TIInstaSPIN一种可以使几乎没有经验的人员也可以快速完全控制电机的技术解析
在高性能的电机控制应用中,我们一般用到磁场定向技术(FOC)。这个方法的原理比较直观,主要是将三相定子电流通过坐标变换,分解为转矩分量和励磁分量,然后分别控制。这一算法涉及到以下步骤:
本文引用地址: 使用Clarke 和Park 变换,将编码器的3 相反馈电流输入和转子位置转换为正交和直流电流分量。2. 使用这些电流分量作为两个并行运行的比例和积分(PI) 控制器的输入,将直流电流限制为零,把正交电流保持在所需的扭矩水平上。3. 通过Clarke 和Park 反变换,将PI 控制器的直接和正交电流输出转换回3 相电流。其原理如图1所示。
FOC的基本原理在从事电机控制的开发人员中可谓众所周知,但是真正能够把其性能发挥好却并不容易,主要的几个问题是:
1) 采样的问题:包括电流的采样精度、编码器的分辨率和计算延时等。2) 调节器的设计与调谐,如果不清楚电机的参数则很难进行,目前很大程度上仍然是采用试凑的办法,费时费力,而且容易受到电机参数漂移的影响。3) 电机磁链的计算问题:不管是定子的,转子的还是气隙的,如果磁链计算的不准确,则整个FOC定向的基础,即定向角度都会产生偏差,严重影响性能。
针对以上问题,TI在C2000系列DSC上面(目前支持TMS320F2806xF系列,包括(80和100管脚的69F, 68F和 62F)提出了InstaSPIN 电机解决方案,在此对其进行一下技术上的解析,希望起到抛砖引玉的作用。
目前已经开发好的InstaSPIN算法主要面向3个应用场合,如表1所示。
其实现的具体方法是,在控制器的ROM中,嵌入了TI自己开发的FASTTM技术。这一技术本身的原理比较复杂,但是在用户端来看,我们面对的主要是一些寄存器,包括控制寄存器、数据寄存器等,只要正确控制相应的寄存器就可以正确发挥它的性能了。FASTTM技术主要包括以下方面:
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