基于DSP的PMSM矢量控制系统的设计与研究

形需要配置DSP内部相关寄存器：当前主矢量的值要写入ACTR[12-15]中，其具体值要根据Uo的位置计算得到；生成对称或不对称的PWM波形由T1CON[11-13]位控制；通过设置DBTCON相应位来确定死区时间，当时钟周期为50ns时，可设置死区时间范围为0～102．4 μs；COMCON[9]控制PWM输出状态。3个比较寄存器CMPRx(x=1，2，3)中值的大小由非零矢量和零矢量的作用时间来确定，从而决定何时开通A，B，C三相。当定时器的计数器与CMPRx的值发生匹配时，空间矢量对应的控制信号输出就会改变。
TMS320F2812的PWM口有片内上拉电阻，高阻态时默认为高电平，而通用的IGBT元件为高电压导通，因此为防止高阻态时同一桥臂的两个IGBT同时导通的情况发生，采用SN74HOOD和SN74H10D芯片设计了PWM检测报警电路。

4 软件设计
在系统设计中，通常总是尽可能地用软件资源代替硬件资源，以降低成本，简化系统结构，该系统软件部分采用C语言编程，主要包括上位机软件和DSP控制程序。上位机通过仿真器与DSP连接，实现了SVPWM波形输出、电流检测、过压保护等功能。DSP控制程序由两个模块组成，即主程序模块和中断服务程序模块。系统主程序流程图如图8所示。

在系统初始上电后，会首先进入系统资源初始化，然后进行PMSM转子初始位置角的检测，得到位置角信息后进入后台处理程序，等待中断处理信号用以进入系统子程序对电机进行控制。中断模块主要是进行速度环和电流环的处理以及与上位机交换数据。

5 实验结果
实验中给定直流母线电压Udc=220 V，PWM采样周期为0．2ms，电机各定子绕组R=3．1Ω，最大转速1000 r·min-1，转动惯量J=0．0036 kg·m2、极对数p=2。实验中电机以空载开始运行，图9a为电机给定转速600 r·min-1时，a，b两相电流波形图，可见，电流波形的正弦性好，精度高，能使电机平稳运行。电机在运行10 s后加2 N·m负载，图9b为电机负载转矩图，电机在空载时，其转矩波形在零附近波动，突加负载后转矩略有波动，但很快就恢复稳定，电机转矩响应时间短。实验结果表明，采用矢量控制实现的PMSM系统具有较好的动静态特性。

6 结论
设计了一种基于TMS320F2812的永磁同步电动机控制器，解决了电机控制中一些实际问题，采用矢量控制法和SVPWM技术对控制器进行了调试，由实验结果可见系统响应较快，控制精度高，稳定性好，证明了该设计的有效性和合理性。