基于DSP和FPGA的嵌入式同步控制器实现

3 系统主要软件设计

这里的程序采用模块化设计，软件主要包括主程序、数据采集程序、通信子程序、显示子程序、双模控制算法程序等。初始化程序主要完成各个寄存器的清零、定时器的初始化等。数据采集程序主要完成各电机转速的测量，显示子程序主要完成各输入量和各设定值的显示。双模控制程序主要用来提高系统的响应速度和稳定性能。主程序和双模控制程序如图3、图4所示。





4 试验验证

为了验证控制方案的可行性，在实验室以双单元异步电机(主动机、从动机)交流同步拖动系统为对象进行了模拟实际系统的实验。主电机型号Y90S-4；额定功率1.1 kW；额定电压380 V；额定电流2.8 A；额定转速1 400 rad／min；接法Y；频率50 Hz；从动机型号Y80-4；额定功率0.75 kW；额定电压380 V；额定电流7 A；额定转速1 450 rad／min；接法Y；频率50 Hz。选用直流发电机2台，分别由2台三相异步电动机拖动，加变阻箱后作为电动机的负载。两台变频器对两台三项异步电动机进行驱动。光电编码器将从动机的转速信号转换成脉冲信号，并送给控制器进行处理。

试验测得两电机的转速后绘制的曲线如图5～图8所示。



结果显示，系统进行过程中，主从电机低频段的跟随精度稍差，而高频段的跟随精度较高。主从电机在较宽的调速范围内都能达到很好的同步性能，动态过程的同步控制效果也较好，达到了预期的效果。

5 结语

研究表明，系统采用基于DSP和FPGA的嵌入式同步控制器后，对于多单元同步系统的动态同步性能有了明显的改造，运行稳定，无波动，达到了各分单元同步传动的控制要求，兼顾了系统响应的快速性和稳定性的要求，且控制精度高，具有很高的应用价值。