1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 全數(shù)字化交流伺服控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計 在現(xiàn)代運動控制進程中，實時測控系統(tǒng)對高速數(shù)字信號處理是出了更高的要求，為了滿足世界范圍內(nèi)運動控制系統(tǒng)的需要，TI公司推出了一種面向高性能、高精度工業(yè)控制領(lǐng)域的32位定點DSP控制器TMS320F2810，在x240根底上性能提高了10倍，用軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，功能更強大，算法更靈活，多達128k字的FLASH E2PROM、2k字的ROM，能夠滿足大計算量、運算速度高的要求，CPLD是一種復(fù)雜可編程邏輯器件，采用計算機輔助設(shè)計技術(shù)把設(shè)計生成的數(shù)據(jù)文件夾配置進芯片內(nèi)部的靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器（SPAM）來完成，具有可重復(fù)編程性，可以靈活

2、配置硬件邏輯電路，降低了PCB板的空間和復(fù)雜度。將DSP+CPLD結(jié)合并應(yīng)用與伺服電機控制中，加以改良的控制算法和硬件構(gòu)造，使整個電機控制系統(tǒng)到達民快速性和穩(wěn)定性的要求。 系統(tǒng)構(gòu)造 整個控制系統(tǒng)的被控對象為三相120四級永磁同步電機，編碼器為混合式光電編碼器，采用差分傳遞以提高抗干擾能力。處理器采用為數(shù)字控制系統(tǒng)專用的TMS320F2810芯片，它是整個控制系統(tǒng)的，主要負(fù)責(zé)控制策略和控制算法的實現(xiàn)，并與人機界面開展通信，實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理，對伺服系統(tǒng)開展保護和報警顯示等功能，人機界面的處理芯片為周立功單片機的7289顯示芯片，主要負(fù)責(zé)向DSP發(fā)送轉(zhuǎn)速給定、控制參數(shù)給定、啟動/停止信息等，并實時

3、顯示驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)變化。另外，在硬件控制板塊中采用了ALTERA的CPLD-EPM7128，是為某種專門邏輯功能和時序功能而設(shè)計的集成芯片，將外部光電編碼器信號等邏輯輸入、輸出引用端等PCB設(shè)計完成的大部分工作集成放在芯片設(shè)計中開展。這樣不僅可以通過芯片設(shè)計實現(xiàn)各種邏輯功能，而且由于端子定義的靈活性，大大減輕了電路設(shè)計的工作量和難度，從而有效地增強了設(shè)計的靈活性，提高了工作效率，便于系統(tǒng)的二次開發(fā)。系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示： CPLD的設(shè)計 永磁伺服電機穩(wěn)定運行時，其同步轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)子位置可以通過與轉(zhuǎn)子同步的光電編碼器所產(chǎn)生的脈沖信號來反映，因光電編碼器產(chǎn)生的脈沖信號含有諧波成份，毛刺較多，為防

4、止DSP讀到誤碼，將轉(zhuǎn)速、位置脈沖信號送到CPLD邏輯判斷濾除干擾信號，同時在起保護DSP的作用。由于篇幅有限，舉例轉(zhuǎn)速脈沖信號U+、U-的軟件處理，其VHDL語言描述如下： process (U+,U-,U,ERR) begin if(U+=0and U-=1) then U0，sign(x)=1；如果x0 A=1;else A=0; If Vref20 B=1; else B=0; If Vref30 C=1；else C=0; Scetor=4C+2B+A 變量運算 為了能夠采用定點處理器實現(xiàn)浮點運算，系統(tǒng)軟件必須采用適當(dāng)?shù)亩ū砀袷荆紤]到各種系統(tǒng)參數(shù)，本系統(tǒng)選用Q12定表格示。 注釋：

5、當(dāng)DSP定時器采用連續(xù)增/減計數(shù)方式，周期存放器的周期值等于T/2。 其中VDC為母線直流電壓，V DC in t為電壓定標(biāo)系數(shù)，T為PWM的中斷周期。 時間參數(shù)飽和計算 當(dāng)根據(jù)逆變器單獨輸出零矢量O000和O111時，電動機的定子磁鏈?zhǔn)噶渴遣粍拥摹８鶕?jù)這個特點，在TPWM期間插入零矢量作用的時間t0，使TPWM=t0+t1+t2。其中t0為零矢量導(dǎo)通的時間，t1、t2分別為合成目的矢量相鄰60定子矢量的作用時間。當(dāng)計算的飽和時，也即t1+t2TPWM時，軟件實現(xiàn)如下： 結(jié)語 經(jīng)過大量實驗證明，本控制系統(tǒng)將數(shù)字信號處理器與可編程邏輯器件相結(jié)合控制效果良好，可靠邊性高，穩(wěn)定性好，為批量化生產(chǎn)奠定了堅實的根底。主要優(yōu)點列舉如下： 系統(tǒng)性能提高，由于高速的集成控制器的應(yīng)用，提高了系統(tǒng)的精度，響應(yīng)速度，靜動態(tài)性能以及穩(wěn)定性； 可編程能力強，用可編程控制器件實現(xiàn)的控制，算