MCK-II2812实验指导书090209.doc

EL-DSPMCK DSP电机控制实验开发套件（2812 C语言版2.1）北京精仪达盛科技有限公司2008年9月目 录第一章DS-MCK 实现三相异步电动机FOC控制方案2（一）、FOC控制原理简介3（二）、系统组成方案及功能模块划分3（三）、系统测试步骤和方法4第二章、用MCK实现有刷直流电动机PWM控制方案23（一）、有刷直流电动机PWM控制原理简介23（二）、系统组成方案及功能模块划分24（三）、系统调试步骤24第三章、用MCK实现无刷直流电动机PWM控制方案31（一）、无刷直流电动机PWM控制原理简介31（二）、系统简介31（三）、系统调试步骤32第四章、用DS-MCK实现永磁同步电动机FOC控制方案41（一）、系统组成方案及功能模块划分43（二）、系统测试步骤和方法44第五章、用MCK 实现三相步进电动机PWM控制方案66（一）、三相步进电机PWM控制原理简介66（二）、系统简介66（三）、系统调试步骤67附录一：与实验相关的ccs2.2基本操作69附录二：硬件连接参考附图73附图2-1 MCK-型与实验箱配套硬件连接图73附图2-2 MCK-型与 CPU板配套硬件连接图74附图2-3 TECHV CPU板及CPU接口板的连接图75附录三：联系我们76参考文献7718 DS-MCK DSP电机控制实验开发套件使用说明书北京精仪达盛科技有限公司E-mail: Tel：010 82564899 Fax：010 68451157 Surport：010 51528060第一章三相异步电动机FOC控制方案第一章DS-MCK 实现三相异步电动机FOC控制方案实验概述：本实验分5步测试逐步完成从开环控制到转速、电流双闭环控制，每步编译用到的模块不同。下面给出本程序中所有模块及对应步骤所编译到的模块。表2-1软件模块步骤1步骤2步骤3步骤4步骤5EN_DRIVEPWMDACRAMP_GENRAMP_CNTLI_PARKSVGEN_DQPWM_DRVILEG2_DCBUS_DRVPHASE_VOLTAGE_CALCCLARKEPARKCAP_EVENT_DRVSPEED_PRPID_REG3(ID)PID_REG3(IQ)CUR_MODPID_REG3(SPEED)图标表示本步骤用到此模块，图标表示本步骤要测试的模块下面再给出每个模块的输入与输出量名称及其量值格式表2-2软件模块输入量输出量名称格式名称格式EN_DRIVEEnableFlagQ0GPIOA6GPIOA11GPIO寄存器PWMDACDRVPWMDACINPOINTER0PWMDACINPOINTER1PWMDACINPOINTER2Pointers to Q15variablesCMPR4CMPR5CMPR6T3PEREVB 寄存器RAMP_GENFreqOffsetGainIQOutIQRAMP_CNTLTargetValueIQSetpointValueIQI_PARKDsQsAngelIQAlphaBetaIQSVGEN_DQUalphaUbetaIQTaTbTcIQPWM_DRVMfuncC1MfuncC2MfuncC3MfuncPeriodQ15CMPR1CMPR2CMPR3T1PEREV registersILEG2_DCBUS_DRVADCINx/y/zADC H/W pinsImeasAImeasBImeasCVdcMeasQ15PHASE_VOLTAGE_CALCMfuncC1MfuncC2MfuncC3DcBusVoltIQVphaseAVphaseBVphaseCValphaVbetaIQCLARKEAsBsIQAlphaBetaIQPARKAlphaBetaAngleIQDsQsIQCAP_EVENT_DRVCAPnEV H/W pinFIFOnEv寄存器SPEED_FRTimeStampEventPeriodInputSelectIQOutIQPID_REG3RefFdbIQOutIQCUR_MODIdsIqsWrIQThetaIQ（一）、FOC控制原理简介FOC即磁场定向控制，它的基本思路是利用d-q旋转坐标变换，将定子电流分解成励磁电流 Ds 和转矩电流 Qs。在调速的过程中保持转子磁链2 不变,即让 Ds常数，此时，交流电动机的调速原理与直流电动机相同，控制定子电流的转矩分量Qs就象控制直流电动机的电枢电流，可以线性的调节交流电动机的输出转矩。（二）、系统组成方案及功能模块划分系统包含15个软件模块，下图给出了步骤5中系统的功能模块划分和模块间的相互关系。图2-1（三）、系统测试步骤和方法步骤1、矢量计算和PWM生成测试实验本步骤完成最小系统检查的任务，在不连接功率单元的情况下测试PWM输出是否正确，图2-1-1给出了实验程序功能框图，图2-1-2给出了实验程序的软件流程。图2-1-1 实验功能框图图 2-1-2 实验软件流程以下给出步骤1中的控制参数及其调节范围EnableFlag：0、1；启停控制位SpeedRef：（01.0）；速度给定值VdTesting：（00.5）；D轴电流给定VqTesting：（00.5）；Q轴电流给定首先连接好仿真器和TechV 2812CPU板、机组以及光电编码器，注意CPU板上红色的8位拨码开关从右边数第二个开关要按下去，其他都不按下，并打开MCKII的控制电源（后面板左下角的船型开关），调试具体操作步骤如下：1. 启动CCS软件，然后用“FileWorkspaceLoad Workspace”菜单命令打开“DMCC28V32XsysACI3_3_281XcIQmathbuild” 文件夹下的工作环境文件“aci3_3_281x_ccs2x.wks”文件。2. 