基于dsPIC30F6010的无刷直流电机的控制系统

2 系统软件设计
软件设计主要采用MPLAB IDE 7．40作为开发环境。MPLAB IDE是一种在PC机上运行的软件，用来为Microchip单片机开发应用程序。软件设计根据前面介绍的控制策略，硬件系统进行编程、调试，主要完成以下功能：PWM信号的产生、转子位置检测、故障引脚的使能、速度和电流的计算等。
2．1 有位置传感器程序总体结构设计
整个控制系统的软件部分由主程序、A／D中断服务子程序(其中包括速度调节子程序和电流调节子程序)、电平变化中断子程序以及故障引脚子程序和中断陷阱组成。图4是A／D转换结束中断服务子程序流程图。

2．2 反电动势过零检测法程序总体结构设计
主要进行了速度调节、感应电动势、换相时刻等的电机参数的计算。设计了主循环程序和A／D转换程序。图5是主循环程序流程图。

3 系统测试
本试验所用电机为珠海运控电机公司生产的方波驱动的三相无刷直流电动机。电机内置的霍尔位置传感器采用的是SS40系列的SS41霍尼韦尔开关量位置传感器。其相关参数如下：额定转速3 000 r／min，额定转矩0．22 N·m，转矩系数0．052 2 N·m／A，额定电源电压24 V，额定功率70 W，额定电流5．18 A，5对极，三相绕组电阻0．488 Ω，三相绕组自感1．19 mH，转动惯量1．68×10-5kg·m2，电势系数0．048 2 Vs／rad，电气时间常数2．44 ms，机械时间常数0．338 ms。
进行了开环实验和闭环实验。在闭环实验中，通过将存储空间中3 000个点的值整理成图形得到速度曲线如图6，图7所示，其横轴为时间，纵轴为转速。图6可视为一个二阶系统，从中可以看出，采用双比例调节时，电机启动正常、系统超调量小、转速精度较高。图7同样可视为一个二阶系统，从图中可以看出，采用PI调速系统时，电机启动平稳、系统超调量小、转速精度高。

对无刷直流电动机做了补偿，利用4通道数字示波器观测并调整换相点与感应电动势波形换相点的误差，并与霍尔传感器做比较。
在反电动势过零检测法中，在补偿前图像如图8所示，补偿后图像如图9所示，通过两者对比可发现，补偿后图像某一相感应电动势与换相符号之间更为合理，换相点更为精确。其中黄线表示感应电动势波形，蓝线表示采样换相信号，紫线表示霍尔信号电平变化。

4 结论
采用dsPIC30F6010专用电机控制芯片，其硬件结构简单、控制能力强、软件实现方便、控制精度高、实时性强，能实现更为复杂的算法，升级空间较大，其高速的执行性能和丰富的内置资源很好的满足了高性能无刷直流电动机调速控制系统的设计要求，在电机控制领域具有广泛的应用前景。开环环境下可以很迅速的达到速度要求。在闭环控制中启动、运行良好，反应速度快。