控制器是试验筛电机控制系统的中枢,实现与整车控制器进行通讯、执行整车控制器的控制指令以及综合处理来自位置检测器、电流传感器等所提供的转子角位置、电机转速和相电流大小等反馈信息。在受外部指令后,控制器控制功率变换器主开关器件的通断,实现对试验筛电机运行状态的控制。随着微电子器件的飞速发展,电机的控制系统逐渐发展成为以高性能微控制器为核心的数字化控制系统,其中专为试验筛设备的电机控制设计的高性能数字信号处理器(DSP)给各种高级复杂控制策略的实现提供了可能。
本文选用美国TI公司的TMS320F2812型DSP作为试验筛电机控制器的主控芯片,它具有低功耗、高精度(32位)的数据计算能力,较高运行速度可达150MIPS;具有处理性能好、外设模块集成度高、存储容量大和模数转换速快等特点;片内有事件管理模块、16通道12位A/D转换模块、串行通信接口模块、16位的同步串行外设接口、增强型eCAN通信模块及多通道缓冲串行接口,为实现试验筛电机数字化控制提供了足够的资源,满足试验筛电机控制要求,控制器硬件原理框图,其中转子的位置信号和转速反馈信号输入到DSP的CAP端;霍尔电流传感器检测到的电流信号引入到DSP的ADCIN端;输出端PWM分别用来控制IGBT的驱动器。
试验筛设备的控制子程序主要完成:转速-转矩双闭环控制程序,根据检测转速结果判定电机当前属于低速区还是高速区,从选择相应的控制方式,双闭环控制程序的关键是当前电机转速和模糊PID调节参数的计算以及经调节后的PWM驱动信号的输出;转速计算子程序根据位置信号计算电机当前转速;电流斩波子程序根据转速计算结果确定电流斩波上限幅。中断服务程序主要完成与外部接口的连接,实现电机转速通过4*8段数码管有效的显示出来和通过键盘实现对电机的起动、停止,转速设定以及实现对电机的过压、过流保护等。
试验筛设备的主程序循环着对按键值进行监视判断,将74922-16电路编码值通过通用I/O口输入到2812中,根据编码值执行相应功能。数码管转速显示分为实时转速和设定转速显示两部分,程序通过设置标志位sflag1来区分,并设定试验筛设备的优先级,利用延时确定显示设定转速时间,延时结束后显示实时转速。
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