串行通信在永磁同步電機控制系統中的應用

引 言
　　TMS320LF2407是TI公司開(kāi)發(fā)的、適用于電機控制的數字信號處理器（DSP），在原有DSP內核的基礎上添加了脈寬調制（PWM）、A／D、D／A模塊，從而實(shí)現對電機系統的全數字控制。它在電機控制系統中得到了廣泛應用，并取得了明顯效果。在開(kāi)發(fā)一套以DSP為核心的永磁同步電機控制系統時(shí)，需要及時(shí)觀(guān)察驅動(dòng)系統中的各個(gè)變量，同時(shí)還要對一些程序進(jìn)行控制，修改特定參數。DSP在實(shí)際運行中不能用外接的端口進(jìn)行控制，需要用DSP自帶的串行通信模塊來(lái)解決這一問(wèn)題。通過(guò)一臺上位計算機和以DSP為核心的電機控制系統構成整個(gè)監控系統，Pc機通過(guò)串口來(lái)改變DSP程序中轉矩、磁鏈給定，以及調節PI參數等，電機控制系統完成對電機的控制，并采集相關(guān)數據反饋到Pc機中進(jìn)行分析、處理、顯示和存儲。本文以DSP控制永磁同步電機為例，介紹在整個(gè)控制系統中串行通信的實(shí)現。
1 永磁同步電機控制系統
　　永磁同步電機控制系統框圖如圖1所示，采用直接轉矩控制方法，這是19世紀80年代提出的交流電機高性能控制策略。本控制系統是一個(gè)速度和轉矩的雙閉環(huán)控制系統。系統利用電壓、電流傳感器檢測直流母線(xiàn)電壓Vdc。及定子二相電流i 和i ，通過(guò)坐標變換將定子三相坐標系中的電壓、電流變量轉換為α-β靜止定子坐標系中的二相分量。將由磁鏈及轉矩觀(guān)測器得到的定子磁鏈、轉矩實(shí)際值作為反饋量，與磁鏈、轉矩給定值進(jìn)行比較，所得到的誤差信號通過(guò)磁鏈、轉矩調節器的滯環(huán)控制單元后，獲得0、1控制信號，再綜合考慮當前定子磁鏈所在的區域，選擇適當的電壓空問(wèn)矢量控制定子磁鏈的旋轉速度及方向，即可直接快速地實(shí)現轉矩調節。
　　如果試驗人員能夠及時(shí)地觀(guān)測并調節轉矩、磁鏈、電壓、電流等控制參數，將會(huì )極大地提高電機控制系統的開(kāi)發(fā)效率。

2 串行通信的實(shí)現
　　PC機與DSP串行通信的實(shí)現包括三個(gè)部分，即硬件設計、上位機程序設計、下位機程序設計。
　　2．1 串行通信硬件設計
　　從本試驗平臺實(shí)際需要考慮，采用RS-232實(shí)現PC機與DSP的數據傳輸?，F在RS。232的通信端口是每臺計算機上的必要配置，通常含有COM1和COM2兩個(gè)端口，所以能很方便地把上位機與下位機連接起來(lái)，實(shí)現計算機對生產(chǎn)現場(chǎng)的監測和控制。圖2是TMS320LF2407串行通信接1：1電路［1］。該電路采用了符合RS-232標準的驅動(dòng)芯片MAX232進(jìn)行串行通信。MAX232芯片功耗低，集成度高，+5 V供電，具有2個(gè)接收和發(fā)送通道。由于TMS320LF2407采用+3．3 V供電，需要將5 V的1tI1L電平變換為3．3 V高電平，整個(gè)接口電路簡(jiǎn)單，可靠性高。