ＤＳＰ开发与应用

文章编号：１００８－０５７０（２０ｆｆｌ）０３－２－０１７５－０２

基于ＤＳＰ的无刷直流电机调速系统

Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ

ＤＣ

Ｍｏｔｏｒ

Ｖｅｌｏｃｉｔｙ

Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ

Ｓｙｓｔｅｍ

Ｂａｓｅｄ

ＯｎＤＳＰ

（东华大学）褚新惠官洪运单一帆盛威

ＣＨＵＸＩＮＨＵＩ

ＧＵＡＮＨＯＮＧＹＵＮ

ＳＨＡＮＹＩＦＡＮ

ＳＨＥＮＧ

ＷＥＩ

摘要：本文在详细介绍了基于ＤＳＰ（ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２）

专用控制集成芯片（ＭＣ３３０３５）的基础上，综合运用了ＰＩＤ算法和滤波算法

对无刷直流电机调速系统进行了研究，并给出了该控制系统的实际硬件电路设计和软件控制策略。实验结果表明，本控制系

统运行稳定、控制算法合理、控制精度高。有着很强的应用推广价值。

关键词：无刷直流电；ＤＳＰ；ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２；ＭＣ３３０３５
中图分类号：ＴＰ２７３＋．５

文献标识码：Ｂ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒ

ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ

ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｉｓ

ｂａｓｅｄ

ｏｎ

ＤＳＰ（ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２）ａｎｄ

ＭＣ３３０３５ｉｎ

ｄｅｔａｉｌ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ

ｗｉｔｈ

ＰＩＤａｌｇｏ—

ｒｉｔｈｍ

ａｎｄ

ｆｉｌｔｅｒｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ

ｔｏ

ｓｔｕｄｙｔｈｅｂｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣ

ｍｏｔｏｒｖｅｌｏｃｉｔｙ

ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ

ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ

ｓｈｏｗｓ

ｔｈｅ

ｈａｒｄｗａｒｅｃｉｒｃｕｉｔ，ｃｏｎｔｒｏｌｉｄｅａ．

Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔ

ｔｈｅ

ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ

ｔｈｉｓｃｏｎｔｒｏｌ

ｓｙｓｔｅｍｉｓ

ｓｔａｂｌｅ

ａｎｄ

ａｃｃｔｔｒａｔｅ，ｉｔｉｓ

ｗｏｒｔｈ

ｔｏ

ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ

ａｎｄ

ａｐｐｌｙ

ｔｈｅ

ｓｙｓｔｅｍ．

Ｋｅｙ

ｗｏｒｄｓ：ＢＬＤＣＭ，ＤＳＰ，ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２，ＭＣ３３０３５

引言

无刷直流电动机从上世纪７０年代末开始引起了从事电机

及驱动系统学者的重视。电机的驱动控制结构有很多形式，近

年来国外学者多集中于对直流电机的转矩波动及其控制问题

上进行研究。以单片机为核心组成的数字控制电路调速控制能

力强。但只能实现系统的外环数字控制。而ＤＳＰ则可以实现全

数字化的控制。

ＴＭＳ３２０Ｃ２８ｘ系列是ｒ１１公司最新推出的３２位定点ＤＳＰ芯

片，它既具有数字信号处理能力，又具有强大的时间管理能力

和嵌入式控制功能，特别适用于大批量数据处理的测控场合。

在无刷直流机速度控制系统中，为使调试者实时了解系统

的运行信息。需实时采集电机转速、电枢电流等信息．并进行数

据分析和Ｊｊｎ－ｒ处理。控制过程复杂，控制算法计算量较大，因此

本系统选择了数据处理能力较强的ＤＳＰ芯片－ＩＭＳ３２０１７２８１２作

为控制核心，再结合ＭＣ３３０３５专用控制集成芯片，设计并制作

了一个无刷直流电机调速器。

１系统结构

本系统针对的是高速无刷直流电机，原则上本系统对电机

转速的上限没有限定，实验时使用的电机最高转速为５万转，

电机功率为５ｋｗ。系统设计时为方便用户操作设计了通信和

ＪＯＧ（手动）两种模式。通信模式使用户在电脑前就可以方便地对

电机进行操作，设置电机的最高转速、加速度以及显示电机当

前的实际转速等；而在没有电脑时，用户也可以通过ＪＯＧ模式

对电机进行键盘操作。用以设定电机的转速。

本系统设计控制的无刷直流电机采用霍尔元件作为位置

反馈机制，从反馈的脉冲信号中获得位置信息和转速情况。控

制核心ＤＳＰ根据采集到的实际转速，修正控制转速，实现系统

褚新惠：硕士生

资助基金：国家自然科学基金（７０２７ｌ∞１）

对电机转速的闭环控制。此外，系统从电机的驱动器件ＩＧＢＴ处

获得电流信息。通过综合这三个信息。使得整个电机调速系统

安全、稳定、可靠地工作。

整个系统由控制、驱动、显示及电源四部分组成，系统结构

框图如图１所示：

霍尔反馈

上

电流

叠ｋ

控制板

驱动板

（梆ｂ是ＤＳｐ的开接板

●蜃罐

（ＭＣＵ是Ｍ：ｍ５－驱

工（Ｅ皿【罐１２毋杭另有

１一

动器阵是ｍ的Ｉｔ可ｔＴ，以

一

－ｒ

一些外蟹电路）

电压

爰Ｉ（ＢＴ的Ｄ畸咐）

ｔ

屯潦扳

●

显示板

（Ｉ｝供如叫协＾电源（ＩａＢｒ的

（显示电机的转速）

电源），１５ｖ的电源（培驱舒鳅

（Ⅳ电源由控制板挹脚

审）．ｗ（培控告憾供甫））

图１系统结构框图

２系统硬件设计

硬件原理框图如图２所示。

图２硬件原理框图

＠嗽霸邮局订㈣８２躺３６０元，／ＪＦ－１７５—

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