基于dsp的无刷直流电机控制系统

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1、万方数据．44·《测控技术)2008年第27卷第4期基于DSP的无刷直流电机控制系统彭志永，穆学桢，孙艳华(中国空空导弹研究院，河南洛阳471009)摘要：为了控制无刷电机低速有限转角运动，应用TMS320F2812芯片设计了一套无刷电机控制系统，给出了硬件电路和部分软件的设计方案。系统采用位置反馈信号作为电机换相基础，利用双重位置闭环的控制结构，以满足快速性、稳定性以及高精度的性能要求，实验证明系统控制方案的可行性。关键词：无刷直流电机；DSP；TMS320F2812；换相中图分类号：TP273+．5文献标识码：A文章编号：1000—8829(2008)04—0044一03Brush

2、lessDCMotorControlSystemBasedOilDSPPENGZhi—yong，MUXue-zhen，SUNYah—hua(ChinaAirborneMissileAcademy，Luoyang471009，China)Abstract：TocontrolthelowspeedmovementoftheBLDCMinthelimitedrange，thecontrolsy8temofBLDCMbasedonTMS320F2812isdesigned，andthedesignschemeofhardwareandsoftwareforthiscontrolsystemis

3、made．Accordingtotheper-formancerequirementofcontrolsysteminrapidcharacter，highstability，highprecision，aclosed-loopcontrolstructureisadopted，whichincludesdualpositionclosed-loop．ThepracticabilityofthecontrolsyBtemisverifiedbyexperiment．Keywords：brushlessDCmotor；DSP；TMS320F2812；commutation无刷直流电机(简

4、为BLDCM)是一种用电子换相装置代替机械换相装置的新型直流电动机，具有调速性能好、效率高、噪声低等优点，在航天、航空、数控装置等高性能高精度驱动中获得了越来越广泛的应用。转子位置传感器对于无刷电机的正常工作具有十分重要的作用，它为电机提供基本换相信息，但位置传感器存在一定的弊端，它不仅增加了成本和电机结构的复杂性，而且在一些高精度及环境苛刻复杂的场合，位置传感器的信号会受到干扰，甚至不能正常工作，使系统的性能降低，因此研究无刷电机无位置传感器控制技术是十分必要的。1系统结构在某型激光比例导引头跟踪系统中，位标器是实现探测目标、跟踪目标的基础，而驱动位标器运动的控制系统是导引头实现跟踪

5、等运动的关键。本系统针对由低速无刷直流电机组成的控制部分，驱动由动力陀螺位标器组成的稳定跟踪系统，是整个导引头跟踪系统中的控制子系统。在此动力陀螺跟踪系统中，采用外框架式陀螺稳定结构，即陀螺转子位于内外框架的里边，在内外框架轴上各装一个电机控制陀螺转子的进动，本系统的任务是控制电机驱动陀螺负载做不同形式的运动，其角速度范围为一20一20。／s，运动范围在士400机械角度范围内。考虑电机绕组利用率、力矩波动和系统可靠性，本系统使用的无刷电机是全桥三相8对极的力矩电机，使用两两通电控制收稿日期：2007一11—12作者简介：彭志永(1980一)，男，湖南娄底人，助理工程师，主要研究方向为位

6、标器及其控制技术；穆学桢(1972一)，男，河南辉县人，高级工程师，主要研究方向为位标嚣及其控制技术；孙艳华(1977一)，女，黑龙江人，助理工程师。主要研究方向为信息处理。方式来驱动电机运转。对于此型号无刷电机，采样两两通电控制方式时对应的空电角(机械角)可以由公式(1)给出，其中P为无刷电机的电枢绕组极对数p=警=警=7．5。(1)p2了2丁引’。t1，也就是说电机每旋转7．5。时电角度换相，电机就能正常运转。所以在电机和框架安装固定后，电机运动范围就固定在相应的±400角度范围内，此时可以根据安装在框架旋转轴上的测角电位器测量出电机运动的角度信息，结合由公式(1)给出的电机换相电

7、角度，不断修正无刷电机的换相信息，控制电机带动负载做相应的运动，这样，就提出了一种对于低速无刷电机比较合适的控制方式。电机和框架安装在一起后，以中间位置为00，给电机三相中任两相间加直流电压，根据电机的运动情况和换相电角度可以推出无刷电机在此±40。角度范围内的换相时序，如在本系统中，电机在一400向+40。运动时的换相逻辑为：CA—BA—BC—AC—AB—CB—cA。虽然电位计输出的电压信号代表的是相对角度，与00位置直接关系，但机械加工可以