基于LM3S8962 ARM的神經元控制直流調速系統

3 控制系統的硬件設計

控制系統以LM3S8962為核心，LM3S8962是基于ARM?CortexTM-M3的32位RISC控制器，具有內部存儲器、4個通用定時器、遵循ARM FiRM規范的看門狗定時器、控制器局域網(CAN)、10／100以太網控制器、同步串行接口(SSI)、2個完全可編程的UART、4個10位ADC、模擬比較器、I2C、6個PWM輸出、2個QEI模塊。

系統主電路采用晶閘管三相全控橋式電路，控制電路主要由LM3S8962芯片構成，一是完成速度脈沖的采樣、控制算法的實現和控制極脈沖的輸出等。二是完成起、停控制，鍵盤及顯示器接口等。系統硬件方框圖如圖3所示。

從LM3S8962芯片出來的PWM輸出信號，經過光電隔離驅動，送入晶閘管控制極，實現對全控橋的控制。

電流檢測回路采用霍爾電流傳感器CSNP661檢測直流電流Id，當檢測到電流值超過設定的限幅值時ARM立即進行中斷處理，封鎖輸出給晶閘管的PWM信號，并發出聲光報警信號。

系統采用測速發電機測量電動機轉速，把轉速信號轉換成電壓信號，經分壓電阻送給ARM的ADC轉換輸入中斷。

4 控制系統軟件設計

軟件結構：本系統軟件采用功能模塊設計方法，軟件由系統、主程序、中斷服務子程序及其他相關的子程序組成。

主程序主要完成芯片的初始化、變量的初始化等。

中斷程序主要包括ADC轉換結束中斷等幾個部分。

在串行口中斷中，主要完成與主機信息的傳輸，根據制定的串行通信協議，按照主機的命令進行各種動作。

在ADC中斷中，通過ADC轉換的數值經過計算得到當前負載電流值，進行電流環調節，每經過一定次數電流環調節，就進行一次速度環調節，以保證系統按照要求進行控制。

5 仿真實驗

為檢驗本系統的控制性能，對直流電機(額定數據：380 V，37 A，200 r／min)進行了空載起動和突加負載的仿真實驗，得出電流和轉速的變化曲線如圖4和圖5所示。

6 結語

實驗結果表明，本系統結構簡單，控制可靠，能保持快速響應及無靜差和較小超調等優良性能，采用了高性能高精度的ARM芯片的模糊控制器，能達到很高的控制精度。同時，系統具有較強的擴展能力，可以通過串行口或者以太網與上位機通信。