基于 DSP 的直流调速系统的设计与仿真

基于 DSP 的直流调速系统的设计与仿真

摘要：介绍了一种基于 DSP 技术的直流调速系统的研究方案，主控器件为具有 16 位高精度

的 TMS320LF2407ADSP 芯片，主电路是由四只 MOSFET 功率开关器件构成的桥式可逆

PWM 变换器。给出了基于 Bang- Bang 控制和 PI 控制构成的智能混合控制器硬件设计方案，

软件设计策略以及速度调节的仿真结果。实验表明：以数字的方式控制模拟电路，不但使数

字控制的实现变得更加容易，还可以大幅度降低系统的成本和功耗，同时也进一步扩展了脉

宽调制的应用领域。

关键词 ：

；

WM 变换器；双闭环；驱动电路；

Abstrac t: It introduced a research plan about DC speed c ontrol system based on DSP technology.

The master control device is the TMS320LF2407A DSP chip with sixteen bit high-precision. The

main circuit is c omposed by bridge type reversible PWM converter. It also presents the hardware

design based on intelligent hybrid controller, w hich composed by Bang- Bang control and PI

control. Software designed strategies and the simulation results of the adjustable speed.

Experiments show that it not only make the realization of digital c ontrol become much easier than

before, but also greatly reduce the cost and the pow er consumption of this system. At the same

time, w e can further expand the application field of Pulse w idth modulation.

Ke y wor ds: DSP；

P

WM converter；Double loop；

Dr

iving circuit；

B

ang- Bang control；

P

I control

DSP 技术的数字式 PWM 直流调速系统已成为电气传动系统的主要研究方向。

1 系统结构设计

1.1.1 主控芯片

系统结构原理框图如图 1 所示，本系统包括：主电路、检测电路、驱动电路和数字测显示等

几部分。主控芯片采用 TMS320LF2407A，由于该芯片本身带有高精度的 A/D 转换器、

C

PWM 输出和死区控制以及特有的故障保护电路等更加适用于本系统设计。主控芯片与 PC

机之间的异步通信由 TMS320LF2407A 本身的串行通信接口 SCI 和 RS-232 串行口实现，转

速的给定与显示则由上位机部分实现，大大减化了控制系统的硬件设计。

S2

S1



理

PWM

1.1.2 主电路

极性桥式直流斩波电路的驱动信号的主控

芯片

T

MS320LF2407A 控制输出 4 路

P

WM 脉

冲波形提供的。

1.1.3 检测电路

检测电路部分包括：电压检测、电流检测、转速检测和温度检测四个部分，电压检测回

路对电动机两端的电压进行检测；电流和转速检测的目的是为反馈系统提供反馈信号。转速

检测采用数字测速器，由 DSP 的 QEP 引脚和光电编码器来实现，通过读取与电动机同轴的

光电编码器所输出的脉冲数，再经 DSP 计算后得出转速值。温度检测主要是为电动机和 PWM

变换器提供保护。电流和温度检测由 A/D 转换通道变为数字量送入 DSP 控制器， A/D 转换

环节由 ADCIN 引脚实现。

的 P1.1—

动态扫描的方式显示。单片机通过 P0 口传输数据，同时通过 P1.0 向 DSP 发出一个低电平脉

冲信号，向 DSP 的外部中断 INT1 发出中断请求，进而 DSP 响应此中断并接收数据。DSP 向

单片机发送数据时，先在其 XF 线上产生一个低电平脉冲信号并向单片机发送 INT1 外部中断

请求，单片机响应此中断同时接收数据。