DSP中電機(jī)弱磁控制解析課件

1、1.研究背景和意義近些年，永磁體材料和電子電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，使得以永磁同步電動(dòng)機(jī)（Permanent Magnet Synchronous Motor，簡(jiǎn)稱 PMSM）為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)迅速發(fā)展。永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子為永磁體，轉(zhuǎn)子外圍省去了電勵(lì)磁裝置，同時(shí)也沒有電刷、換向器等不可靠的器件，使永磁電機(jī)在形狀和尺寸上具有很大很靈活的選擇范圍。因此，永磁同步電機(jī)具有的結(jié)構(gòu)等諸多優(yōu)點(diǎn)。使得它在很多控制領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。第1頁(yè)，共59頁(yè)。在高精度的伺服控制系統(tǒng)中，如：數(shù)控機(jī)床，軍工武器、電梯等。這類控制除了要求電機(jī)能平穩(wěn)、快速的跟蹤輸入指令外，還對(duì)電機(jī)的其它控制指標(biāo)，如位置、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、調(diào)速范圍等方面

2、有著較高的要求。此外，以永磁同步電機(jī)為驅(qū)動(dòng)，還存在于電動(dòng)汽車及車中的輔助設(shè)備的控制系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)、大容量的艦船推進(jìn)系統(tǒng)及常見的空調(diào)壓縮機(jī)中。因此，研究永磁同步電機(jī)在調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用具有重要而深刻的現(xiàn)實(shí)意義。第2頁(yè)，共59頁(yè)。希望電機(jī)可以具有較寬的調(diào)速范圍,從而實(shí)現(xiàn)高速或低速的不同控制需要。常規(guī)的變頻調(diào)速控制中，通過控制頻率和電壓協(xié)調(diào)變化，來驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。這種方法控制簡(jiǎn)在永磁同步電機(jī)為驅(qū)動(dòng)的很多控制場(chǎng)景中，都單，但是會(huì)受到電機(jī)基頻的限制，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速運(yùn)行在基頻以上時(shí)，由于磁路飽和及逆變器最大輸出電壓的限制，定子線電壓不在隨之變化，維持額定電壓，電機(jī)的磁通也由于磁路飽和

3、而維持恒定，不在上升，此時(shí)，控制頻率的上升必然使得永磁同步電機(jī)的電壓方程不在成立.第3頁(yè)，共59頁(yè)。因此為了保證電壓方程成立，逆變器電壓維持額定輸出時(shí)，頻率升高，必須控制電機(jī)磁通成反比的下降，才能保證電壓不變.因此，在基速以下，控制永磁同步電機(jī)的輸入電壓和頻率協(xié)調(diào)升高，保證電機(jī)內(nèi)部磁通不變，超過基速時(shí)，電壓維持恒定輸出，通過減弱電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁通量，來控制頻率上升。這種控制思想就是永磁電機(jī)弱磁控制的核心。第4頁(yè)，共59頁(yè)。但是永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子是永磁材料加工的永磁體，轉(zhuǎn)子在加工成型后磁通就維持恒值了，要在控制中減弱轉(zhuǎn)子的磁通量，只有在永磁體方向上施加去磁電流，等效削弱轉(zhuǎn)子磁通，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的弱磁控制。

4、這種方法可以使永磁同步電機(jī)（PMSM）在逆變器輸出電壓達(dá)到額定輸出后，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，運(yùn)行在基速以上，使電機(jī)的速度范圍變寬。那么在相同的速度要求下，可以降低逆變器在設(shè)計(jì)時(shí)的容量大小。電機(jī)在基速以下則運(yùn)行在恒轉(zhuǎn)矩狀態(tài)；而基速以上，輸出功率恒定不變運(yùn)行在恒功率狀態(tài)。第5頁(yè)，共59頁(yè)。弱磁控制在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)中非常重要，因?yàn)橛来磐诫姍C(jī)采用弱磁控制后，在具備很寬的速度可控范圍的同時(shí)，在低速時(shí)電機(jī)是恒轉(zhuǎn)矩輸出，可以輸出很大的轉(zhuǎn)矩，而高速下電機(jī)能保證轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的同時(shí)輸出一定的功率。這個(gè)重要特點(diǎn)與電動(dòng)汽車控制要求相符合，此外，永磁同步電機(jī)的高功率密度和高效率等特點(diǎn)促使它逐漸成為電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中的

