基于dsp高精度伺服位置环设计

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1、责任编辑：韩汝水基于DSP高精度伺服位置环设计TheDesignofHighAccuracyServoPositionLoopBasedonDSP暨绵浩广州数控设备有限公司(广东广州510165)引言了1.6kHz，具有自动测定机械特性，摘要：针对数控机床进给控制，采机床是装备制造业的母机，也是设置所需要的伺服增益功能，实现用磁场定向控制与前馈补偿控制，装备制造业的引擎。我国“十一五”了“在线自动调整功能”；发那科公以TMS320F2812DSP控制器、IPM发展规划明确规定：国产数控机床国司的新一代驱动器则采用了1600万功率模块、TS5667

2、N12017位绝对内市场占有率要达到60%，高端产品/转的高分辨率的编码器，高精度电式编码器为主要功能部件，设计了与国际先进水平的差距缩小到5年以流检测，实现了高速、高精度的伺服一款高精度高速伺服驱动器，并利内。HRV(高响应向量)控制算法，伺服电用LabView8.0软件设计出虚拟示波作为数控机床的重要功能部件，机的最大控制电流减少50％，并减少器，进行实验记录。所设计的伺服永磁同步电机伺服驱动装置是数控机电机发热17％，使得伺服驱动装置可驱动控制器在数控加工中心进行机床向高速度、高精度、高效率迈进的以获得更高的刚性和过载能力。国内械加工测试，

3、得到了微米级加工精关键基础技术之一。随着新的微处理在高性能伺服驱动技术方面，与国外度的良好结果。器、电力电子技术和传感器技术在伺名牌企业仍存在较大的差距，已成为关键词：伺服系统；永磁同步电服驱动装置的应用，伺服驱动器的性制约我国发展中高档数控系统产业的机；矢量控制；DSP；绝对式编码能获得极大的提高。如日本的安川公“瓶颈”问题。器司利用新的微处理器，以及通过扩充针对旧产品的信号处理时间长，DOI:10.3969/j.issn.1005-新的控制算法，速度频率响应提高到电流与位置信号检测精度低的不足，5517.2009.06.0122009年3月3

4、1日收到本文。图1伺服系统硬件框图www.eepw.com.cn2009.647万方数据200906后.indd472009-5-2118:11:31责任编辑：韩汝水图3位置控制框图图2带有退饱和的PID控制框图本系统以TMS320F2812DSP为控制送往CNC。电机相电流经电流检测模块量测、滤波、幅度变换、零位偏移、器，缩短了信号处理时间且提高电限幅，转化为0~3V的电压信号送入DSP的A/D引脚。功率主电路的过压、欠流采样精度；位置检测用多摩川的压、短路、电源掉电和IPM故障等信号经故障检测模块检测与处理后，送入TS5667N12017位绝

5、对式编码器以DSP的I/O端口。键盘与显示模块是控制器的人机接口，用以完成控制参数的提高了位置检测精度。系统在数控加输入，运行状态与运行参数显示。存储器模块用以存储控制参数与系统故障信工中心的应用中，具有定位无超调、息。高刚性、高速度稳定性，达到了设计指标，可以满足微米级加工精度的要系统软件设计求。按任务划分，系统软件由任务与任务管理模块构成，任务管理模块对人机接口、控制算法、加减速控制、故障处理等四个任务进行调度管理。控制算法系统硬件设计主要包括：调节器控制算法、矢量控制算法和数字滤波器算法等。系统硬件以TMS320F2812DSP按照结构化程

6、序设计方法，遵循“功能独立”的原则，将系统软件划分为控制器、三菱公司的IPM功率模块、主程序模块和矢量控制程序模块两大部分，各部分又划分为若干子模块，以利多摩川公司的TS5667N12017位绝对于软件设计、调试、修改和维护。矢量控制软件设计采用典型的前后台模式，式编码器为主要功能部件，硬件系统以主程序作为后台任务，中断服务程序作为前台任务。根据矢量控制算法的特框图如图1所示。点，中断服务程序只处理实时性高的PWM控制子程序，把系统的一些测量、图1中TMS320F2812DSP为控键盘处理和显示等一系列实时性不高的任务放到后台任务。制核心，接收来

7、自CNC、编码器接主程序是软件的主体框架，其工作过程是：系统上电复位后，依次对片内2口、电流检测模块和故障信号处理模外设进行初始化、从EPROM中读出控制参数、LED显示初始信息。初始化完块的信息，完成对永磁同步电机控制成后，主程序循环执行LED显示、键盘处理和参数计算与保存。和故障处理。光电隔离模块作为电子PWM中断服务。在PWM中断到来时，首先读取编码信号，进行角度和电路与功率主电路的接口，将DSP发速度计算，接着进行A/D采样并执行clark和park变换，然后进行PI调节、反出的SVPWM信号送入IPM模块，完park变换，最后进入空间矢

8、量模块，产生PWM信号。成DC/AC逆变，驱动电动机旋转。控制器算法编码器接口将绝对式编码器所记录的系统采用三环控制结构，电流环、速度环