基于DSP无刷电动机控制系统设计

2．3 转子位置检测器

转子位置检测器是无刷电动机的重要组成部分，常用的转子位置检测器有电磁感应式、光电式、霍尔开关式和接近开关式。高性能的无刷电机位置检测器、磁电码盘和旋转变压器式，可根据实际控制系统的要求予以选择。
该系统选用霍尔开关式转子位置检测器，具有性价比高的特点。它的工作原理是：在霍尔元件的输入端通入控制电流，当霍尔元件受到外磁场作用时，输出端便有了信号输出，根据霍尔元件的控制信号便可判断转子磁极的位置。同时利用定时器确定相邻两次霍尔位置状态变化所需的时间，就可以估算出转子的实际转数和转向。

3 控制系统软件设计

控制系统软件设计与上述硬件电路密切相关。软件程序设计主要包括主程序和中断服务子程序。主程序主要完成ADFVCF328的初始化、变量与常量参数的设置等。主程序实际上是进入一个查询过程，程序不断查询电压状态、电流状态，更新标志并调入换相服务子程序，给电动机相应的定子绕组通电。中断服务子程序主要完成ADC转换，测量电机定子电流、直流电压、PID数字比较运算，确定PWM占空比、PMW周期中断，计算及更新PWM寄存器的值。软件程序设计还要考虑转子位置传感器、霍尔元件信号接口的初始化及功能设计、PID数字反馈系统的参数设定等。

由于ADMCF328芯片数字PIO口以串口多路复用，因此选择引脚时要特别注意。图3给出了无刷电动机控制系统中部分主程序和中断服务子程序的软件程序框图。



DSP芯片软件编程一般分为两部分：首先用汇编语言或C语言编写DSP程序编译、汇编并链接成为可执行的DSP程序；然后利用代码调试工具对生成的可执行的：DSP程序进行系统调试。该控制系统可以根据软件程序框图编写DSP程序代码清单。

4 结 语

利用数字信号处理器(DSP)电机专用高速芯片ADMCF328、转子位置传感器、专用集成芯片IR2130、功率电子开关、电流和电压检测装置等设计的无刷电动机控制系统，具有效率高，功率因数可调，启动方便和重载时不失步等优点。无刷电动机选用新型永磁材料和DSP电机专用高速处理器芯片，解决了原来微处理器结构复杂，单片微处理器速度达不到实时系统控制要求的不足。用Matlab/Simulink软件对无刷电动控制系统搭建了仿真模型。仿真输出的转矩、转速和电流波形及数据证明，该控制系统速度调节性能好，扰动作用下运行稳定，系统的动态性能优良。