5、主流使用電機(jī).豐田和尼桑等電動(dòng)汽車中，都開始整合了永磁同步電機(jī)的弱磁控制來擴(kuò)展電機(jī)的運(yùn)行的速度范圍。同樣，在數(shù)控機(jī)床中，當(dāng)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)需要很寬的速度范圍時(shí)，永磁同步電機(jī)也就展現(xiàn)了自己的優(yōu)勢(shì)，足以取代異步電機(jī)成為機(jī)床的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。因此，對(duì)永磁同步電機(jī)的弱磁控制系統(tǒng)的研究，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。第6頁(yè)，共59頁(yè)。2.永磁同步電機(jī)控制理論的發(fā)展（1）變壓變頻控制變壓變頻控制沒有信號(hào)的反饋量，是一種開環(huán)控制，這種控制方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，但是要協(xié)調(diào)好變電壓和頻率的變比，來維持電機(jī)的每極磁通量不變并不容易，開始啟動(dòng)時(shí)，電壓較低需要對(duì)電壓進(jìn)行一定的補(bǔ)償，控制中也要保證電壓穩(wěn)定上升。這種控制方式在電機(jī)對(duì)控制

6、的成本和動(dòng)態(tài)性能要求不高的調(diào)速領(lǐng)域，仍然應(yīng)用廣泛。第7頁(yè)，共59頁(yè)。(2)矢量控制技術(shù)20 世紀(jì) 70 年代，西門子工程師提出了矢量控制理論，經(jīng)過不斷地發(fā)展和實(shí)踐，矢量控制系統(tǒng)理論得到了很多的完善，被廣泛使用在不同的控制場(chǎng)合。矢量控制引入坐標(biāo)變換，在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中將定子電流矢量解耦，來分別控制電流矢量解耦后的勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量，使其具有良好的控制性能。矢量控制的永磁同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)具有較好的穩(wěn)定性，但是系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性由控制器決定。第8頁(yè)，共59頁(yè)。(3)直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)1985 年，德國(guó)魯爾大學(xué)教授 M.Depenbrock 提出了直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC),1995 年，這種控制技術(shù)在瑞士

7、 ABB 公司的通用變頻器得到了實(shí)現(xiàn)。永磁同步電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制采用檢測(cè)定子磁鏈和負(fù)載角的位置來實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制，需要估計(jì)定子磁鏈的位置信息。而對(duì)轉(zhuǎn)子位置的依賴性降低，不再需要檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置，是一種無位置傳感器控制文獻(xiàn)13介紹了永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制理論下，弱磁控制的實(shí)現(xiàn)第9頁(yè)，共59頁(yè)。永磁同步電機(jī)的弱磁控制理論永磁同步電機(jī)中的弱磁控制理論主要包含了弱磁運(yùn)行下永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和弱磁控制中電流矢量軌跡的變化而產(chǎn)生的不同工作區(qū)間，以及常見的弱磁控制策略，就是通過什么方式來控制電流矢量，促使電流矢量按照應(yīng)有的軌跡去運(yùn)行。永磁同步電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系下的模型存在高階耦合項(xiàng)，不便分析，因此

8、，弱磁控制中使用的永磁同步電機(jī)模型是由坐標(biāo)變換,將三相靜止坐標(biāo)系中的電機(jī)方程轉(zhuǎn)化到 dq 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下來分析的。永磁同步電機(jī)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分為隱極式和凸極式，隱極式電機(jī)的交軸電感和直軸電感相等，而凸極式的交軸電感和直軸電感不同。這兩種結(jié)構(gòu)的電機(jī)在弱磁控制中的同與不同將在后面介紹第10頁(yè)，共59頁(yè)。永磁同步電機(jī)弱磁控制的約束條件在弱磁控制中，永磁同步電機(jī)在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型最為常用。因此，以下所有方程的分析過程都是在基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的 dq 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下進(jìn)行的，將 d軸放在轉(zhuǎn)子磁鏈的方向上，就可以得到與轉(zhuǎn)子同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)，從而建立永磁同步電機(jī)在 dq 坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。第1

