基于DSP的無刷直流電機伺服系統設計

　　2.3 位置環控制

　　位置環是通過安裝在電機轉軸上的電位器實現閉環的控制環路，位置環路的控制對象是電流環和傳動機構。由電位器測得的電壓信號經過信號解調和AD轉換得到位置反饋信號。由于位置環具有很大的不確定性，加之被控對象的非線性以及系統參數的時變性等，為了減小電機在運行過程中積分校正對系統動態性能的影響，本系統對位置環采用積分分離的PID算法。如圖4所示，積分分離法是在誤差量較大時，不進行積分，直至誤差達到一定值之后，才在控制量的計算中加入積分累積。算法為：

　　3 系統軟件實現

　　伺服控制系統的軟件采用模塊化設計，使軟件組織靈活有序，便于調整、修改和移植。DSP程序主要由主程序，信號采集與輸出程序，PID算法程序，串口通信程序，濾波程序等組成。主程序首先是DSP的初始化，包括設置系統時鐘、定時器、系統狀態寄存器、設置IO端口。然后初始化中斷設置，確定系統所需要用到的中斷類別及中斷子程序，再設置事件管理器，產生PWM波。圖5為積分分離的PID程序流程圖，用積分分離的改進算法效果較好，程序簡單。

　　4 結束語

　　本文設計了一種基于TMS320F2812DSP的無刷直流電機伺服控制系統，采用積分分離的PID控制算法，根據偏差，對不同情況進行不同的PID控制，并對系統的硬件設計以及控制算法進行了研究。試驗結果表明，系統響應快，性能穩定，能較好的滿足伺服系統的控制性能要求。