基于DSP的交流伺服控制系统实验平台开发

房 芳

(东南大学自动化学院，江苏南京 210096)

随着微电子、计算机和控制技术的迅速发展，运动控制技术取得了长足的进步［1］。交流伺服控制系统正朝着数字化、高精度、高速度和高性能的方向发展［2-3］。其中，永磁同步电机伺服系统已成为交流伺服系统的主导。控制器方面，数字信号处理器以其高速数字信号处理特性，实现了先进复杂的控制算法，使交流伺服系统的控制性能得到进一步提高［4］。

本文设计实现了基于DSP的交流伺服控制系统综合实验平台，该平台以TMS320F2808 eZdsp评估板为核心，设计开发了整流、外部驱动、检测、通信等硬件模块，实现了电机的矢量控制策略。本文讨论了其在“DSP技术及课程设计”课程教学中的实际应用。分析了交流感应电动机不同坐标系下的数学模型，研究矢量控制的原理和空间电压矢量(SVPWM)的控制规律。该实验平台在教学和科研过程中取得了良好的效果。

1 系统总体结构

本实验平台主要由四个逻辑模块组成:模拟接口模块、I/O接口模块、JTAG接口模块和USB端口的JTAG控制器模块。内含交/直/交变频电路，包括整流滤波电路、逆变驱动电路、电流检测电路、上位机通讯电路以及其他外围接口电路。控制部分以TMS320F2808 eZdsp评估板为核心，由驱动信号输出、光电隔离电路和信号传送电路等。构成了基于DSP控制器的交流伺服控制系统。其硬件框图如图1所示。

图1 控制系统整体结构图

2 实验平台硬件设计

1)整流滤波电路

整流电路部分为单向不可控整流电路，滤波电容的功能主要有两点:一是过滤电压纹波，二是当负载变化时，使直流电压保持平稳。……