9、1頁(yè)，共59頁(yè)。第12頁(yè)，共59頁(yè)。電機(jī)的磁鏈方程第13頁(yè)，共59頁(yè)。第14頁(yè)，共59頁(yè)。 是電機(jī)弱磁控制系統(tǒng)除去弱磁部分的框圖，圖中包括：PI 調(diào)節(jié)器、空間矢量調(diào)制模塊、電流解耦模塊、坐標(biāo)變換模塊。矢量控制的原理是按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的原則，在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，計(jì)算出 d 軸電流和 q 軸電流的給定，然后通過 PI 調(diào)節(jié)器去調(diào)節(jié)給定值和反饋值的靜差，在對(duì)調(diào)節(jié)器器輸出值進(jìn)行電流解耦和坐標(biāo)變換后，使用SVPWM 調(diào)制方法產(chǎn)生控制逆變器的脈沖。反饋采樣環(huán)節(jié)，需要獲取電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速。下面對(duì)框圖中的電流調(diào)節(jié)器、電流解耦控制、SVPWM 脈沖調(diào)制模塊和電壓反饋的弱磁控制進(jìn)行闡述。第15頁(yè)，共59頁(yè)。電流調(diào)節(jié)

10、器的解耦永磁同步電機(jī)模型的動(dòng)態(tài)方程定子電感的存在，使 d 軸與 q 軸相互耦合，且與轉(zhuǎn)速相關(guān)，在高速時(shí)，公式中劃線部分無法忽略，從而導(dǎo)致控制性能下降第16頁(yè)，共59頁(yè)。電流反饋控制是將電流指令值和反饋電流值的靜差，通過電流調(diào)節(jié)器，得到直軸電壓和交軸電壓 Ud Uq,第17頁(yè)，共59頁(yè)。 由公式(3-5)知，PI 調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)的電流反饋控制器忽略了電機(jī)的電感和轉(zhuǎn)速交叉耦合項(xiàng)后的結(jié)果，這種近似解耦模型，在高速運(yùn)行時(shí)，無法保證系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能在永磁同步電機(jī)電流解耦的方法上有：反饋電流輸入的同時(shí)引入前饋補(bǔ)償及內(nèi)模控制原理的控制器等，但是這些方法對(duì)電機(jī)參數(shù)比較敏感。文獻(xiàn)使用現(xiàn)在控制理論設(shè)計(jì)的控制器提高了控制

11、性能，但是增加了控制的復(fù)雜性。第18頁(yè)，共59頁(yè)。第19頁(yè)，共59頁(yè)。PI 調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)由圖 3- 1 可以看出，電流環(huán)、速度環(huán)及弱磁控制部分都需要 PI 調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器的參數(shù)設(shè)計(jì)增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。本文用工程整定法對(duì) PI 調(diào)節(jié)器進(jìn)行設(shè)計(jì)，再對(duì)設(shè)計(jì)出的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整由圖 3- 3 可以看出，控制系統(tǒng)兩個(gè)電流環(huán)的結(jié)構(gòu)是基本對(duì)稱的，因此設(shè)計(jì)過程中兩個(gè)電流環(huán)的 PI 調(diào)節(jié)器取相同的參數(shù)。將 id電流內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)使用傳遞函數(shù)表示為：第20頁(yè)，共59頁(yè)。基于電壓反饋弱磁控制原理框圖第21頁(yè)，共59頁(yè)。第22頁(yè)，共59頁(yè)。第23頁(yè)，共59頁(yè)。第24頁(yè)，共59頁(yè)。第25頁(yè)，共59頁(yè)。第26頁(yè)，共59頁(yè)。SVPW

12、M 整體的模塊搭建圖，如下：第27頁(yè)，共59頁(yè)。第28頁(yè)，共59頁(yè)。永磁同步電機(jī)弱磁控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)整體框圖第29頁(yè)，共59頁(yè)。 將弱電的控制電路看成一體時(shí)，在結(jié)構(gòu)上，該系統(tǒng)的可以分為主電路、控制電路和電源電路三個(gè)部分。圖 5- 1 中，（1）主電路由整流電路，電容濾波電路及智能功率模塊（IPM）逆變電路組成；（2）控制電路：包括了 TMS320F2812 型 DSP 芯片控制器、采樣電路和信號(hào)處理電路。其中，采樣電路對(duì)電流信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行采樣；信號(hào)處理電路包括了采樣輸入信號(hào)處理和 PWM 脈沖輸出信號(hào)處理（3）電源電路：主要為控制部分電路提供所需要的電源。第30頁(yè)，共59頁(yè)。 主電路

