基于DSP的数字伺服机构控制系统设计

当伺服系统中出现持续过载情况或者逆变电路出现直通时，电路输出电流过大，会烧坏电机或损坏功率器件，因此需加入过流保护电路。将采样电阻采集的信号进行滤波处理后与设定值比较，以限定电机的最大工作电流。


2 软件系统

控制软件采用模块化设计，针对各个功能设计相应的程序模块。主程序通过对各个子函数的合理调用和控制最终实现整个伺服系统的合理工作。

当系统开始工作时，首先完成对各个程序模块的初始化，包括CPU时钟、看门狗、中断、SCI口、定时器、控制参数、PWM等。完成各个模块的初始化后，在最后的死循环中，执行伺服机构控制算法等待串口中断：首先启动AD采集，采样结束后，读取AD的采样结果。利用采样结果和通过中断接收的伺服控制指令控制电机工作。如果判断通信出现，则执行SCI口初始化，重新复位串口。控制软件采用C语言编写，各个模块可以相互调用，工作效率高，可以实现实时控制。

3 测试系统及试验结果

测试系统采用直流稳压电源提供+27 V控制电，两个直流电源提供电机工作电压，其中-45 V为工作电压，+45 V为补偿电压。测试平台采用研华的数据采集和控制平台，由LabCVI实现对控制电路的仿真测试控制和数据采集。试验结果如下图所示。





4 结论

与传统的伺服控制系统相比，基于DSP的数字伺服机构控制系统既有数字系统精度高、灵活性强的优点，又充分发挥了无刷直流电机可靠性高、快速性好的优点，大幅提升了伺服系统的整体性能。同时该系统的建模、仿真、测试、维修等与传统伺服控制系统相比更加快捷、有效，具有较高的工程应用价值。该伺服控制系统可以同时控制多个直流无刷电机同时工作，已在某型伺服机构中验证并应用。

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