劉勇求 嚴其艷

摘 要：本文對永磁同步電機進行建模與測試，使其在矢量仿真技術(shù)上能夠有合理的調(diào)控空間。在仿真結(jié)果測量符合要求的情況下，通過軟硬件和調(diào)試技術(shù)，使控制方案更符合實際的需要。系統(tǒng)的控制電路為TMS320F2812，驅(qū)動保護電路選用IR2136，軟件部分利用matlab中的RTW自動生成永磁同步電機伺服系統(tǒng)代碼，使之應用于DSP芯片中，實驗證明，其代碼的有效性與算法的合理性能夠達到合理的控制標準。通過對上述模擬集成電路進行分析，并了解到相關(guān)的操作。

關(guān)鍵詞：永磁同步電機；仿真；PMSM；伺服控制

1 伺服系統(tǒng)的硬件設計

1.1 系統(tǒng)電路的設計

在系統(tǒng)電流的設計上，主要需要采用單相整流橋。單相整流橋的使用主要是通過對交流成分的濾除，使得脈動的電流能夠在合理整流的情況下，對實際的電力壓進行控制與處理。為了使交流成分盡可能被濾除掉，應該添加低通濾波電路，以使電流在通過元件的時候能夠被整流成穩(wěn)定的電流結(jié)構(gòu)。而在整流器中輸出的電壓是脈動的，在逆變部分產(chǎn)生的脈動電流同與之相關(guān)的負載電流也能使直流電壓產(chǎn)生脈動的效果。因此在整流電路中，需要添加低通濾波電路，這樣做的效果是能夠有效地把脈動電流轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的電流。

1.2 驅(qū)動電路的設計

硬件電路的設計通過驅(qū)動保護電路使得整流濾波變?yōu)槿嘟涣麟?，進而帶動同步電機轉(zhuǎn)動。通過接受DSP輸出的信號PWM，來使得整個電路能夠?qū)崿F(xiàn)最大化的電路供應。在濾波電容充電的過程中，對直流母線的電流進行合理的控制。就能夠有效地驅(qū)動同步電機并使的電機轉(zhuǎn)動，這可以有效地穩(wěn)定線路，達到對線路的保護。在這方面，其起到的作用還遠遠不只是對電路的電流進行整流的效果。同時也能夠與霍爾電流傳感器傳出的兩項電流信號一起，對DSP的信號起到一定的傳輸與保護的有效作用。

1.3 角度檢測電路的設計

角度檢測其主要的工作原理是通過一定的角度轉(zhuǎn)換性，對電流進行合理的控制與轉(zhuǎn)換，使得角度檢測其發(fā)出的電流信號能夠有效地對相應的電路模塊提供適當?shù)膮⒖技ご判盘?。由于角度檢測是本系統(tǒng)中模擬型號最多的線路，所以在模擬與設計上都需要仔細考慮。同樣可參考的模塊有很多，對幅向調(diào)節(jié)電路模塊的旋轉(zhuǎn)變壓器設計，可以很好地改善相位不正交、幅值不相等的情形。在調(diào)節(jié)過程與線路模擬過程中，對旋轉(zhuǎn)變壓器的使用能夠?qū)陕沸盘栍泻侠淼钠谕?，并能夠滿足到相關(guān)的要求。

2 伺服系統(tǒng)的軟件設計

2.1 主程序的設計與調(diào)試

主程序主要的作用是完成系統(tǒng)設計存儲器的初始化，并通過執(zhí)行紅外線遙控的命令，使得啟動能夠發(fā)生并控制整個程序。其具體的設計過程是在開始系統(tǒng)產(chǎn)生開始信號之前，對中斷的標志進行配置，使得紅外線指令發(fā)出后，能夠合理地接收數(shù)據(jù)，使得啟動程序與關(guān)閉程序的指令能夠得到合理的操作。初始化程序之中，囊括了更多的指令，包括事件管理器初始化、A/D模塊初始化、定時器初始化與給定參數(shù)轉(zhuǎn)換等。這主要是為了完成系統(tǒng)三閉環(huán)控制以及輸出PWM脈沖來完成的。同時能夠有效地使得SVPWM脈沖信號得以輸出，以驅(qū)動電機。

2.2 CCS2.2的設計與調(diào)試

CCS2.2是指的一個軟件開發(fā)環(huán)境，其主要的作用是支持DSP領(lǐng)域的PC機而構(gòu)建的一個軟件開發(fā)環(huán)境。通過CCS2.2開發(fā)的項目工程，能夠有效地生成子文件并合理的應用與設計。通過CCS2.2的設計，能夠完成對整個PMSM伺服系統(tǒng)的主流程設計，其中對如下3個部分有重要的作用，通過對時鐘單元寄存器與片內(nèi)外設置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合理設置與初始化，可以合理的控制CPU時鐘、高低速外設置時鐘的工作方式。這里的意義在于能夠?qū)ο到y(tǒng)產(chǎn)生的命令與操作進項相關(guān)的處理，并用以完善目前存在的技巧。此外，作用于變量初始化的定時器，能夠?qū)Τ绦蛉肿兞康母淖兣c控制，與對CPU定時器與相關(guān)定時器的設置。

3 永磁同步電機中的伺服系統(tǒng)

3.1 PMSM伺服系統(tǒng)測試

在PMSM生成信號測試的過程中，在中斷生成方面，由于整個PMSM伺服系統(tǒng)從啟動到進入穩(wěn)定的狀態(tài)，因此在主程序的設計與調(diào)用方面，企業(yè)能夠做到對伺服系統(tǒng)的控制與把握，使得整個伺服系統(tǒng)的生成能夠有合理的控制。并以可調(diào)控的范圍使得生成系統(tǒng)得到最好的把握技巧。

3.2 信號PWN生成測試

對信號PWM進行合理的測試發(fā)現(xiàn)，對信號PWM進行模擬測試，能夠有效地使得單片機生成PWM波形，并讓數(shù)字示波器觀測占空比變化、死區(qū)及相位差的測試能夠被合理的操作與使用?？梢园l(fā)現(xiàn)，在CURSOR關(guān)閉的情況下，其相關(guān)的信原有差異，同時這類信號檢測的步驟也可以使相關(guān)的信號能夠改變的地方。在同類型的信號的使用過程中，PWM的生成測試能夠較為明顯的顯示器生成的信號能夠得到完善，同時其生成信號的空間也能夠得到測試。如圖1所示，為PWM波形測試圖。

圖1 PWM波形測試圖

4 結(jié)束語

本文對系統(tǒng)的硬件設置、軟件設計進行了較為深入的解析。對軟件部分，在于對主程序與子程序的操作進行簡要講解。對永磁同步電機的設計與使用，采用合理的控制軟件與設計系統(tǒng)，在軟件方面的考慮與硬件的設計，都應該在后續(xù)工作上對工作予以完善。

參考文獻

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（作者單位：廣東科技學院）