本发明专利技术公布了一种基于DSP的永磁同步电动机全数字交流伺服系统，包括控制单元和扩展单元，其中控制单元包括I/O接口单元、串行通信接口、测试接口、电磁干扰接口、现场总线接口、PWM产出模块、A/D模块、正交脉冲编码/系统级芯片接口、接口集成模块。其特点在于，系统具有较快的响应速度和较好的控制精度，操作简便、测试精度高，具有工程实用价值，已应用于平台火控设备的精度测试中。数字方式不仅克服了模拟式伺服分散性大、零漂移、低可靠性等缺点，而且简化了驱动器结构，增强了系统的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种交流伺服系统，尤其涉及一种基于DSP的永磁同步电动机全数字 交流伺服系统，属于DSP控制
技术介绍
以模拟信号为工作信号的控制电路，模拟信号指所有在时间和数值上都连续的信 号。转速、电流双闭环调速系统电路中的控制信号、调节器输出的各物理量都是时间的连续 函数，它们构成一个模拟控制电路，其中速度负反馈与一个调节器构成的闭环作为外环，称 速度环，该调节器称为速度调节器，用ST表示。电流负反馈与另一个调节器构成的闭环置 于速度环以内，称电流环，该调节器称为电流调节器，用LT表示。为了获得良好的静态与动 态性能，两个调节器都采用比例积分(PD调节器。以电流调节器为例，在运算放大器反馈 回路中串入电阻R2和电容C2，构成比例积分调节器。如选择R21 = R22 = 22千欧，则其输 出电压为式中T2 = R2C2S为复频率。上式表明，比例积分调节器的输出电压Uk由比例运 算和积分运算两部分组成。比例部分迅速反映调节作用，积分部分最终消除静态偏差。模 拟式伺服分散性大、零漂移、可靠性低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于DSP的永磁同步电动机全数字交流伺 服系统，提出了 DSP全数字控制方式控制交流伺服系统。本专利技术为实现上述目的，采用如下 技术方案一种基于DSP的永磁同步电动机全数字交流伺服系统，包括控制单元和扩展单 元，控制单元包括I/O接口、串行通信接口、测试接口、电磁干扰接口、现场总线接口、PWM产 出模块、A/D模块、正交脉冲编码/系统级芯片接口、集成模块，其中，其他故障信号、系统接 口分别与I/O接口双向连接，键盘的输出端接I/O接口的输入端，RS232与串行通信接口双 向连接，仿真器与测试接口双向连接，外部RAM与电磁干扰接口双向连接，保留备用与现场 总线接口连接，PWM产出模块的输出端接智能功率模块，智能功率模块的输出端分别与正 弦反电势的永磁同步电机、A/D模块连接，正弦反电势的永磁同步电机的输出端接码盘接口 的输入端，码盘接口的输出端接模拟接口与正交脉冲编码/系统级芯片接口、扩展单元的 输入端，扩展单元的输出端分别接集成模块、显示电器、电可擦可编程只读存储器、脉冲输 入的输入端，故障处理的输出端接扩展模块的输入端。本专利技术的有益效果是使用DSP控制的永磁同步电动机全数字交流伺服系统不仅 克服了模拟式伺服分散性大、零漂移、低可靠性等缺点，而且简化了驱动器结构，增强了系 统的可靠性，系统具有良好的控制性能和灵活的扩展能力。附图说明图1系统硬件设计结构框图2位置指令脉冲处理结构图；具体实施方式下面结合附图对专利技术的技术方案实现方法进行说明图1中，全数字交流伺服系 统硬件结构系统由两部分组成TMS320LF2407A构成控制器的核心单元；CPLD/FPGA实现了 控制器的扩展单元的管理功能。包括控制单元和扩展单元，控制单元包括I/O接口、串行通 信接口 SC1、测试接口 JTAG、电磁干扰接口 EM1、现场总线接口 CAN、PWM产出模块、PA/D模 块、正交脉冲编码/系统级芯片接口 QEP/CAP、集成模块SPI/EVB/I/0，其中，其他故障信号、 系统接口分别与I/O接口双向连接，键盘的输出端接I/O接口的输入端，RS232与串行通信 接口双向连接，仿真器与测试接口双向连接，外部RAM与电磁干扰接口双向连接，保留备用 与现场总线接口连接，PWM产出模块的输出端接智能功率模块，智能功率模块的输出端分别 与正弦反电势的永磁同步电机、A/D模块连接，正弦反电势的永磁同步电机的输出端接码盘 接口的输入端，码盘接口的输出端接模拟接口与正交脉冲编码/系统级芯片接口、扩展单 元的输入端，扩展单元的输出端分别接集成模块、显示电器、电可擦可编程只读存储器、脉 冲输入的输入端，故障处理的输出端接扩展模块的输入端。(一)DSP核心控制单元设计TMS320LF2407A是TI公司推出的面向电机控制的DSP微控制器中最具代表性的 产品。