交直流传动控制系统教学课件作者第3版钱平c8课件幻灯片.pptVIP

i*中的微分分量，将当前速度偏差 与上次速度偏差 之差成比例，而 式中 相当于加速度指令； 相当于实际加速度。 ③ 测速中断服务程序VOUT： 电动机实际转速是在软件定时中断后取前后两次位置 之差而得出的。为了保证测速精度，软件定时设定为 5ms。用1024脉冲/转的圆光栅增量式编码器时，若 5ms时间内，位置差一个脉冲, 则相当于200脉冲/秒， 或200/1024=0.195转/秒=11.7转/分，这也就是可能 测出的最低转速。 转速更低时，可改用M/T法测速，或采用较长的软件 定时值（例如10ms）。 8.6 基于DSP的全数字直流位置随动系统 1. 概述 伺服控制技术已进入一个全新时期，其主要 标志为智能功率集成电路和数字信号处理器 的出现，使得伺服系统模块化和全数字化容 易实现，长期以来建立在现代控制理论或其 它一些复杂控制算法上的控制原理得以快速 在线计算及进行对系统的优化处理。 2. 系统构成 基于TMS320F2812的全数字直流位置伺服控 制系统如图8.6.1 所示。 图中虚框部分代表了TMS320F2812用于全数 字化位置伺服系统的系统组成。 （1）电流反馈 如图8.6.2所示，采用变比位1：1000霍尔元件检测的主 回路电流信号，经放大滤波后送入TMS320F2812 的A/D 通道。 其中， R1为霍尔元件的负载电阻，LF353构成同相放大 器放大霍尔元件的输出信号。 设电机最大电流为±15A,，则A/D 输入为（3.3~0）V， 当电流为0A时，A/D输入为1.65V；R5、R6取值应相等， 以便将具有正负极性的电流反馈信号转换为单极性信号 送入DSP。 （2）速度和位置反馈 TMS320F2812的正交编码脉冲输入单元 （QEP）对脉冲进行4倍频，并根据两路脉 冲的次序判别电机转向。 图8.6.3所示为QEP单元框图。 光电码盘输出的A、B两路脉冲信号经整形后直接送入QEP单元的QEP1、QEP2引脚，经译码逻辑单元产生内部4倍频后的脉冲信号CLK和转向信号DIR。对脉冲信号CLK的计数可由T2、T3或T2、T3相级联组成的32位计数器完成。 计数器的计数方向由DIR信号决定： 当QEP1输入超前时，计数器加计数； 当QEP2输入超前时，计数器减计数。 计数器的状态字中有专门的一位用于保存计数方向信息，这实际即为电机的转向信息。 （3）PWM输出和功率驱动 如图8.6.4所示TMS320F2812的PWM发生电路 可产生6路具有可编程死区、 可变输出极性的 PWM信号PWM1-PWM6。 死区宽度 从0～102.4μs可调，根据MOSFET的通/断时 间，设定PWM 波的死区时间为3.2μs； 输出极性 可设置PWM信号为强制高/低电平、激活高/低 电平等4种状态。 变压器4组输出电压经整流、滤波、稳压后， 产生4组独立的24V直流电源给MOSFET驱动 单元TLP250。TLP250将DSP输出的0～3.3V 的PWM 信号转换为-8V～+15V的MOSFET驱 动信号。该驱动信号完全浮地，与主电路30V 电源电压相隔离，且TLP250本身的隔离作用 又将DSP与控制电源和主电路电源相隔离， 使得系统工作安全可靠。 （4）保护功能 为保证系统中功率转换电路及电动机驱动电路安 全可靠的工作，保护电路如图8.6.5所示。 各种故障信号由CD4078综合后，经光电隔离送 到TMS320F2812的PDPINT引脚。 有故障时，PDPINT引脚被拉为低电平，DSP内定 时器立即停止计数，PWM输出呈高阻状态。同时 产生中断信号，通知CPU有异常情况发生。 系统通过DSP 的串口模块(SCI) 与上位机RS422 接口进行 通讯，也可与PC 机进行通讯，实现对随动系统在线的实时 监测和控制。 通过上位机给定位置量，同时控制电动机速度、电流、位置 反馈等参数，也可实时地送上位机显示； SPI接口完成串行驱动数码管显示的功能，通过数字I/O扩展 的键盘也可设定位置给定量，由数码管显示；