專利名稱：無刷直流電機控制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電機控制技術領域，特別涉及一種無刷直流電機控制方法。
背景技術：
20世紀初，直流電動機的發(fā)展已經趨于成熟。傳統(tǒng)的直流電機擁有優(yōu)良的轉矩特性和調速性能，因此在運動系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。新型電力電子器件、微處理器技術、新型控制理論的發(fā)展，以及低成本、高磁能積的永磁材料的問世，均為無刷直流電機的廣泛應用奠定了堅實的基礎。目前，無刷直流電機控制系統(tǒng)實時性差、控制精度低，因此開發(fā)新型電機控制系統(tǒng)是當今研究的熱點。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供一種無刷直流電機控制方法。本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的由主控模塊、功率驅動模塊和無刷直流電機組成，主控模塊和功率驅動模塊相連接，功率驅動模塊和無刷直流電機相連接。主控模塊由控制芯片、晶振\復位模塊、電源模塊、外部擴展模塊組成，晶振\復位模塊、電源模塊、外部擴展模塊和主控芯片的電源接口、復位時鐘接口和外部擴展接口相連接；功率驅動模塊由相電流檢測電路、轉子位置檢測電路、光耦隔離電路、驅動保護電路及驅動逆變電路組成，相電流檢測電路、轉為位置檢測電路、驅動保護電路和無刷直流電機及主控芯片相連接，光耦隔離電路與主控芯片及驅動逆變電路相連接，驅動逆變電路和光耦隔離及無刷直流電機相連接。主控制電路部分，以TMS320F2812DSP為核心的電路，其作用為測量轉速和相電流反饋值，完成速度環(huán)和電流環(huán)控制器的運算，產生控制電機的PWM信號，控制IGBT開關；功率變化電路部分由六個IGBT搭建而成，它的作用是在PWM信號的控制下，將工作電壓按規(guī)律加到電機的三相繞組上，使電機工作；檢測電路主要檢測電機的位置信號和電流反饋信號，并送到DSP中；保護電路部分主要用于防止IGBT因過流，短路或其他一些意外被燒壞，主要有過壓欠壓保護，過流保護，過溫保護。該控制方法，分為控制系統(tǒng)主程序和初始化程序兩部分；
控制系統(tǒng)主程序主要完成變量聲明、系統(tǒng)的初始化、設置中斷向量表等。該程序包括以下步驟
1)變量及函數(shù)聲明；
2)系統(tǒng)初始化子程序；
3)關中斷；
4)使能T2周期中斷和內核中斷INT3；
5)開中斷；
6)循環(huán)等待每執(zhí)行一次BackTicker值加I;
7)檢驗是否T2計數(shù)器周期匹配，不匹配執(zhí)行步驟6；
8)中斷服務子程序。
初始化程序包括對整個DSP的各部分的初始化。首先對事件管理器進行初始化，事件管理器EVA的定時器T2開始計時。初始化GPI0，是為了將EVA的PWMl PWM6引腳設置為外設功能，并且在發(fā)生周期匹配的時候進入中斷。之后分別進行PWM初始化、日志文件初始化、將CAPl CAP3引腳設置成數(shù)字量輸入狀態(tài)。ADC模塊初始化、速度運算模塊初始化、捕獲模塊初始化、速度PID初始化、電流PID初始化。由于2812是定點的DSP所以在程序中要進行了Q格式轉化。該程序包括以下步驟
1)系統(tǒng)初始化；
2)中斷向量表初始化；
3)EVA的定時器2初始化；
4)PWM模塊初始化；
5)ADC模塊初始化；
6)速度計算模塊初始化；
7)捕捉模塊初始化；
8)PID模塊初始化；
9)程序結束。本發(fā)明的優(yōu)點控制系統(tǒng)采用最新的無刷直流電機專用控制芯片為核心實現(xiàn)對電機運動的控制，具有實時性好、控制精度高、系統(tǒng)可靠性高等優(yōu)點。


圖1為控制系統(tǒng)結構框 圖2為控制系統(tǒng)軟件流程 圖3為控制系統(tǒng)初始化流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的詳細結構結合實施例加以說明。該控制系統(tǒng)結構框圖如圖1所示，主控制芯片選用TMS320LF2812，外部擴展芯片選擇IS61LV6416，功率驅動芯片選擇IR2132，隔離光耦選擇6N137?？刂葡到y(tǒng)主要由主控模塊、功率驅動模塊和無刷直流電機組成，主控模塊的信號輸出端口 PWM1-PWM6和功率驅動模塊中光耦隔離電路的信號輸入端口 V+相連接，功率驅動模塊輸出信號端口和無刷直流電機相連接。