基于dsp的无刷直流电机控制系统设计

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1、基于DSP的无刷直流电机控制系统设计葛俊峰（集宁师范学院科研设备处，内蒙古乌兰察布012000）摘要：随着电力测控技术以及电子技术的飞速发展，无刷直流电机得到了广泛应用，其体积相对较小、运行效率较高、运行平稳可靠、维护十分便捷，凭借这一系列优势，无刷直流电机在工业控制领域应用及其广泛.本文主要阐述了基于DSP的无刷直流电机控制系统的设计，主要包括的硬件设计和软件设计两方面.所设计的控制系统主要采用触摸式一体机作为系统控制的上位机，选用专门为电机的数字控制所设计的DSP芯片TMS320LF2407A作为下位机，此芯片作为控制的核心部分，通过

2、上位机与下位机的通讯配合完成无刷直流电机的整体控制..jyqk302文献标识码：A：1673-260X（2015）01-0047-021引言随着电力测控技术以及电子技术的飞速发展，无刷直流电机广泛应用于工业控制的各个领域.随着现代工业的不断发展，对无刷直流电机控制系统性能的可靠性要求也逐渐提高.所以，开发设计具有响应速度快、控制精度高、调节能力强的无刷直流电机控制系统具有非常重要的意义.无刷直流电机具有体积小、运行效率高、运行平稳可靠、维护便捷等性能，因此它在计算机外围设备、医疗器械、智能家居、交通运输、机械制造等领域都占据着重要的地位，

3、它替代了其它种类的多种电机.所以，对无刷直流电机的研究以及应用都得到了广泛的重视，目前对其进行更加深入的研究以及设计已经成为了电机控制领域的一大热点.2无刷直流电机的工作原理无刷直流电机主要由三部分组成：电机本体、转子位置传感器以及电子开关电路.2.1电机本体电机本体是由主定子和主转子构成.主定子是电机的静止部分，主定子包括主定子绕组以及主定子铁芯，其中主定子绕组由漆包线绕制构成，主定子铁芯由硅钢片叠成.在电机本体中，主定子绕组其最重要的部分，在绕组中有电流通过时能够产生磁电动势，与转子产生的磁场，这样的相互作用来使得转子旋转；主转子是电

4、机的转动部分，是用来使得电机中产生励磁磁场，主转子通常由永磁体、导磁体以及支撑部件构成，永磁体以及导磁体是用来产生磁场元件，支撑部件是转轴以及轴套等支撑转子的部件，实现对永磁体以及导磁体的固定.2.2转子位置传感器转子位置传感器是为了实现无刷直流电机的无接触换向，这一传感器相当重要，它是无刷直流电机中的最关键部分，转子位置传感器包括静止部分和转动部分，即定子和转子，无刷直流电机的转子磁极位置是通过转子位置传感器来测定的，通过测定准确位置来为电子开关电路提供准确的换相信息.2.3电子开关电路电子开关电路主要由功率管、驱动电路好转子位置信号处

5、理模块组成，用来配合转子位置传感器对电机本体定子的各相绕组的通电时间以及顺序进行控制，着也是无刷直流电机实现无接触换向的重要部件.电子开关电路把转子位置传感器输出的信号进行解调并进行功率放大来触发功率管，为电枢绕组提供信号，使得电枢绕组遵循一定的逻辑顺序进行导通，这样来确保无刷直流电机按照一定规律可靠运行.无刷直流电机的系统基本结构如图1所示.3控制系统硬件设计3.1控制系统硬件总体构成本控制系统选用触摸式一体机机作为上位机，实现人家对话，从而完成数据信息命令的发送并能够对电机运行状态进行实时监控，下位机采用DSP芯片以及无刷直流电机专用

6、的集成控制芯片MC33035构成，用来输出控制信号对电机进行控制和驱动电机.整个控制系统选用P的方式来控制电机的转速，并选择霍尔位置传感器来检测转子的位置，功率变换器件选用的是MOSFET场效应管.控制过程中DSP芯片能够采集到电机实时转速，并根据电机的实际转速信息，来修正上位机所给出的设定速度，从而实现整个系统对电机转速的闭环控制.集成控制芯片MC33035用来执行DSP芯片输出的控制指令，从而输出控制电机转速、转向以及启停的控制信号.无刷直流电机控制系统硬件部分主要由三部分组成：控制部分、驱动部分以及检测部分.无刷直流电机控制系统的硬

7、件构成如图2所示.3.2控制系统的设计控制部分(DSP)：主要用来处理来自上位机的控制信号以及来自传感器的反馈信号，并且处理后经这些信号通过光电隔离处理后，传送至驱动单元，从而驱动电机的转动.DSP主控板是由TI公司专门为直流电机控制和运动控制的数字化实现而设计的，DSP芯片TMS320LF2407A是控制电路的主控芯片，通过与其配配合的外围电路组成成控制系统，其中外围电路主要包括电源转换电路、JTA仿真接口电路、时钟与复位电路、上位机通信电路以及存储器扩展电路等.驱动部分：主要用来完成驱动控制无刷直流电机.驱动部分的核心是MOTOROL

8、A公司所生产的专用集成控制MC33035芯片，它用来接收霍尔位置传感器反馈的位置信号并加以处理，来确定无刷直流电机转子的准确位置，为控制系统提供驱动输入的时序，从而实现功率管的开关控制，并且接