13、主電路采樣 AC-DC-AC 逆變方式，整流電路和濾波電路將交流電變?yōu)槠交闹绷麟姡疚慕Y(jié)合實(shí)際條件采樣的是單向不可控整流器和大電容濾波，這里對(duì)這個(gè)部分就不作詳細(xì)的介紹。逆變部分，可以有兩種方案：方案一是使用單獨(dú)的 IGBT 開關(guān)管和續(xù)流二極,管來搭建三相逆變橋，搭建中需要考慮 IGBT 的驅(qū)動(dòng)模塊、緩沖電路和保護(hù)電路等，這種方案成本不高，可以有效減小控制板的面積，但是搭建過程較復(fù)雜，考慮因素較多；二是選擇使用智能功率模塊（IPM），這種方案將逆變橋整體封裝在一起，并且可以提供的完善保護(hù)。本文使用方案二，選擇富士公6MBP20RH060 型 IPM。其電氣性能為：額定電流 20A，直流母線額定

14、耐壓值 450V，直流母線最大耐壓值為 600V，浪涌電壓為500V，最大開關(guān)頻率為 20KHZ第31頁(yè)，共59頁(yè)。圖 5- 2 為 6MBP20RH060 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，IPM 將六個(gè)帶續(xù)流二極管的 IGBT、芯片驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路集成在一起，并在脈沖輸入端有穩(wěn)壓管鉗壓，防止輸入脈沖電壓過大。上橋臂的三個(gè) IGBT，結(jié)構(gòu)相同，需要三路獨(dú)立電源供電，都包括電源輸入、驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入、接地端；下橋臂將三個(gè) IGBT 集成在一起，由一路電源供電。U、V、W 為三相交流電輸入（IPM 用著可控整流時(shí)）或輸出（逆變時(shí)）端子，P、N1、N2 為模塊的直流輸出（可控制整流時(shí)）或輸入（逆變時(shí)）端子。IPM 提供

15、了過電流、欠壓、短路等很多完善的保護(hù)功能，ALM 是 IPM 的保護(hù)電路警報(bào)輸出端第32頁(yè)，共59頁(yè)?？刂菩酒?本文采用 TI 公司的 TMS320F2812 32 位高性能數(shù)字處理器來完成控制系統(tǒng)的控制算法。該型號(hào) DSP 在工業(yè)控制中獲得廣泛的應(yīng)用，集成了電機(jī)控制所需要的外設(shè)，如：定時(shí)器、PWM 波形發(fā)生器、比較單元、捕捉單元及正交編碼電路等。第33頁(yè)，共59頁(yè)。 (1)主頻高達(dá) 150MHZ，使每個(gè)時(shí)鐘周期縮短到 6.67ns。采用低電壓供電，主頻為 150MHZ 時(shí)，內(nèi)核電壓 1.9V，I/O 引腳為 3.3V。（2）支持 JTAG 在線仿真接口。（3）片內(nèi)存儲(chǔ)空間：128K16 位的

16、 Flash 存儲(chǔ)器；128K16 位 ROM；1K16 位OTP ROM；兩塊 4K16 位單周期訪問 RAM 等。（4）時(shí)鐘和系統(tǒng)控制：支持動(dòng)態(tài) PLL 比率變化；片內(nèi)振蕩器；看門狗定時(shí)模塊。（5）三個(gè)外部中斷以及外設(shè)中斷擴(kuò)展模塊（PIE）支持 45 個(gè)外設(shè)中斷。（6）12 位 ADC 轉(zhuǎn)換模塊。（7）串行通信接口（SCI、SPI、CAN 等）。（8）56 個(gè)通用 GPIO 口。（9）128 位安全密碼，可防止片內(nèi)程序的非法訪問。（10）寬溫度范圍的工作能力。它還有以下特點(diǎn):第34頁(yè)，共59頁(yè)。 TMS320F2812 芯片提供了豐富的外設(shè)，根據(jù)系統(tǒng)的調(diào)試方便和需要，文本使用了HELLOD

