基于TMS320LF2407A直流電機閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計
摘要:針對某型直流電機調(diào)速系統(tǒng)的要求,采用TMS320LF2407A和AT89C51設(shè)計一種雙核直流電機閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)。TMS320LF2407A采集和調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速信號,AT89C51輸入給定轉(zhuǎn)速并顯示電機轉(zhuǎn)速。給出系統(tǒng)硬件原理框圖和程序流程。試驗結(jié)果表明該控制系統(tǒng)具有動態(tài)響應(yīng)快、控制精度高、實時顯示、數(shù)據(jù)存儲等優(yōu)點。
關(guān)鍵詞:TMS320LF2407A;AT89C51;閉環(huán)調(diào)速;實時顯示;數(shù)據(jù)存儲
直流電動機以其良好的線性調(diào)速特性、簡單的控制性能、高質(zhì)高效平滑運轉(zhuǎn)特性,一直在速度和位置控制方面處于主導(dǎo)地位,尤其是調(diào)速性能其他電動機無法比擬的。目前采用全控型電力電子器件進行脈寬調(diào)制(PWM)控制方式已成為直流電動機數(shù)字控制的基礎(chǔ)。由于DSP具有運算速度高,死區(qū)時間的PWM輸出,實現(xiàn)諸如模糊控制等復(fù)雜算法,外圍硬件少等優(yōu)點,因此廣泛用于電機數(shù)字控制。這里采用MS320LF2407A型DSP和AT89C5l單片機為核心設(shè)計一種針對直流電機的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)。
1 TMS320LF2407A簡介
圖1為TMS320LF2407A內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)框圖,該器件采用先進的哈佛結(jié)構(gòu),流水線作業(yè),在30 MHz的內(nèi)部時鐘頻率下,指令周期僅33 ns。由于其內(nèi)部具有硬件乘法器,一個周期內(nèi)即可完成16x16的算法,僅需33 ns。該器件內(nèi)部具有時鐘鎖相環(huán)電路,可通過軟件編程設(shè)置內(nèi)部所需高頻。
TMS320LF2407A內(nèi)部存儲器中包含DRAM和SRAM兩大類。其中,DRAM分為3個RAM塊B0、Bl、B2,容量依次為256字、256字、32字。這些RAM都允許在1個指令周期內(nèi)訪問2次,因此數(shù)據(jù)處理能力顯著增加。同時,B0塊還可通過程序配置為數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器區(qū)。若配置為程序存儲器區(qū)則可在上電時將浮點算法子程序或數(shù)據(jù)表由外部慢速EPROM裝入該空間區(qū),以緩解高速處理器與慢速外設(shè)間的矛盾,從而提高控制系統(tǒng)的動態(tài)性。TMS320LF2407A內(nèi)置采樣保持的10位精度、高速MD轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換時間最短為500 ns。此外TMS320LF2407A還具有豐富的、功能強大的中斷系統(tǒng)以及常用的I/O接口,這些特性大大簡化了調(diào)速控制系統(tǒng)時硬件電路設(shè)計。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
圖2為基于TMS320LF2407A直流電機閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)硬件框圖。系統(tǒng)主電路采用交/直,交電壓型變換器,功率器件采用智能功率模塊IPM,該模塊包含由4個:IGBT以及4個與IGBT反并聯(lián)的續(xù)流二極管??刂齐娐凡糠钟葾T89C5l控制單元、TMS320LF2407A控制器、電流檢測、轉(zhuǎn)速檢測、過壓保護、欠壓保護、過流保護、液晶顯示和鍵盤輸入接口等電路組成。
評論