基于DSP的电机控制与状态监测系统设计

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1、20Ol9．№3大电机技术基于DSP的电机控制与状态监测系统设计席鑫宁，潘宏侠(中北大学机械工程与自动化学院，太原030051)[摘要]利用DsP1Ms320F2812开发了既能满足多台电机控制需求，又能对电机运行状态进行实时监测，且通过CAN总线进行分布式控制和数据共享的系统。系统使用磁场定向控制算法通过DSP的PWM输出对电机进行电流矢量控制，使用过采样算法通过DSP片上集成ADC模块及其前端预处理电路对电机的振动信号进行高精度的数据采集，并利用DSP的高性能CPU对振动数据进行在线数字滤波和时频域简单预处理，通过CAN总线发送上位机控制命令并上传

2、状态数据。系统实现了对多台电机的控制和在线状态监测，并为远程故障诊断打下了坚实的基础。[关键词]电机控制；状态监测；DSP；振动信号处理[中图分类号]TM301；TN911．72；TP277【文献标识码】A[文章编号]1000—3983(2009)03—0031—03MotorControllingandMonitoringSystemDesignbasedonDSPXIXin—ning，PANHong—xia(CollegeofMechanicalEngineeringandAutomatization，NorthUniversityofChina，

3、Taiyuan，030051，China)Abstract：Asystemwhichcanmeetthecontrolrequirementofseveralmotors，alsomakethereal—timemonitoringfortheworkingconditionofmotor，andCanperformdistributedcontrol，datasharingthroughCANbusisdesigned．Thesystemusethemagneticfieldorientedcontrolalgorithmtoperformcurre

4、ntvectorcontrolforthemotorbyPWMoutputsignals，andusetheover-samplingalgorithmtoobtainhighprecisionvibrationsignalacquisitionofthemotorbytheADCpartontheDSPchipandfrontpretreatmentcircuit，alsotakeon-linedigitalfilteringandtime-frequencydomainsimplepretreatmentofthevibrationsignalby

5、thehighperformanceCPUonDSEthensendPC．controlorderanduploadconditiondatabytheCANbus．nlesystemrealizesthecontrolandonlinemotorcontrolandconditionmonitoring，andlaidasolidfoundationfortheremotefaultdiagnosis．Keywords：motorcontrol；monitoring；DSP；vibrationsignalprocessing两个16x16位乘法累加运

6、算；通过流水线完成指令和1引言数据的同时提取，为电机状态监测的高速数据处理奠对多组电机进行控制并且对安全性要求较高的大定了硬件基础。片上集成了电机控制外设，满足适时型工厂，要求使用能够实现复杂电机控制策略的高性控制的需求。此外，增强的eCAN接口模块，使得系能硬件，并且能够保障电机高效正常运转，避免影响统易于实现多电机分布式控制和远程数据通信与故障设备工作引起损失的故障出现，因此需要一种能够及诊断。时反映电机工作状况的系统。传统的巡回检测、定期2系统硬件设计检测不能满足安全性要求。为了提高其工作效率、运行可靠性，本文设计了一种既能满足其控制需求又能2．

7、1总体介绍对其运行状态在线监测与分析的系统。系统硬件部分主要分为电机控制的硬件设计和电具有强大的控制和信号处理能力的DSP，是此策机运行状态监测的硬件设计两部分。F2812集成的事略的核心。本系统选用TMS320F2812DSP：它整合了件管理器能够实现对双电机的高性能全数字交流伺服数字信号处理和微控制器的最佳特性；具有高性能32控制。片上集成的l2位16通道ADC模块能够对电机位CPU；可调整的哈佛总线结构和循环寻址方式：能状态信号进行高速数据采集，全面监测电机运行的工够在单周期内完成32x32位的硬件乘法累加运算，或况。其他多种串行数据通信外设为更

8、高一级的上位机32基于DSP的电机控制与状态监测系统设计数据图形化显示、故障分析与决策诊断提供