17、SP 公司生產(chǎn)的 HDSP-Basic2812 開發(fā)板，作為控制系統(tǒng)的控制模塊。如圖 5- 3所示，該系統(tǒng)中，集成了 DSP、SRAM、FLASH、A/D、PWM、QEF、UART、SPI、CAN 等接口，豐富和便利了二次開發(fā)，可以在電機(jī)控制、變頻器、有源濾波等控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用第35頁(yè)，共59頁(yè)。一系統(tǒng)采樣電路 閉環(huán)控制需要對(duì)電流采樣和轉(zhuǎn)速采樣，電流采樣的方式有：霍爾電流傳感器、電流互感器和電阻采樣。對(duì)轉(zhuǎn)速的采樣和轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)可由光電編碼盤、霍爾傳感器、旋轉(zhuǎn)變壓器來實(shí)現(xiàn)。第36頁(yè)，共59頁(yè)。第37頁(yè)，共59頁(yè)。 R2 為采樣電阻，電流互感器的電流型號(hào)經(jīng)過采樣電阻后轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。通過有源濾波

18、器后，然后通過電平偏移和比例電路將雙極性信號(hào)變?yōu)閱螛O性信號(hào)，幅值限制在 0V 到 3.3V，確保 DSP 輸入電壓的安全。本系統(tǒng)中，AD 采樣頻率為 10KHZ，濾波器滿足采樣定理，采用二階低通濾波器濾波器截止頻率為 4.5KHZ。本系統(tǒng)中，使用 2 個(gè)電流互感器采樣兩路電流，再計(jì)算出第三路電流，就得到三路采樣電流。第38頁(yè)，共59頁(yè)。（二）轉(zhuǎn)速采樣電路 本課題使用的是霍爾傳感器，工作時(shí)，需要提供 5V 電源，輸出相位差為 120度幅值為 5V 的 ABC 三相矩形脈沖。示波器捕捉的波形如圖 5- 5 所示：第39頁(yè)，共59頁(yè)。三位置信號(hào)檢測(cè) 矢量控制方法是基于坐標(biāo)變換來實(shí)現(xiàn)的，坐標(biāo)變換時(shí)需要

19、轉(zhuǎn)子的實(shí)時(shí)位置信息，因此對(duì)轉(zhuǎn)子的實(shí)時(shí)位置信號(hào)檢測(cè)的效果，直接影響著控制系統(tǒng)的效果。由圖 5- 5 霍爾輸出波形知，霍爾高低電平占空比都為 50%，忽略安裝誤差，可以得到霍爾信號(hào)的跳變沿和轉(zhuǎn)子位置的關(guān)系。如下圖所示第40頁(yè)，共59頁(yè)。第41頁(yè)，共59頁(yè)。信號(hào)處理電路(一)輸入信號(hào)處理第42頁(yè)，共59頁(yè)。（二）PWM 脈沖信號(hào)輸出處理第43頁(yè)，共59頁(yè)?？刂齐娐返碾娫措娐非懊嬖O(shè)計(jì)的控制電路的需要直流電源才能工作，本文電源的設(shè)計(jì)思路是采用三端穩(wěn)壓元件來得到直流電源，即是使用單向變壓器對(duì) 220V 交流電壓降壓，全橋整流后得到直流電壓，最后使用三端穩(wěn)壓元件得到穩(wěn)定的直流電壓。采樣電路的運(yùn)算放大器和 I

20、PM的供電電源都是需要正負(fù) 15V 直流電源，設(shè)計(jì)圖 5- 9 所示，且 IPM 供電電源要求相互隔離的 4 路 15V 電源，設(shè)計(jì)電路與圖 5- 9 類似第44頁(yè)，共59頁(yè)。第45頁(yè)，共59頁(yè)。 硬件電路仿真 Multisim 是美國(guó)國(guó)家儀器公司 NI 推出的電路仿真設(shè)計(jì)軟件，能完成從電路仿真設(shè)計(jì)到電路板生成的全過程。本文通過對(duì)硬件電路仿真，來簡(jiǎn)化硬件電路的調(diào)試過程，方便分析電路的參數(shù)，直接測(cè)試不同參數(shù)下電路的輸出波形。對(duì) 5V、15V、3V 的電源電路仿真，仿真中使用了二極管搭建了整流橋堆，三端穩(wěn)壓芯片輸出直流，變壓器交流變壓。15V，3V 電路的搭建方法與 5V 相同，在這里就不在給出它

