基于DSP的PWM双闭环直流调速系统（精）

中图分类号 :T M38314 文献标识码 :B 文章编号 :100126848(2007 0420051204

基于 DSP 的 P WM 双闭环直流调速系统 林 立 1 , 唐 旭 2 , 张续义 2 , 黄声华 3

(11邵阳学院 信息与电气工程系 , 邵阳 422004; 21浙江求是科教设备有限公司 , 杭州 310000;

31华中科技大学 电气与信息工程学院 , 武汉 430074

摘 要 :为提高直流调速系统的性能 , 介绍了采用 T MS320LF2407A 为控制核心 、 H 桥直流斩波 驱动 、 电流内环与速度外环 P I 系统 。 分析了系统的全数字化调速原理 , 。这种 关键词 :数字信号处理器 ; ; ; 工程设计方法 D ouble C m s of Veloc ity M odul a ti on of D i rect Curren tM otor Ba sed on D SP

L I N L i 1 , T ANG Xu 2 , ZHANG Xu 2yi 2 , HUANG Sheng 2hua 3 (1.

Shaoyang University, Shaoyang 422004; 2. Science and Technol ogy

Teaching Apparatuses Company of Q iuShi in Zhejiang, Hangzhou 310000; 3. Hua Zhong University of Scince and Tecnol ogy, W uhan 430074, China

ABSTRACT:I n order t o get good perfor mance in DC mot or s peed contr ol syste m s, this paper intr o 2duces double cl osed P WM syste m s of vel ocity modulati on of direct current mot or based on DSPs, this sys 2te m come ture the digital contr ol .

I n the paper, s peed contr ol theory and hard ware and s oft w are are de 2 scribed in detail, this s peed contr ol of syste m have achieved the enter p rise p r oduces p r oducti on request . The ex peri m ent indicates that this contr ol syste m structure is si m p le and perf or mance is good . This sys 2

te m s can be used in advanced contr ol field all over the agricltue and industry . KEY WO R D S:DSP; H bridge circuit; DC mot or; Speed contr ol; B i polar contr ol; Engineering de 2sign methods

收稿日期 :2006206219

邵阳学院科学基金资助项目 (2005B17 0 引 言

随着电力电子技术和微处理器的快速发展 ,

运动控制系统的控制方式由硬件控制转向软件控 制 , 智能化的软件控制将成为运动控制系统的发 展趋势 。 运动系统控制器的实现方式在数字控制 中也在向硬件方式发展 。在软件方式中也是从运 动系统的外环向内环 , 进而向接近电动机环路

的 更深层发展 。目前 , 运动系统的数字控制大都是 采用硬件与软件相结合的控制方式 , 其中软件控 制方式一般是利用微机实现的 。

1 结构与原理

调速系统如图 1所示。 这是以 T MS320LF2407A 为控制核心的 P WM 电流内环和转速外环的双闭环 直流调速系统。 主电路采用三相不可控整流 , 经电 容滤波 H 桥直流斩波调压后给直流电动机供电。 控

制电路利用调节器的工程设计方法 [1]

, 求出实际系 统各个环节的传递函数后将电流内环按典型 1型系 统进行校正设计 , 转速外环按典型 2型系统进行校 正设计 , 分别确定 2个 P I 调节器的比例与积分参 数 , 从而满足稳、 准、 快等性能指标的要求。 整个 系统的控制实现了数字化。 其中 2个 P I 调节器的参 数经离散化后由 DSP 编程来实现。 H 桥直流斩波调 压的控制信号是由 DSP 的事件管理器控制产生的 4路 P WM 脉冲波进行双极性控制的。 同时利用 DSP

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15— 基于 DSP 的 P WM 双闭环直流调速系统 林 立 唐 旭 张续义 黄声华

的 QEP 引脚和光电编码器实现对电机速度的检测

,

利用 ADC I N 引脚可以完成模数转换 , 利用 P DP I N T 引脚进行故障保护。 ASR 2转 速调节器 ACR 2电 流调节器 TG 2测 速发电机 T A 2电 流互感器 UPE 2电 i 2U 3n 2转 n 2U i 图 1 DSP 2 硬件组成

DSP 数字控制 P WM 双闭环直流调速系统的硬

件结构如图 2所示 。 其硬件结构由主电路和控制电 路两部分组成 。 主电路由三相不可控整流 、 H 桥双 极性直流斩波 、泵升电压电路与直流电动机构成 。 H 桥双极性直流斩波电路驱动信号的产生由 DSP T MS320LF2407A 控制输出 。转速的检测采用数字 测速器 。 它是用 DSP 读取与电动机联轴的光电编 码器输出的脉冲数 , 经 DSP 计算后得出转速值 。 泵升电压的控制经与事先设定值比较后由 DSP 发 出控制信号实时控制启动泵升电压电路 , 进行能 量泄放 , 护 主 电 路 。系 统 利 用 故 障 保 护 引 脚 P