基于CAN总线的测试用无刷直流电机控制器设计.doc

基于CAN总线的测试用无刷直流电机控制器设计 ? 68?《测控技术}2012年第31卷第2期 基于CAN总线的测试用无刷直流电机控制器设计 史鹏飞,刘景林,谢映宏 (西北T,大学自动化学院,陕西西安710072) 摘要:设计了一种基于DSPTMS320F2812的测试系统用无刷直流电机控制器,研究了控制器的CAN总 线通信和智能化控制技术.控制器通过CAN总线实现与上位机的高速通信,可实时接收控制命令,实 现对多种机构在多种运行模式下的高精度控制,并将测得的速度,位置,电压,电流等数据传递给上位 机.驱动,逆变电路使用主,备份设计,可靠性高.设计了旋转变压器的解算电路,控制器同时具有处理 霍尔和旋变两种信号的能力.试验结果表明,该控制器设计合理,完成了与上位机的高速通信和对电机 的智能控制,达到了设计要求. 关键词:CAN;测试;智能;无刷直流电机 中图分类号:TM301.2文献标识码:A文章编号:1000—8829(2012)02—0068—04 DesignofBLDCMControllerAppliedinTestBasedonCAN SHIPeng—fei,LIUJing—lin,XIEYing—hong fSchoolofAutomation,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xian710072,China) Abstract:AdesignofbrushlessDCcontrollerusedfortestbasedonDSPTM$320F2812iSdiscussedwiththe realizationoftheCANcommunicationandtheintelligentcontro1.CANiSusedtoaccomplishtherealtimecom. municatlonbetweenthecontrollerandthehostcomputer.ThroughCANthecontrollercanreceivethecontrol orderfromtheuppercomputer,andsendspeed,position,voltage,andcurrentdatatotheuppercemputer.Three kindsofmechanismscanWOrkinfourpatternsoperatedbythecontroller.Dual—redundancyofthedriveandin— vertercircuitsareimplementedtoachievehighreliability.Theresolverdecodingcircuitisalsodesigned,SOthe controllercanprocesssignalsfrombothHallsensorsandresolver.Theresultofpractiealtestshowsthatthe controlleriswelldesignedandcanfulfillthetaskofthetestsysteminhighquality. Keywords:CAN;test;intelligent;BLDCM 电机测试是生产和应用中的重要环节.常规人工 测量]作效率低,且不精确.计算机测试系统具有测 试方便,速度快,处理数据量大,功能全面的特点,提高 了电机测试的精度和效率.无刷直流电动机是永磁电 机一个重要的发展方向,应用于航天领域的无刷直流 电动机,对性能和可靠性有着更高的要求¨J. DSPTMS320F2812是高性能的电机控制芯片,处 理速度高,外设功能齐全,开发支持完善J.采用 DSP2812作为测试用电机控制器的主控芯片,既符合 系统的需要,又充分发挥了芯片的性能. 1总体功能设计 控制器应该具有如下的功能特点: 收稿日期:2011—03—24 作者简介:史鹏飞(1987一),男,山西大同人,硕士研究生,主要 从事无刷直流电机控制方面的研究. ①良好的通信能力.控制器通过CAN总线实现 与上位机之间的实时可靠通信,获取起停,主备份,正 反转,机构类型,运行模式等控制命令,并向上位机反 馈测得的速度,位置,电压,电流信息. ②对不同电机和机构有一定的普遍适应性.待 测机构有3种,对应被测系统3个自由度的运动.不 同机构的减速比不同,驱动所用的无刷电机极对数也 不相同. ③对机构的多种运行模式进行控制.机构有4 种运行模式:开环,调速,位置和往复摆动.开环模式 由上位机给定占空比,电机在固定占空比下运行;调速 模式要求电机的速度可以在大范围内稳定;位置模式 要求电机在给定速度下带动机构运行到给定的位置, 能够准确停机;往复摆动模式给定机构的摆动范围和 摆动次