基于TMS320F28379D和Σ-Δ调制的旋变软件解算系统

王 迪， 马钧华

(浙江大学 电气工程学院， 浙江 杭州 310027)

伺服系统是用来精确跟随或复现目标过程的反馈控制系统，主要包括伺服控制算法、功率驱动、信号检测和伺服电机4个模块[1]。磁场定向以其优越控制性能广泛应用于交流伺服系统。磁场定向控制通过采样交流伺服系统三相电流并对其进行基于转子磁链角度的数学变换得到解耦的电流量，再根据电流解耦量、控制量和转子位置角进行动态调节，控制交流伺服系统工作在最大转矩电流比状态[2]。转子位置角主要用于位置闭环控制和转子磁场定位的解耦，因此其精度在一定程度上决定了磁场定向控制的控制性能。

课题组搭建了基于TMS320F28379D的交流伺服控制平台，转子位置角由同轴连接的旋转变压器提供。功率模块使用变频器的主回路部分，其通过接口实现与DSP的PWM信号、电压电流检测信号传递。

旋变信号需要解码才能利用。专用旋变数字转换器如AU6805、AD2S1210等集旋变激励、信号采样、位置解码和数据通信等功能于一体，但需要额外的信号隔离，且成本较高。此外，解码输出还需要通过SPI通信、编码器模拟信号ABI或并行接口与控制DSP对接，存在二次延时的问题。最新的特斯拉Model3电动汽车控制板也使用DSP软解码而放弃了专用解码芯片。

课题组利用低成本的HCPL-7860芯片实现旋变信号的Sigma-Delta(Σ-Δ)采样，并设计了基于锁相环原理的数字R/D转换电路以实现旋变软解码。在保证位置解码精度的基础上简化电路结构、降低延时并降低成本。……