串行通信在永磁同步电机控制系统中的应用

引 言
　　TMS320LF2407是TI公司开发的、适用于电机控制的数字信号处理器（DSP），在原有DSP内核的基础上添加了脉宽调制（PWM）、A／D、D／A模块，从而实现对电机系统的全数字控制。它在电机控制系统中得到了广泛应用，并取得了明显效果。在开发一套以DSP为核心的永磁同步电机控制系统时，需要及时观察驱动系统中的各个变量，同时还要对一些程序进行控制，修改特定参数。DSP在实际运行中不能用外接的端口进行控制，需要用DSP自带的串行通信模块来解决这一问题。通过一台上位计算机和以DSP为核心的电机控制系统构成整个监控系统，Pc机通过串口来改变DSP程序中转矩、磁链给定，以及调节PI参数等，电机控制系统完成对电机的控制，并采集相关数据反馈到Pc机中进行分析、处理、显示和存储。本文以DSP控制永磁同步电机为例，介绍在整个控制系统中串行通信的实现。
1永磁同步电机控制系统
　　永磁同步电机控制系统框图如图1所示，采用直接转矩控制方法，这是19世纪80年代提出的交流电机高性能控制策略。本控制系统是一个速度和转矩的双闭环控制系统。系统利用电压、电流传感器检测直流母线电压Vdc。及定子二相电流i 和i ，通过坐标变换将定子三相坐标系中的电压、电流变量转换为α-β静止定子坐标系中的二相分量。将由磁链及转矩观测器得到的定子磁链、转矩实际值作为反馈量，与磁链、转矩给定值进行比较，所得到的误差信号通过磁链、转矩调节器的滞环控制单元后，获得0、1控制信号，再综合考虑当前定子磁链所在的区域，选择适当的电压空问矢量控制定子磁链的旋转速度及方向，即可直接快速地实现转矩调节。
　　如果试验人员能够及时地观测并调节转矩、磁链、电压、电流等控制参数，将会极大地提高电机控制系统的开发效率。

2串行通信的实现
　　PC机与DSP串行通信的实现包括三个部分，即硬件设计、上位机程序设计、下位机程序设计。
　　2．1 串行通信硬件设计
　　从本试验平台实际需要考虑，采用RS-232实现PC机与DSP的数据传输。现在RS。232的通信端口是每台计算机上的必要配置，通常含有COM1和COM2两个端口，所以能很方便地把上位机与下位机连接起来，实现计算机对生产现场的监测和控制。图2是TMS320LF2407串行通信接1：1电路［1］。该电路采用了符合RS-232标准的驱动芯片MAX232进行串行通信。MAX232芯片功耗低，集成度高，+5 V供电，具有2个接收和发送通道。由于TMS320LF2407采用+3．3 V供电，需要将5 V的1tI1L电平变换为3．3 V高电平，整个接口电路简单，可靠性高。