主控模塊由控制芯片、晶振\復位模塊、電源模塊、外部擴展模塊組成，晶振\復位模塊的輸出端、電源模塊輸出端、外部擴展模塊輸出端和主控芯片的電源接口、復位時鐘接口 X1\X2、CLKOUT和外部擴展接口 PS\DS相連接；功率驅動模塊由相電流檢測電路、轉子位置檢測電路、光耦隔離電路、驅動保護電路及驅動逆變電路組成，相電流檢測電路的輸出端口、轉為位置檢測電路的輸出端口、驅動保護電路的輸出端口和無刷直流電機本體及主控芯片的ADC端口及信號捕捉端口相連接，光耦隔離電路的輸出、輸入端口與主控芯片的輸入端口及驅動逆變電路的輸出端口相連接，驅動逆變電路的輸入、輸出端口和光耦隔離的輸出端口及無刷直流電機的繞組相連接。主控制電路部分，以TMS320F2812DSP為核心的電路，其作用為測量轉速和相電流反饋值，完成速度環(huán)和電流環(huán)控制器的運算，產生控制電機的PWM信號，控制IGBT開關；功率變化電路部分由六個IGBT搭建而成，它的作用是在PWM信號的控制下，將工作電壓按規(guī)律加到電機的三相繞組上，使電機工作；檢測電路主要檢測電機的位置信號和電流反饋信號，并送到DSP中；保護電路部分主要用于防止IGBT因過流，短路或其他一些意外被燒壞，主要有過壓欠壓保護，過流保護，過溫保護?？刂葡到y(tǒng)主程序如圖2所示，主要完成變量聲明、系統(tǒng)的初始化、設置中斷向量表等。該程序包括以下步驟
9)變量及函數(shù)聲明；
10)系統(tǒng)初始化子程序；
11)關中斷；
12)使能T2周期中斷和內核中斷INT3；
13)開中斷;
14)循環(huán)等待每執(zhí)行一次BackTicker值加I;
15)檢驗是否T2計數(shù)器周期匹配，不匹配執(zhí)行步驟6；
16)中斷服務子程序。10)初始化程序如圖3所示包括對整個DSP的各部分的初始化。首先對事件管理器進行初始化，事件管理器EVA的定時器T2開始計時。初始化GPI0，是為了將EVA的PWMl PWM6引腳設置為外設功能，并且在發(fā)生周期匹配的時候進入中斷。之后分別進行PWM初始化、日志文件初始化、將CAPl CAP3引腳設置成數(shù)字量輸入狀態(tài)。ADC模塊初始化、速度運算模塊初始化、捕獲模塊初始化、速度PID初始化、電流PID初始化。由于2812是定點的DSP所以在程序中要進行了 Q格式轉化。該程序包括以下步驟
11)系統(tǒng)初始化；
12)中斷向量表初始化；
13)EVA的定時器2初始化；
14)PWM模塊初始化；
15)ADC模塊初始化；
16)速度計算模塊初始化；
17)捕捉模塊初始化
18)PID模塊初始化 程序結束。
權利要求
1.一種無刷直流電機控制方法，其特征在于分為控制系統(tǒng)主程序和初始化程序兩部分；控制系統(tǒng)主程序主要完成變量聲明、系統(tǒng)的初始化、設置中斷向量表，該程序包括以下步驟(1)變量及函數(shù)聲明；(2)系統(tǒng)初始化子程序；(3)關中斷；(4)使能T2周期中斷和內核中斷INT3；(5)開中斷；(6)循環(huán)等待每執(zhí)行一次BackTicker值加I;(7)檢驗是否T2計數(shù)器周期匹配，不匹配執(zhí)行步驟6；(8)中斷服務子程序；初始化程序包括對整個DSP的各部分的初始化，首先對事件管理器進行初始化，事件管理器EVA的定時器T2開始計時，初始化GPI0，是為了將EVA的PWMl PWM6引腳設置為外設功能，并且在發(fā)生周期匹配的時候進入中斷；之后分別進行PWM初始化、日志文件初始化、將CAPl CAP3引腳設置成數(shù)字量輸入狀態(tài)；ADC模塊初始化、速度運算模塊初始化、捕獲模塊初始化、速度PID初始化、電流PID初始化，由于2812是定點的DSP所以在程序中要進行了 Q格式轉化，該程序包括以下步驟(1)系統(tǒng)初始化；(2)中斷向量表初始化；(3)EVA的定時器2初始化；(4)PWM模塊初始化；(5)ADC模塊初始化；(6)速度計算模塊初始化；(7)捕捉模塊初始化；(8)PID模塊初始化；(9)程序結束。
全文摘要
一種無刷直流電機控制方法，屬于電機控制技術領域。分為控制系統(tǒng)主程序和初始化程序兩部分；控制系統(tǒng)主程序主要完成變量聲明、系統(tǒng)的初始化、設置中斷向量表。初始化程序包括對整個DSP的各部分的初始化。本發(fā)明的優(yōu)點控制系統(tǒng)采用最新的無刷直流電機專用控制芯片為核心實現(xiàn)對電機運動的控制，具有實時性好、控制精度高、系統(tǒng)可靠性高等優(yōu)點。
文檔編號H02P6/08GK103001560SQ20121046727
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月19日 優(yōu)先權日2012年11月19日
發(fā)明者李翠, 王春艷 申請人:沈陽洪達信息科技有限公司