利用DSP控制直流无刷电机

时器模块，它们分别是A0、A1、A2、A3和D0。前3个分别接积分编码器的一路输出，利用它们的输入捕捉功能，产生中断，在中断子程序内检测新的积分编码器输出状态，实现换相。A3接的也是积分编码器的一路输出，它用来测量某路霍尔信号两个跳变沿间的时间间隔，计算转子速度。D0用来产生20ms间隔的节拍，周期性的对系统状态进行转换和检测。
　　
　　相位检测器DECODER模块对于电机控制非常有用，它不仅能用于本文所说的六状态积分编码器，还能用于转子每转一圈产生相当多数目脉冲的积分编码器。该模块框图如图3所示。
　　
　　但在本应用中，只用到了它的干扰信号滤波器，即使用了积分编码器的三路输出经过滤波后的值。六状态积分编码器的三个输出PHASEA、PHASEB、PHASEC分别接到相位检测器的PHASEA、PHASEB、INDEX三个输入端上。
　　
　　
　　控制算法
　　对于无刷直流电机的控制，软件上的内容是主体。
　　程序是一种前后台结构，前台是一个死循环，死循环内作两个工作，一个是程序状态转换ApplicationStateMachine()，另一个是20ms时钟节拍触发的LED控制、直流电压数字值读取和速度控制等服务性工作ServiceLedISR()。程序中有一个全局变量ApplicationMode，取值可以是Init、Stopped、Running和Fault，用来指示系统的状态。main()函数一开始在初始化函数Initialize()中先把系统状态设置为Init，然后在程序状态机ApplicationStateMachine()里实现如图4所示的转换。
　　
　　状态之间转换的各种条件均标在图4的各个箭头上。硬件上的其他事件：定时器A0、A1、A2的输入捕捉，A3的输入捕捉和溢出，D0的输出比较以及加减速按键都是通过中断的方式打入。所以整个软件的结构如图5所示。
　　
　　系统一加电，程序进入初始化函数Initialize()，在这个函数中，做了以下工作：
　　◆启动直流电压ADC；
　　◆初始化Led，开始20ms的周期时钟中断D0；
　　◆开关状态初始化；
　　◆PWM参数初始化；
　　◆捕捉积分编码器跳变沿的定时器A0、A1、A2初始化；
　　◆相位检测器初始化；
　　◆ApplicationMode=Init；
　　◆取得转子位置，设好初始的导通相；
　　◆PI控制器初始化；
　　◆用于测量转速的定时器A3的初始化。
　　
　　从Initialize()返回后，立刻进入前台死循环。
　　在转子运行过程中，定时器A0、A1、A2输入捕捉的发生，标志着转子运行到了一个需要换相的位置。输入捕捉事件触发中断ISRQTimer()，在这个中断服务程序中，完成以下的工作：
　　◆从相位检测器取得当前积分编码器的三路输出状态；
　　◆根据当前积分编码器输出状态，判断转子运转方向；
　　◆并调整PWM模块的交换和屏蔽，即定子电流换相。
　　
　　所以说，定子电流的换相，是在紧随着积分编码器输出跳变沿的中断服务子程序中完成的。在判断转子运转方向的时候，使用了一个常数组：DIRECTION_TABLE[8]={0,5,3,1,6,4,2,0}。这个数组元素的下标和元素的值对应转子在顺时针运转情况下，当前编码器状态和下一个编码器状态（见图1）。比如，当前编码器输出011

《利用DSP控制直流无刷电机(第2页)》