Buck变换器的电机控制系统设计

　　根据磁悬浮控制力矩陀螺用高速永磁无刷直流驱动电机系统性能要求的特点，考虑空间应用低功耗的要求，设计了以TI公司的TMS320F2812 DSP为的数字控制系统。控制系统包括电流检测电路、模拟信号滤波和放大电路、功率开关器件驱动电路、三相逆变桥、霍尔转子位置传感器滤波电路、转速检测电路等。整个的硬件系统框图如图所示

　　软件设计有以下基本要求：
 
　　（1）控制软件要求有快速的实时性 电机控制要求必须在一定的时间限制内，完成一系列的软件处理过程。例如，对电机的被控参数（如转速、电流、电压等）的反馈信号进行采样、计算、逻辑判断，按规定的控制算法进行数值计算，输出各种控制信号，以及对突然出现的故障报警和处理等。上述各种处理，若超过一定的时间，就失去了实时的意义。电机的控制一般都是快速过程，为了满足实时性要求，需要对控制软件的指令执行时间进行计算。
 
　　（2）控制软件要有很高的可靠性 软件的可靠性是指软件在运行过程中避免发生故障的能力，以及一旦发生故障后的解脱和排除故障的能力。软件设计时应考虑电机在运行时可能出现的一切非正常情况，以提高软件的可靠性。
 
　　（3）控制软件要有易修改性 一个好的完整的控制软件常常是经过很多次的修改才完善，终才满足所要求的功能和特性的。好的控制程序必须有良好的结构设计，以有利于提高软件在反复调试、修改和补充过程中的效率。
 
　　控制系统中，中断程序往往用于处理实时性较强的各种输人、输出事件。中断源的充分利用和合理分配，往往决定了整个控制软件的实时性和可靠性的优劣。TMS3⒛F2812A DSP具有强大的中断处理能力，充分利用其强大的中断处理能力处理电流采样、位置捕获及PWM波形输出等异步事件是整个控制软件的主要内容。软件由主程序和各中断子程序组成。主程序负责系统初始化及电机初始位置检测，等待中断；捕获中断负责监测转子位置及计算即时速度等。
 
　　1．ADO中断完成电流的采集与转换
 
　　在控制系统工作之前需要对寄存器等相关参数进行设置，这就是系统初始化。