TMS320F2808实现矢量控制变频调速

   使用 TMS320F2808 DSP 实现 矢量控制（FOC, Field-Oriented Control）变频调速 是一项典型的电机控制应用，适用于永磁同步电机（PMSM）或感应电机（IM）。以下是详细的实现方案，涵盖硬件设计、软件算法和关键代码示例。

  1. 系统架构

(1) 硬件组成

2. 关键算法实现

(1) 坐标变换（Clark & Park）

• Clarke变换（3相→2相αβ坐标系）：

  {Iα=IaIβ=2Ib+Ia3

• Park变换（αβ→dq旋转坐标系）：

  {Id=Iαcos?θ+Iβsin?θIq=?Iαsin?θ+Iβcos?θ{Id=Iαcosθ+IβsinθIq=?Iαsinθ+Iβcosθ

(2) 电流环PI调节

• 目标：控制 Id=0Id=0（磁链分量），调节 IqIq（转矩分量）。

• 离散PI公式：

  Uout(k)=Uout(k?1)+Kp?(e(k)?e(k?1))+Ki?Ts?e(k)Uout(k)=Uout(k?1)+Kp?(e(k)?e(k?1))+Ki?Ts?e(k)

  • TsTs：采样周期（如100μs）。

(3) SVPWM生成

• 步骤：

  1. 计算电压矢量 VαVα、VβVβ。

  2. 确定扇区（Sector 1~6）。

  3. 计算占空比 T1T1、T2T2、T0T0。

  4. 生成PWM波形（使用DSP的ePWM模块）。

3. TMS320F2808代码实现

(1) 初始化配置

#include "DSP28x_Project.h" void InitSysCtrl() {
    // 系统时钟初始化（60MHz）
    InitPll(DSP28_PLLCR, DSP28_DIVSEL);
    // 初始化PWM（ePWM1~3）
    InitEPwm();
    // 初始化ADC（电流采样）
    InitAdc();
    // 初始化QEP（编码器接口）
    InitQep(); }

(2) ADC采样中断服务

interrupt void adc_isr() {
    // 读取三相电流（假设ADCINA0~A2）
    float Ia = AdcMirror.ADCRESULT0 * 0.0008;  // 12bit ADC, 3.3V参考
    float Ib = AdcMirror.ADCRESULT1 * 0.0008;
    float Ic = -(Ia + Ib);  // 三相平衡假设

    // Clarke变换
    float I_alpha = Ia;
    float I_beta = (2*Ib + Ia) / sqrt(3);

    // Park变换（需获取角度θ，来自编码器）
    float theta = Qep1.PosRad;  // 编码器角度（弧度）
    float Id = I_alpha * cos(theta) + I_beta * sin(theta);
    float Iq = -I_alpha * sin(theta) + I_beta * cos(theta);

    // PI调节（目标Id=0, Iq=设定值）
    float Ud = PI_Regulator_Id(0 - Id);
    float Uq = PI_Regulator_Iq(Iq_ref - Iq);

    // 逆Park变换
    float V_alpha = Ud * cos(theta) - Uq * sin(theta);
    float V_beta = Ud * sin(theta) + Uq * cos(theta);

    // SVPWM生成
    SVGen(V_alpha, V_beta); }

(3) SVPWM生成函数

void SVGen(float V_alpha, float V_beta) {
    // 计算扇区
    int sector = DetermineSector(V_alpha, V_beta);
    
    // 计算占空比T1, T2
    float T1 = (sqrt(3) * Ts / Vdc) * (V_alpha - V_beta / sqrt(3));
    float T2 = (sqrt(3) * Ts / Vdc) * (V_beta * 2 / sqrt(3));
    float T0 = Ts - T1 - T2;

    // 设置PWM占空比（以ePWM1为例）
    EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA = (Uint16)(T1 / Ts * EPwm1Regs.TBPRD);
    EPwm1Regs.CMPB = (Uint16)(T2 / Ts * EPwm1Regs.TBPRD); }

4. 调试与优化

(1) 关键参数整定

(2) 常见问题解决

• 电流振荡：检查PI参数或ADC采样同步性。

• 电机抖动：编码器信号干扰（增加硬件滤波）。

• 过流保护触发：检查硬件驱动电路或SVPWM占空比限制。