串行通信在永磁同步電機控制系統(tǒng)中的應用

引 言
　　TMS320LF2407是TI公司開發(fā)的、適用于電機控制的數(shù)字信號處理器（DSP），在原有DSP內核的基礎上添加了脈寬調制（PWM）、A／D、D／A模塊，從而實現(xiàn)對電機系統(tǒng)的全數(shù)字控制。它在電機控制系統(tǒng)中得到了廣泛應用，并取得了明顯效果。在開發(fā)一套以DSP為核心的永磁同步電機控制系統(tǒng)時，需要及時觀察驅動系統(tǒng)中的各個變量，同時還要對一些程序進行控制，修改特定參數(shù)。DSP在實際運行中不能用外接的端口進行控制，需要用DSP自帶的串行通信模塊來解決這一問題。通過一臺上位計算機和以DSP為核心的電機控制系統(tǒng)構成整個監(jiān)控系統(tǒng)，Pc機通過串口來改變DSP程序中轉矩、磁鏈給定，以及調節(jié)PI參數(shù)等，電機控制系統(tǒng)完成對電機的控制，并采集相關數(shù)據(jù)反饋到Pc機中進行分析、處理、顯示和存儲。本文以DSP控制永磁同步電機為例，介紹在整個控制系統(tǒng)中串行通信的實現(xiàn)。
1 永磁同步電機控制系統(tǒng)
　　永磁同步電機控制系統(tǒng)框圖如圖1所示，采用直接轉矩控制方法，這是19世紀80年代提出的交流電機高性能控制策略。本控制系統(tǒng)是一個速度和轉矩的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)利用電壓、電流傳感器檢測直流母線電壓Vdc。及定子二相電流i 和i ，通過坐標變換將定子三相坐標系中的電壓、電流變量轉換為α-β靜止定子坐標系中的二相分量。將由磁鏈及轉矩觀測器得到的定子磁鏈、轉矩實際值作為反饋量，與磁鏈、轉矩給定值進行比較，所得到的誤差信號通過磁鏈、轉矩調節(jié)器的滯環(huán)控制單元后，獲得0、1控制信號，再綜合考慮當前定子磁鏈所在的區(qū)域，選擇適當?shù)碾妷嚎諉柺噶靠刂贫ㄗ哟沛湹男D速度及方向，即可直接快速地實現(xiàn)轉矩調節(jié)。
　　如果試驗人員能夠及時地觀測并調節(jié)轉矩、磁鏈、電壓、電流等控制參數(shù)，將會極大地提高電機控制系統(tǒng)的開發(fā)效率。

2 串行通信的實現(xiàn)
　　PC機與DSP串行通信的實現(xiàn)包括三個部分，即硬件設計、上位機程序設計、下位機程序設計。
　　2．1 串行通信硬件設計
　　從本試驗平臺實際需要考慮，采用RS-232實現(xiàn)PC機與DSP的數(shù)據(jù)傳輸。現(xiàn)在RS。232的通信端口是每臺計算機上的必要配置，通常含有COM1和COM2兩個端口，所以能很方便地把上位機與下位機連接起來，實現(xiàn)計算機對生產現(xiàn)場的監(jiān)測和控制。圖2是TMS320LF2407串行通信接1：1電路［1］。該電路采用了符合RS-232標準的驅動芯片MAX232進行串行通信。MAX232芯片功耗低，集成度高，+5 V供電，具有2個接收和發(fā)送通道。由于TMS320LF2407采用+3．3 V供電，需要將5 V的1tI1L電平變換為3．3 V高電平，整個接口電路簡單，可靠性高。