gè)能夠提供這種功能的電路板：DMC550和DMC1500。其中任何一塊都可直接插入eZdsp28xx板上使用。

　　霍爾效應傳感器用于模糊邏輯控制回路反饋。對三相功率變換器開(kāi)關(guān)的轉換是通過(guò)檢測從霍爾效應傳感器接收到的信號來(lái)決定的。該信號被送入TMS320F2812的采集針內。實(shí)際電機速度的計算是通過(guò)一個(gè)軟件模塊來(lái)計數的。

　　軟件介紹

　　電動(dòng)機控制軟件是由數字微型電路(DMC)庫模塊和FL電動(dòng)機控制程序組成的。數字微型電路(DMC)庫中有七個(gè)模塊被使用在此應用程序中。它們是：

?Datalog數據記錄
?BLDC3PWM
?tall3_Drv
?Mod6_Cnt
?Rmp2Cntl
?Rarnp_Cntl
?Speed_PR

此外，模糊邏輯發(fā)動(dòng)機控制是由一個(gè)主要FuzzyCtl()例程來(lái)處理的；對于無(wú)刷直流電動(dòng)機就是Fuzzy-BLDC()。

　　該軟件首先是進(jìn)行首次運行配置，然后進(jìn)行應用程序特定的設置。具體來(lái)說(shuō)，GPIO引腳被配置為CAPture和PWM引腳。

　　下一步是進(jìn)行定時(shí)器和模塊參數的初始化，以及ISR的設置。當所有外設設置完成，中斷被激活，進(jìn)入主要操控系統。主要操控系統每隔8.7毫秒調用一次模糊控制器。

　　誤差值被轉換成通過(guò)模糊化的模糊值被存儲在X1[]和X2[]。一旦轉換，模糊值被應用于模糊推理規則。

　　從推理模塊得到的結果存儲在Y[]中。從Y[]得到的輸出在去模糊化模塊中被轉換成明晰值。由此產(chǎn)生的明晰值是一種PWM偏移量，該偏移量被添加到當前的 PWM占空比上。更新后的PWM值被檢查，看看是否新的值是在一定范圍內，如果不是就將采取適當行動(dòng)。最后，模糊控制器返回更新后的PWM占空比給調用例程。

　　圖6顯示了演示應用程序調試環(huán)節。

　　通道1和2(在右上角顯示窗口)分別顯示了PWM計數器和捕獲霍爾效應傳感器。通道3和4(在通道1和2下方)顯示邊沿觸發(fā)PWM的計數器和霍爾效應傳感器的顯示窗口的版本。監視窗口中顯示重要變量，其中，最重要的是SetSpeed(設置速度)和CurrentSpeed(當前速度)。這些值足夠接近，使得模糊邏輯控制器的輸出為零。

　　這次會(huì )話(huà)表明發(fā)動(dòng)機是在無(wú)負載條件下運行的。此行為可能會(huì )和有負荷時(shí)的情形略有不同。此外，如果想要更細的粒度，可能有必要對控制器進(jìn)行調整。