技
术
创
新

中文核心期刊《微计算机信息》

（

嵌入式与

ＳＯＣ）２００７

年第

２３

卷第

９－

２

期

３６０

元

／

年邮局订阅号：

８２－９４６

《现场总线技术应用

２００

例》

ＤＳＰ

开发与应用

线电机运动时动子所处的位置决定。

４

永磁同步直线电机控制系统设计

根据直线电机工作原理，采用矢量变换设计其控制驱动

系统。

控制器采用

ＤＳＰ

处理器，选用

ＴＩ

公司的

ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２

ＤＳＰ

。它是

ＴＩ

公司最新推出的

３２

位定点高速数字信号处理器，

１５０ＭＩＰＳ

的执行速度使得指令周期缩短至

６．６７ｎｓ

，内置

１２

位的

ＡＤ

转换器，最小转换时间为

８０ｎｓ

。功率驱动部分采用

ＩＰＭ

模

块，

ＰＷＭ

频率最高可达

２０Ｋ

。

永磁同步直线电机驱动控制系统结构框图如图

４

所示

图

２

控制系统结构框图

５

软件结构

系统软件包括软硬件初始化程序、主程序、初始定位子程

序、控制过程显示程序和中断服务子程序

５

个部分。系统复位

后首先执行初始化程序，实现对

ＤＳＰ

内部各功能模块工作模式

的设定和初始状态的检测；然后执行主程序，开启定时中断、外
部保护中断及初始定位子程序；获得动子准确位置信息后，进
入运行状态，执行中断服务子程序。系统的主要功能，包括电
流大小的计算、速度位置信息和矢量变换，由中断服务子程序
来完成。根据系统运行原理设计其软件结构。图

５

为系统运行

程序图

：

系统中断子程序图如图

４

所示

：

６

结论

本文设计的算法程序已经初步调试成功，能够实现基本运

行，证明软硬件设计的正确性。图

５

所示为部分调试结果

由于直线电机端部效应及外部载荷直接加载等特点，使得

对直线电机控制系统稳定提出了较高要求。为提高其控制的鲁
棒性，其算法还有待于继续改进。必须采取合适的控制算法和
控制策略，使系统动态响应快，抗干扰能力强，稳态跟踪精度
高。因此直线电机控制理论有待于进一步深入的探讨与研究。

图

５

部分调试结果

本文作者的创新点

：

分析了永磁同步直线电机与旋转电机

的矢量变换理论的区别之处，并在此基础上基于

ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２

ＤＳＰ

实现其控制系统。

参考文献
［１］刘泉，数控机床用永磁直线电动机的关键技术研究．博士学位
论文．北京：北京理工大学，２００４，７．
［２］郭庆鼎，直线交流伺服系统的精密控制技术．机械工业出版社．
［３］胡崇岳，现代交流调速系统．机械工业出版社．
［４］杜劲松，蒋华英．基于ＤＳＰ的烟支重量控制系统的设计［Ｊ］微
计算机信息，２００６，９－１：７６－７７。
［５］林春，永磁同步直线电机驱动控制技术研究．中小型电机．浙
江：浙江大学，２００４，３１．

作者简介

：

李大

（１９８１－），

男

，

汉，湖北荆门人

，

北京机械工业学院

机械制造及其自动化硕士研究生

，

主要研究方向为交流永磁同

步直线电机伺服控制系统的研究；杨庆东

（１９５６－）

，男，汉，湖北

人，博士，教授，主要从事先进制造方面的研究。

Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＬｉＤａ（１９８１－），ｍａｌｅ，ｔｈｅＨａｎｎａｔｉｏｎａｌｉｔｙ，ＪｉｎｇＭｅｎ
ＭｕｎｉｃｉｐａｌｉｔｙｉｎＨｕｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，ｐｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅｏｆＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ
ｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙ，ｍａｊｏｒｉｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉ－

ｚａｔｉｏｎ，ｅｎｇａｇｅｉｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｒｍｏｆＡＣｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎ－
ｃｈｒｏｎｏｕｓｌｉｎｅａｒｍｏｔｏｒ．

；

ＹａｎｇＱｉｎｇ－ｄｏｎｇ（１９５６－）ｍａｌｅ，ｔｈｅＨａｎ

ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｙ，ＨｕｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＰｈＤ，ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，ｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｃｕｓ：ａｄ－
ｖａｎｃｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．
（１０００８５

北京北京机械工业学院机械工程系

）

李大杨庆东

刘泉

（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ
Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８５，Ｃｈｉｎａ）ＬｉＤａＹａｎｇＱｉｎｇＤｏｎｇ
ＬｉｕＱｕａｎ

通讯地址

：（１０００８５

北京市海淀区清河小营东路北京机械工

业学院

４３

号信箱

）

李大

（收稿日期：２００７．７．２３）（修稿日期：２００７．８．２５）

１９６

－