21、們的搭建圖，只給出最后的直流波形第46頁(yè)，共59頁(yè)。5V 的仿真電路如圖 5- 11 所示，其直流電壓波形如圖 5- 12，其中通道 A 的波形是輸入三端穩(wěn)壓穩(wěn)壓芯片的電壓波形，通道 B 的波形是三端穩(wěn)壓芯片輸出的 5V 直流電壓波形。在調(diào)試中，濾波電容參數(shù)對(duì)輸出的波形有很大的影響。同樣 15V 的 DC 電壓波形如圖 5- 13 所示第47頁(yè)，共59頁(yè)。第48頁(yè)，共59頁(yè)。第49頁(yè)，共59頁(yè)。仿真結(jié)果如圖 5- 15 所示：通道 A 是模擬正負(fù) 5V 的交流電壓，采樣的結(jié)果連接在放大器的輸出端，所以相位是相反的，通過對(duì)濾波和提升電路，將正負(fù) 5V 的雙極性電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)化為 0 到 3V 的單

22、極性電壓信號(hào)。這個(gè)仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論設(shè)計(jì)的正確性，確定了電流采樣電路中的參數(shù)問題。信號(hào)處理電路中對(duì)霍爾信號(hào)和 PWM 脈沖信號(hào)電壓幅值的變換，參考前面的設(shè)計(jì)電路搭出模型如圖 5- 16 模擬了 PWM 脈沖信號(hào)的轉(zhuǎn)化過程，使用信號(hào)發(fā)生器模擬 DSP 處理器產(chǎn)生 3V 的脈沖信號(hào)，使用光耦對(duì)脈沖電壓的幅值進(jìn)行變換，最后得到大于 8V 的IPM 驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。仿真電路驗(yàn)證了前面電路設(shè)計(jì)的正確性第50頁(yè)，共59頁(yè)。DSP2812 及開發(fā)環(huán)境DSP2812 是 TI 公司的為電機(jī)控制產(chǎn)品的開發(fā)而推出的 DSP 芯片，具有非常強(qiáng)大的功能。下面對(duì)編寫程序需要用到的芯片部分做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹：芯片的時(shí)鐘控制系

23、統(tǒng)是控制系統(tǒng)的“心臟”，它為系統(tǒng)提供時(shí)鐘脈沖，在使用 AD采樣、電機(jī)控制模塊（EVA）等外設(shè)前，應(yīng)先通過設(shè)置寄存器，給外設(shè)分配時(shí)鐘信號(hào)。DSP2812 是三級(jí)中斷機(jī)制，包括外設(shè)中斷、PIE 級(jí)中斷、CPU 級(jí)中斷。外設(shè)中斷一共是 96 個(gè)，包括了定時(shí)器、PWM 比較器中斷等所有外部設(shè)備的中斷。將外設(shè)中斷分成12 組，每組 8 個(gè)，構(gòu)成了 12 個(gè) PIE 級(jí)中斷（PIE1 到 PIE12），最后是 CPU 級(jí)中斷，每個(gè)中斷都由中斷使能位控制著中斷的“開關(guān)”，中斷標(biāo)志位表示著中斷的狀態(tài)第51頁(yè)，共59頁(yè)。主程序的流程圖如圖 5- 19 所示，時(shí)鐘初始化主要為事件管理器模塊 EVA，AD 采樣等外部設(shè)備設(shè)定時(shí)鐘頻率；GPIO 的初始化是為系統(tǒng)分配 PWM 脈沖輸出口和電流采樣，轉(zhuǎn)速采樣等輸入口。三級(jí)中斷的初始化方法如前面的例子所示。EVA 的初始化要設(shè)定 EVA 中定時(shí)器和比較器