《
工业控制计算机》
2009
年
22
卷第
9
期
3
控制系统软件设计
系统软件由磁场定向算法主程序、
QEP
接口终端子程序及
速 度 调 节 子 程 序 三 部 分 组 成 。 主 程 序 完 成
DSP
的 初 始 化 及
PWM
格式设定，故障判断。
QEP
接口中断子程序主要完成速度
测量及转子位置测量。 速度调节子程序完成对速度的快速准确
调节功能。 具体程序流程图如图
7
、
8
、
9
。
图 7 磁场定向算法主程序流程图 图 8 QEP 接口终端程序流程图
软件设计的关键是产生六路
PWM
信号和对光电编码器的
脉冲计数及电机转速计算，是通过事件管理器来完成的。
六 路
PWM
信 号 通 过 在 通 用 定 时 器
T1
的 下 溢 中 断 服 务 程
序里改变全比较单元里三个全比较寄存器的值来产生。 每个全
比较寄存器对应两路
PWM
输出，这两路
PWM
信号可通过寄存
器设置为高电平有效还是低电平有效。 因为是控制逆变器，所以
一个全比较寄存器对应的两路输出必须设置为相反电平， 这两
路 相 反 的
PWM
信 号 还 需 要 设 定 “死 区 ”时 间 ，以 保 证 一 只 管 子
打 开 的 时 候 ，对 管 一 定 是
关 闭 的 ，否 则 会 使 逆 变 器
短路而烧坏。 事件管理器
里 的 通 用 定 时 器
1
设 置
为 连 续 增 减 计 数 模 式 ，当
计 数 器 达 到 周 期 寄 存 器
的 值 时 ，计 数 方 向 就 从 增
变为减， 当计数器变为
0
时 ，计 数 方 向 就 从 减 变 为
增 ， 这 样 便 产 生 了 三 角
波 ，为 全 比 较 单 元 提 供 时
基 ，及 为
SVPWM
信 号 的
产 生 提 供 了 载 波 ，同 时 要
使能全比较单元。
因 为 码 盘 脉 冲 计 数 是 利 用
DSP
片 上 的
QEP
电 路 完 成 的 ，
在初始化中需对捕获单元控制寄存器 （
CAPCONx
）
进行相 应 设
置。 同时，根据
QEP
电路原理，需配置
T2CON
（
对
EVA
而言）寄
存器，使之工作在定向增
／
减模式，
QEP
电路作为时钟源。 硬件
设 计 提 及 系 统 测 速 采 用
M
法 ， 则 需 定 时 一 段 时 间 进 行 速 度 计
算，这个任务交给了
EVB
的
T3
，
所以初始化程序中还得设置
T3
控制寄存器，
T3
周期寄存器以及
T3
计数器。
此
2812
芯片
CPU
的速度为
150MHz
，
所以整个控制算法
可以在几微秒内完成，大大提高了整个控制系统的实时性能。
4
实验结果
将控制器运用于一台三洋公司的
P5
系列交流永磁同步电
机上。 电机参数为：极对数
P＝2
，
额定输出功率
Pr＝30kW
，
额定
转 速
Nr＝3000rmin
－1
，
额 定 转 矩 为
0．098
，
用 设 计 的 控 制 器 进 行
了空载实验，设置转速为
2000rmin
－1
，
速度和转矩的波形图如图
10
所示。 然后运用实验室的负载模拟平台对整个系统在
0．025s
的时候加入一个
2N
·
m
的阶跃扰动，速度和转速的波形如图
11
所示。
图 10 空载速度和转矩特性
图 11 加扰动速度和转矩特性
波形可以很明显的看出，空载时超调 较 小 ，稳 定 时 间 较 快 。
加干扰以后稳定较快，定位也较为准确。 从而看出
SVPWM
以及
闭环的控制基本达到了预期的效果。
5
结束语
介绍了一种基于
TMS320F2812
的交流永磁同步电机控制
器的设计方案。 引入了
SVPWM
技术以及闭环控制方法，系统还
可以通过串口与上位机进行通讯，组成了多机系统结构。 整个控
制器结构较为简单，通过实验结果可以看出，控制的效果相当不
错，能满足大多数情况下的要求。
参考文献
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2］刘果．基于 TMS320F28335 的 PMSM 伺服系统的设计［J］．电力电子
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2008，42（3）：54－56
［收稿日期：
2009．4．19］
图 9 速度调节子程序流程图
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