基于DSP的直流无刷电机控制

基于ＤＳＰ的无位置传感器无刷直流电动机控制器设计夏泽中杨浩盛文娟　

中图分类号：ＴＭ３６　１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１－６８４８【２００７）０６－００５７－０４　

基于ＤＳＰ的无位置传感器无刷直流电动机控制器设计　

夏泽中，杨浩，盛文娟　

（武汉理工大学自动化学院，武汉４３００７０）　

摘要：设计了一种基于ＤＳＰ的无位置传感器直流无刷电动机驱动控制器，以ＴＩ公司生产的　ＤＳＰ控制器ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７为控制芯片，采用反电势过零点检测法获得转子位置信号，介绍了驱　

动电路、转子位置检测电路和电流检测电路等硬件电路的设计以及软件编程。　

关键词：ＤＳＰ；无刷直流电动机；ＰＷＭ；无位置传感器　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ　ＤＣ　Ｍｏｔｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｗｉｔｈ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＤＳＰ　

ＸＩＡ　Ｚｅ－ｚｈｏｎｇ，ＹＡＮＧ　Ｈａｏ，ＳＨＥＮＧ　Ｗｅｎ－ｊｕａｎ　

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍａｔｉｚａｔｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００７０，Ｃｈｉｎａ）　

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ａ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｏｆ　ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ　ＤＣ　ｍｏｔｏｒ　ｗｉｔｈ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ　ｂａｓｅ　ｏｎ　

ＤＳＰ．Ｔｈｅ　ＤＳＰ　ｃｈｉｐ　ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７　ｉｓ　ｅｍｐｌｏｙｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｏｔｏｒ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｉｓ　ｄｅｔｅｃｔｅｄ　ｂｙ　ｔｅｓ－　

ｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｂａｃｋ—ＥＭＦ　ｓｉｇｎａ１．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｄｅｔａｉｌ　ｃｉｒｃｕｉｔｓ，ｉｎｃｌｕ－　

ｄｉｎｇ，ｄｒｉｖｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ，ｒｏｔｏｒ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ，ｃｕｒｒｅｎｔ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ．　

…　整熏．　…２…００８　１０　……………………………………．　…　

基于ＤＳＰ的无刷直流电动机控制方法研究　

仇维斌。，欧红香　

（１．今创集团有限公司，江苏常州２１３０１１；２．江苏大学，江苏镇江２１２０１３）　

摘要：提出一种基于ＤＳＰ的全数字无刷直流电动机驱动控制器研制方案。系统采用外环速度环、内环电流环　

双闭环控制系统，速度调节器和电流调节器采用ＰＩ控制。对于无刷直流电动机固有的低速时换相转矩脉动问题，从　

工程应用角度出发，考虑到电流调节带来的误差，换相方法上摒弃了利用霍尔元件边沿触发检测方案，采用了定时　

扫描转子位置的方法，提高了电机的动态响应速度和低速时动态性能，同时解决了无刷直流电动机起动问题。速度　

检测采取Ｍ／Ｔ法，拓宽了调速范围。理论和实验证明所提出的控制方法可靠，实用性强。　

关键词：无刷直流电动机；Ｍ／Ｔ法测速；增量式编码器　

中图分类号：ＴＭ３３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４－７０１８（２００８）１０—００３１—０３　

Ｔｈｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ＢＬＤＣＭ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＤＳＰ　

ＱＩＵ　Ｗｅｉ—ｂｉｎ　，ＯＵ　Ｈｏｎｇ—ｘｉａｎｇ　

（１．ＫＴＫ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ　２１３０１１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ　２１２０１３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ＢＬＤＣＭ　ｄｒｉｖｅｒ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＤＳＰ　ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｄｏｕｂｌｅ　ｌｏｏｐ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　

ｗａｓ　ｃｈｏｓｅｎ，ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ａ　ＰＩ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｗａｓ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｐｅｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｌｏｏｐ．Ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｔｈａｔ　ＢＬＤＣＭ　ｈａｄ　

