永磁直线同步电动机提升系统的伺服控制 

摘要：介绍基于数字信号处理器（DSP）的永磁直线同步电动机垂直运输系统的控

制系统设计，该设计较好地利用了 DSP 高集成度的特点，并实现了采用神经网络控制策
略对系统进行控制，实验结果表明该控制方案对系统参数变化和外部扰动具有很强的鲁

  

棒性。

    1

   

　引 言

    永磁直线同步电动机是一种不需中间传递装置将电能转化为机械能的新型电机，因其

 

兼有永磁电机和直线电机的双重优点，近年，倍受研究人员的青睐。

    作为永磁直线同步电动机垂直运输系统完整体系，永磁直线同步电动机垂直运输系统
的控制系统是其重要组成部分，由于永磁直线同步电动机存在诸如边端效应、铁心开断、
三相绕组分布不对称以及运行过程中的参数变化等因素，试验证明采用理想稳态模型和
沿用旋转电机控制方法，无法揭示永磁直线同步电机从起动到牵入同步等内在规律，也

 

不能达到令人满意的控制效果。因此，寻找新的控制方法势在必行。

    

“

本文根据永磁直线同步电动机垂直运输系统的特点，在永磁直线同步电动机 四层线性

”

模型 的基础上，采用高性能、高传输速率的 DSP 电机专用芯片 TMS320C240，设计出了

 

永磁直线同步电动机垂直运输系统的位置控制系统。

    2　TMS320C240

 

简介

    TMS320C240 基于电机控制的数字信号处理芯片，可为高性能传动控制提供可靠、高效
的信号处理与控制平台。结构主要由 CPU、片内 RAM 和可编程 ROM 或 FLASHEEPROM、

 

事件管理器、片内周边接口等部分组成。

    CPU：16 位的操作速率为 20MIPS（每秒执行百万条指令）的定点 DSP 内核，具有独

 

立的数据总线和地址总线，支持并行的程序和操作数寻址．具有良好的可移植性。

    事性管理器：提供了对运动控制非常有用的通用定时器，比较单元与 CMP／PWM 输
出，正交编码脉冲（QEP

 

）接口单元一系列功能。

    周边接口单元：提供方便的输入输出控制的双 10 位 A／D 转换器，同步串行外部接口
（SPI）、通用异步收发器 SCI 接口、看门狗（WD）与实时中断定时器（RIT

 

）。

    另外，采用基于 JTAG 扫描的仿真技术，还包括 2 路与光电编码器接口的编码单元。

3

 

　系统构成

    本文设计的基于 TMS320C240 的永磁直线同步电动机垂直运输系统控制系统。

    整个设计采用主从式结构，采用 PC 作为上位机，进行命令的发送并进行实时监控，