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基于DSP28335的永磁同步电机调速系统设计(八)

系统创新

本次系统的基于TMS320F28335作为主控芯片,作为TI公司Delfino系列中处于中高端的一员,以其适合于控制器的外设功能和强大的硬件浮点能力成为了工业控制当中的先进的控制核心。本次《基于DSP28335的永磁同步电机调速系统设计》以TMS320F28335为核心,有以下创新:

(1)采用硬件浮点算法。目前大多数的电机控制算法都是采用定点方式进行运算,采用TI提供的IQ定点数学函数库进行处理。目前TMS320F28335的函数库为了兼容前者也有IQ库的功能,为了更好地利用TMS320F28335的硬件特性和浮点功能,本次系统设计采用硬件浮点的运算方式进行算法设计,提高算法的效率,减少CPU的负担,充分发挥TMS320F28335的性能优势。

(2)采用分段PID参数算法。对于不同分段的速度采用不同的PID参数,使各段性能达到最优,提高调速性能和不同目标速度下的调速效果稳定性。

(3)硬件上采用错误信号硬件保护。对比起经过错误信号后中断处理错误,硬件直接反应停机对保护电机和功率模块更加有效。本次设计采用数字逻辑芯片对错误信号进行处理,出现错误信号直接阻断PWM信号的输出,同步处理错误中断,更好地提高保护效果。

结论

本次系统设计使用了TMS320F28335作为主控芯片,对应用的2.2KW的永磁同步电机进行调速控制。本次设计完成了使用浮点功能进行的永磁同步电机的数字信号处理器方案,为提高电机控制的性能,使用更加先进的控制算法起了一个很好的开头。

从本次的实验结果看来,PID参数的分段设计很大程度上的满足了我们系统实现的基本要求,但可以看到,单相电流的波形没有达到更加稳定的正弦波波形,从D、Q轴电流图更能看出在PI调节后,还存在一定的震荡,需要进一步提高PI调节的稳定性,是往后继续提高系统性能的一个关键。同时还能看到,速度调节虽然能达到目标值,但响应速度还有提高的空间。综上,本次设计还有很大的提高空间,为了完善本系统,具体的后续工作如下:

1) 提高PID控制性能,实现更快的电流环、速度环响应。

2) 提高速度调节范围、使调速范围能达到在±3000rpm之间。

3) 在系统性能完善的条件下,进行伺服系统的调试,实现位置、速度、电流三环控制系统,并进一步实现单片TMS320F28335实现双电机控制的方案。

完善上位机监控软件,实现系统的整体监控管理。

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