第６卷第１期　

２０ｏ２年３月　电　机　与　控　制　学　报　

ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＭＡＣＨＩＮＥＳ　ＡＮＤ　ＣＯＮＴＲＯＬ　Ｖｏ１．６　Ｎｏ．１　Ｍａｒｃｈ．２００２　

基于ＤＳＰ的无刷直流电机无传感器控制系统设计　

刘丁　余志平，　杨延西　

｛西安理工大学，陕两西安７１００４８１　

摘要：针对以往无刷直流电动机反电势法无传感器控制系统存在的一些问题，设计了一种基于数　

字信号处理器（ＤＳＰ）的无刷直流电动机无传惑器控制系统，详细介绍了系统的控制方案。实验结果表　

明，系统的硬件和软件设计合理，具有豆好的调速性能。　关键词：ＤＳＰ；反电势法；无传感器控制；ＪＬ￣，Ｉ直流电动机　

中围分类号：１２：＇２＿７２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７－４４９Ｘ（２００２）０１—００２９—０５　

Ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ　ＤＣ　ｍｏｔｏｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　

ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＤＳＰ　

ＬＩＵ　Ｄｉｎｇ．　ＹＵ　Ｚｈｉ—ｐｉｎｇ．　ＹＡＮＧ　Ｙａｎ—ｘｉ　

（ｘｉ　ａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ　ａｌｉ　７１０４８．Ｃｈｉｎａ１　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ　ａｔ　ｓｏｍｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｉｎ　ｆｏｒｍｅｒ　ＥＭＦ－ｍｅｔｈｏｄ　ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　

ｆｏｒ　ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ　ＤＣ　ｍｏｔｏｒ，ａ　ｎｏｖｅｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　Ｏｉｌ　ＤＳＰ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　

ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｃｈｅｍｅ　ｉｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　

ｏｆ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｒｅ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ａｎｄ　ｇｏｏｄ　ｓｐｅｅｄ　ａｄＪｕｓｔｉｎｇ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃａｎ　ｂｅ　ａｃｈｉｅｖｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏ￣ｓ：ＤＳＰ；ＥＭＦ－ｍｅｔｈｏｄ；ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ；ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ　ＤＣ　ｍｏｔｏｒ　

分类号

编 号

实 验 总 结

题 目 基于DSP的电机控制

院 系 电力学院

专 业 自动化

姓 名 梁宁

学 号 200908831

2012 年 6月 5日

基于DSP的电机控制

步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的控制电机。它的位移速度与脉冲频率成正比，位移量与脉冲数成正比。每来一个脉冲电压，转子就旋转一个步距角。根据电压脉冲的分配方式，步进电机各相绕组的电流轮流切换，从而使电机旋转。步进电机具有步进数可控、运行平稳、价格便宜的优点，在加速器控制系统中的应用很广。

传统的步进电机一般可分为永磁式步进电动机(PM Step

Motor)，反应式步进电动机(VR Step Motor)和混合式步进电动机(Hybrid Step Motor)三种。 在数字化电机控制系统产生之前，要想获得高性能的步进电机驱动要么是采用昂贵、难维护的直流电机配便宜的控制装置，要么就是使用便宜的交流电机配昂贵、复杂的控制装置。基于DSP的数字化电机控制的出现改变了这一状况，由于DSP强大的运算能力，它可以实时地实现一些先进的控制算法，获得高性能的电机驱动控制。 数字化电机控制的优点正是由于数字化的信号和信号处理所带来的，和模拟控制相比，它具有互联方便，稳定性好，便于大规模集成，可以构成复杂的系统，容易修改，便于测试、调试和大规模生产等优点。数字化电机控制技术包括两个组成部分，现代电机控制理论和数字信号处理，其中数字信号处理又包括数字信号处理技术和数字信号处理器技术。数字化电机控制的发展和这几个方面的进展是密不可分的。 现代电机控制理论以矢量控制理论为代表，还有近年来得到快速发展的直接转矩控制理论等，这些高性能的控制方案需要进行大量的实时运算，用模拟器件的硬件方案来实现相当困难，难以实用化。只是在具有强大运算能力的控制器如DSP等价格下降，性能提高之后，数字化的高性能控制方案才开始大量步入实用领域。