TMS320F28379D在双电机同步控制中的应用

殷健翔， 马钧华

(浙江大学 电气工程学院， 浙江 杭州 310027)

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)因为其结构简单、运行效率高、运行可靠性好等优点，被广泛应用在高性能伺服控制场合。在某些多台电机协同运行的工作场景，如在无轴报业印刷等机械中，对多电机同步控制精度有很高要求。为了实现更高水平的工业控制，对于高精度的电机同步控制的研究非常具有意义。

目前对于多电机同步控制的研究主要集中于系统结构、同步策略和同步环控制器的实现上。现有研究的控制方法主要有并行控制、主从控制、交叉耦合控制[1-3]等。为了实现多电机同步控制，目前多使用工业现场总线来确保电机之间通信的可靠性。文献[4]～[6]提出基于EtherCAT和CAN协议实现了多电机控制，优点是参与同步的电机数量没有限制，可以有数十台，但Sercos或EtherCAT等同步通信总线造价较为昂贵，且实现同步方式比较复杂。课题组研究利用高性能的单一芯片DSP实现2～4台电机同步。

TI公司的C2000系列TMS320F28379D芯片具有2块相对独立的CPU内核，可分别控制一套伺服控制系统。此外，在2块CPU之间具有共享内存区域，可通过共享内存的进程间通信方式(IPC)交换电机运行控制信息，实现双电机的高精度同步伺服控制[7]。

1 双电机控制原理

1.1 PMSM矢量控制数学模型

为了简化分析，选择数学和物理模型清晰的表贴式永磁同步电机(Surface Permanent Magnet Synchronous Motor, SPMSM)作为分析对象。PMSM是非线性、多变量、强耦合的系统，若想实现高效控制，需要将其三相电流进行解耦。首先将三相交流变量变换成两相相互垂直的变量，其次让该两相坐标系随转子同步旋转，使定子交链的磁链不随转子旋转角度而变化。……