基于CAN总线的多电动机控制系统_陈小东.pdf

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1、EA应用与方案电气传动□华东理工大学运动控制与信息技术工程研究中心陈小东姚晓东基于CAN总线的多电动机控制系统TI公司面对各个领域推出了不同系列的芯片，并针对通过CAN总线PC机与DSP之间的通信技术，CAN现场总线推出了带CAN控制器的DSP芯片。由于DSP实现PC机同时控制多台电动机的要求。利用CAN芯片外围的加强，也使其自身得到了更为广泛地应用，总线很好的实时性以及DSP的强大处理能力，加TMS320LF2407A就是其中一款目前应用较多的芯片。CAN上自己的控制策略，较好地实现了多台电动机同控制器的设

2、计同样也适用于TI公司其他芯片中的CAN模块。时控制。采用无霍尔传感器的无刷直流电动机，TMS320LF2407A的CAN模块是一个16位的外设模块，支基于TMS320LF2407DSP芯片，软硬件相结合从而持数据帧和远程帧，数据收发采用邮箱方式，有可编程位定进行无刷直流电动机控制。时器，可对中断配置编程，可编程实现总线唤醒功能，能自现场总线是用于现场仪表和控制器之间的一种全分散、动回复远程请求，有完备的错误诊断功能，可进行自测试，全数字化、双向智能、多点多站和多变量的通信系统，有自动重发功能，是一款性能很强

3、的CAN控制器。邮箱方是用于过程自动化和制造自动化最低层的现场设备或现场仪式是TI公司CAN控制器的一大特点，它们于一个RAM空表互联的通信网络。CAN(ControllerAreaNetwork)最初是间(48×16)，分为6个邮箱，每个占4×16位的存储空间。由德国Bosch公司在20世纪80年代初期，为了解决汽车中邮箱0-1是接收邮箱，邮箱4-5是发送邮箱，而邮箱2-3则可众多控制器与测量设备之间的数据交换而开发的一种串行数以随意配置成发送或者接收邮箱。据通信总线，属于现场总线的范畴，1993年成为国际

4、标准(2)CAN总线各节点无刷直流电动机的控制原理(ISO11898：道路车辆的高速控制器局域网数字交换系统标无刷直流电动机的构成原理如图1所示。逆变器由自关准)。CAN总线是众多的现场总线标准的一种，其短报文结断功率器件和续流二极管构成，采用120°导通规则，每个构和MSCD/AD的MAC方案特别适合工业控制领域的设备功率管导通电角度、上下桥臂互差180°电角度、相邻功率级互联的要求，而且得到了世界上多家著名的芯片供应企业管互差60°电角度开通。这样，任一时刻仅有两相绕组通的支持。CAN总线是一种有效支持分

5、布式控制系统或实时电。设功率管V和V导通，电动机A、B相通电，然后V166控制的串行通信网络，是一个多主总线。总线上的各节点都截止，V导通，这时电动机A、C相通电，这些功率管的导2有权随时向其他节点发送信息，总线冲突是通过总线仲裁方通顺序为：VV→VV→VV→VV→VV→VV，这161232345456式决定占用总线的节点。CAN总线通信的传输介质可以是样随着功率管的有规律地不断切换，电枢将按60°电角度不双绞线、同轴电缆或光纤，它可以通过简单的协议，实现在p＋IdVDVDVDia5a电磁干扰环境下远距离实时

6、数据的可靠传输。CAN总线描13V1V3V5ib述的是ISO/OSI七层协议中的第一层和第二层的高速协议。UdnVVVVVD4VDVD5135CAN总线的规范目前常见的是2.0A和2.0B版本。由于CANV62c4V6VbiV6V2V42g－c总线具有可靠性高，传输速率快，通信距离较远，易于使用、维护和网络扩展，目前已广泛应用于高档汽车(事实上是汽图1无刷直流电动机原理图eeeabc车中各控制部件之间通信的国际标准)、火车、船舶、军工电子、医疗器械、农用器械、数控机床和机器人技术等诸多TTTt024领域。t0

7、T1T3T5基于CAN总线的多电动机控制系统的实验设计(1)DSP上CAN控制器介绍图2反电动势波形图80

8、电气时代2004年第6期电气传动EA应用与方案断顺时针步进，从而带动电动机运转，而且产生正负交变的表1CAN2.0B标准帧76543210梯形反电动势，如图2所示。字节1FFRTRDLC(数据长度)在A-B-C三相坐标系统中，无刷直流电动机的电压方程字节2报文识别码字节3ID.2～ID.0如下字节4～uR00iLLLi数据1～数据8aaaaabaca字节11ub＝0Rb0ib＋PLbaLbLbcib开始

9、总线中断信号u00RiLLLiccccacbccLLLie初始化CAN适配卡CAN总线信号aabacaa＋LLLPi＋ebabbcbbN初始化模块发送指令否LLLiecacbccc智能起动模块Y理论上转子的6个关键位置可以通过检测反电动势过零调用发送函数N电动机已到达切换条件否点来估测到。Y(3)系统硬件设计有无反馈信息N转子检测模块本系统框图如图3所示，通过PC机上的CAN卡与各DSPYNY电动机