电气传动２００６年第３６卷第４期基于ＴＭｓ３２０Ｆ２８１２的高精度伺服系统控制器硬件设计
基于ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２的高精度伺服
系统控制器硬件设计
严胜刚齐广保
西北Ｉ业大学
摘要：介绍了一种采用高性能的ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２，以及高分辨率的ＲＶＤＴ解箅芯片ＡＤ２Ｓ８３的进行高精
度伺服系统硬件设计的方法。首先着重论述了各部分的设计思想和组成原理，其次简要说明了系统设计中需
要注意的一些关键问题，最后给出了系统实时运行的结果。实验表明了该系统硬件设计的正确性和有效性。
关键词：伺服系统硬件设计数字信号处理器
ＨａｒｄｗａｒｅＤｅｓｉｇｎｏｆＨｉｇｈＰｒｅｃｉｓｉｏｎＳｅｒｖｏＳｙｓｔｅｍ
ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＢａｓｅｄｏｎＴＭＳ３２０Ｆ２８１２
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｒ
１引言
伺服系统作为现代工业生产设备的重要组成部分，是工业自动化不可缺少的基础技术。伺服系统根据其处理信号的方式不同，可以分为模拟式伺服、数字模拟混合式伺服和全数字式伺服。由于全数字式伺服系统具有成本低、功耗小、可靠性高、控制灵活、容易智能化，伺服系统的控制方式迅速向数字微控制器方向发展，并由硬件伺服转向软件伺服，智能化的软件伺服将成为伺服控制的一个发展趋势。目前，数字伺服系统已广泛用于数控机床，航空，航天等领域，而且其自身也在不断变革。
本系统为某一高精度伺服系统设计，其组成是两个垂直安装的稀土永磁无刷无槽电机，星形连接，磁场类正弦，电机上同轴安装旋转变压器作为转子位置传感器。系统要求定子初始位置机械互错１８０。，运行过程中始终同步。精度要求速度指令一样的情况下，速度误差小于０．３％，满足３０ｒａｉｎ连续运行过程中两台电机的相对角度差累计３２不超过５。。调速范围为±（５～２５００）ｒ／ｒａｉｎ。系统供电为３６Ｖ。本文将详细叙述如何设计这样一个高精度伺服系统。
２系统硬件设计
２．１主要器件的选择
本系统使用ＤＳＰ控制器，最常见的是ＴＩ推出的２０００系列的ＤＳＰ。因为精度要求高，控制周期取ＰＷＭ斩波周期，这样可获得ＰＷＭ方式下最高响应速度，这里ＰＷＭ斩渡频率为２５ｋＨｚ，那么控制周期便为４０ｐｓ；而ＰＷＭ斩波精度至少应为１２位，这就要求ＰＷＭ模块的计时频率应在２“×２５ｋＨｚ一１０２．４ＭＨｚ以上，由于ＤＳＰ器件上外设时钟频率最高为内核时钟，因此也要求ＤＳＰ能稳定运行在１０２．４ＭＨｚ的频率以上。
计算ＰＷＭ参数根据算法不同大约需要１００～３００条指令；采用一定算法对各个参数进行修正大约需要５０条指令，另外考虑程序中必需的变量保存、查表，大约需要２倍的计算量；同时控制２台电机的最大计算量约需：
万方数据