它采用C2xx DSP CPU的内核，工作电压3. 3V，保证了芯片的低功耗，在系统设计中 采用低噪声电压调节器NCP1117DT33把辅助电源5V输出调整到3. 3V。芯片外接IOMHz晶 振，经过内部锁相环倍频，最高时钟频率可达40MHz (25ns)。DSP外扩展了 64K的静态RAM 来作为程序和数据存储器，提高了系统存储能力，并且便于软件调试。TMS320LF2407A具有高速运算能力，较高的采样精度，外设配置性能和功能较强， 能胜任实时性要求高的伺服控制任务。系统可以充分利用TMS320LF2407A的这些特点，实 现电机矢量变换、位置环、速度环、电流环的控制以及PWM信号的产生、各种故障保护处理 等功能。(二)CPLD/FPGA扩展单元设计CPLD/FPGA灵活的可编程能力在很大程度上节省了硬件空问，为系统的开放性设 计带来了便利。系统利用CPLD/FPGA来完成电平转换、显示电路与串行外设的分时管理、位 置指令脉冲信号的处理以及故障信号的处理。其实现的主要功能包括(I)显示电路与串行外设的分时管理。驱动器面板上有6个LED数码管显示器，用 来显示系统各种状态及参数。串行外设EEPROM是用来实时保存系统重要数据的。它们复 用SP控制及数据端口，由CPLD编程完成分时控制。(2)位置指令脉冲信号的处理。在伺服应用系统中，位置指令的脉冲输入一般有3 种形式①正交脉冲；②脉冲+方向；③正、负脉冲。图2为位置指令脉冲处理结构图，方式1、方式2和方式3分别表示3种指令脉冲的处理方式，3种形式的输入脉冲经过处理转换 成2路信号一计数脉冲信号。根据位置指令脉冲输入的形式，选择经过正确处理的计数脉 冲和方向信号，送给DSP完成可逆计数。权利要求1.一种基于DSP的永磁同步电动机全数字交流伺服系统，包括控制单元和扩展单元，其特征在于，控制单元包括I/o接口、串行通信接口、测试接口、电磁干扰接口、现场总线接口、PWM产出模块、Α/D模块、正交脉冲编码/系统级芯片接口、集成模块，其中，其他故障信号、系统接口分别与I/O接口双向连接，键盘的输出端接I/O接口的输入端，RS232与串行通信接口双向连接，仿真器与测试接口双向连接，外部RAM与电磁干扰接口双向连接，保留备用与现场总线接口连接，PWM产出模块的输出端接智能功率模块，智能功率模块的输出端分别与正弦反电势的永磁同步电机、Α/D模块连接，正弦反电势的永磁同步电机的输出端接码盘接口的输入端，码盘接口的输出端接模拟接口与正交脉冲编码/系统级芯片接口、扩展单元的输入端，扩展单元的输出端分别接集成模块、显示电器、电可擦可编程只读存储器、脉冲输入的输入端，故障处理的输出端接扩展模块的输入端。全文摘要本专利技术公布了一种基于DSP的永磁同步电动机全数字交流伺服系统，包括控制单元和扩展单元，其中控制单元包括I/O接口单元、串行通信接口、测试接口、电磁干扰接口、现场总线接口、PWM产出模块、A/D模块、正交脉冲编码/系统级芯片接口、接口集成模块。其特点在于，系统具有较快的响应速度和较好的控制精度，操作简便、测试精度高，具有工程实用价值，已应用于平台火控设备的精度测试中。数字方式不仅克服了模拟式伺服分散性大、零漂移、低本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于DSP的永磁同步电动机全数字交流伺服系统，包括控制单元和扩展单元，其特征在于，控制单元包括I/O接口、串行通信接口、测试接口、电磁干扰接口、现场总线接口、PWM产出模块、A/D模块、正交脉冲编码/系统级芯片接口、集成模块，其中，其他故障信号、系统接口分别与I/O接口双向连接，键盘的输出端接I/O接口的输入端，RS232与串行通信接口双向连接，仿真器与测试接口双向连接，外部RAM与电磁干扰接口双向连接，保留备用与现场总线接口连接，PWM产出模块的输出端接智能功率模块，智能功率模块的输出端分别与正弦反电势的永磁同步电机、A/D模块连接，正弦反电势的永磁同步电机的输出端接码盘接口的输入端，码盘接口的输出端接模拟接口与正交脉冲编码/系统级芯片接口、扩展单元的输入端，扩展单元的输出端分别接集成模块、显示电器、电可擦可编程只读存储器、脉冲输入的输入端，故障处理的输出端接扩展模块的输入端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钱国东，
申请(专利权)人：无锡市幅瑞自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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