将头文件“build.h”中的编译指令BUILDLEVEL设为“LEVEL1”，然后用“Project-Build”命令重新编译连接程序。3. 用“File-Load Program”菜单命令加载“aci3_3.out”文件到目标板，此时注意观察加载的文件“aci3_3.out”是否您刚才编译链接生成的文件，看一下文件的生成时间就知道了，如果所有源文件都没有修改，此时“aci3_3.out”的生成时间不会变化；如果想证实源文件编译是否执行，可以在主程序中随便修改一点注释内容，那么编译的时候就肯定会生成新时间的输出文件。4. 点击“Debug-Real time Mode”选择实时模式，此时出现一个对话框，选择“是（Y）”，再点击“Debug-Run” 或者点击左侧运行图标运行程序，此时程序在实时运行模式下运行。5. 在“Watch window”窗口中左键点击“Build1”标签并在空白处点击右键，选择连续刷新模式“Continuous Refresh” ，此时应能观察到“BackTicker”变量在不断变化，说明主程序已经运行，然后设置变量“EnableFlag”为1，此时应能观察到变量“IsrTicker”也在不断变化，说明主中断服务程序已经正常运行。6. 分别右键点击图形显示窗口“Channal1&2”、“Channal3&4”，选择连续刷新模式“Continuous Refresh” ，观察Ta、Tb、Tc以及（Ta-Tb）的波形，如图2-1-3和图2-1-4所示。注意观察图形窗口“Channal1&2”左下角的第一个坐标值的第一个值是时间，单位为ms，我们可以看到给定的磁链周期为40ms，这样可以计算出给定磁链的频率为25Hz，这和我们设定的SpeedRef=0.5是对应的，设定为1时，对应频率为50Hz，周期应为20ms。7. 改变SpeedRef的值，观察波形的周期值是否和设定值对应。改变VdTesting、VqTesting值，观测图形显示窗口波形幅值的变化。8. 点击“Debug-Halt” ，再点击“Debug-Real time Mode” ，最后点击“Debug-Reset CPU” ，“DebugRestart”，退出实时运行模式，并停止程序运行。9. 如果继续实验，请转步骤2。10. 关闭CCS软件退出程序，关闭控制电源。图2-1-3 Ta和Tb波形图2-1-4 Tc和Ta-Tb波形步骤2、电流、速度测试此步骤在步骤1的基础上增加对电流采样模块、clarke/park变换模块、速度测量计算模块的测试。图2-2-1给出了实验程序功能框图，图2-2-2给出了实验程序的软件流程。图2-2-1“步骤二”功能框图图2-2-2 “步骤二”软件流程以下给出步骤2中的控制参数及其调节范围EnableFlag：0、1；启停控制位SpeedRef：（01.0）；速度给定值VdTesting：（00.25）；D轴电流给定VqTesting：（00.5）；Q轴电流给定首先连接好仿真器和TechV CPU板、机组以及光电编码器，并打开MCKII的控制电源，调试具体操作步骤如下：1. 启动CCS软件，然后用“FileWorkspaceLoad Workspace”菜单命令打开“DMCC28V32XsysACI3_3_281XcIQmathbuild” 文件夹下的工作环境文件“aci3_3_281x_ccs2x.wks”文件。2. 将头文件“build.h”中的编译指令BUILDLEVEL设为“LEVEL2”，然后用“Project-Build”命令重新编译连接程序。3. 用“File-Load Program”菜单命令加载“aci3_3.out”文件到目标板，此时注意观察加载的文件“aci3_3.out”是否您刚才编译链接生成的文件，看一下文件的生成时间就知道了，如果所有源文件都没有修改，此时“aci3_3.out”的生成时间不会变化；如果想证实源文件编译是否执行，可以在主程序中随便修改一点注释内容，那么编译的时候就肯定会生成新时间的输出文件。4. 点击“Debug-Real time Mode”选择实时模式，此时出现一个对话框，选择“是（Y）”，再点击“Debug-Run” 或者点击左侧运行图标运行程序，此时程序在实时运行模式下运行。5. 在“Watch window”窗口中左键点击“Build2”标签并在空白处点击右键，选择连续刷新模式“Continuous Refresh” ，此时应能观察到“BackTicker”变量在不断变化，说明主程序已经运行。在MCKII控制器面板上进行电机选择，选择三相交流异步电机显示正确后，进入状态页面（F1），打开主电源(按钮：电源)。然后设置变量“EnableFlag”为1，此时应能观察到变量“IsrTicker”也在不断变化，说明主中断服务程序已经正常运行，此时如果各电路部分正确，机组连接正确的话，电机应稳定运行在660转每分的状态。6. 分别右键点击图形显示窗口“Channal1&2”、“Channal3&4”，选择连续刷新模式“Continuous Refresh” ，观察rg1.out、park1.Qs、ilg2_vdc1.ImeasA以及ilg2_vdc1.ImeasB的波形，如图2-2-3和图2-2-4所示。其中Channal1窗口显示的是给定磁链的斜坡函数值，也就是给定磁链的角度值。Channal2窗口显示的是PARK变换后的转矩电流值，Channal3&4显示的是采样的A相和B相的电流值，注意观察图形窗口“Channal1&2”左下角的第一个坐标值的第一个值是时间，单位为ms，我们可以看到给定的磁链周期为40ms，这样可以计算出给定磁链的频率为25Hz，这和我们设定的SpeedRef=0.5是对应的，设定为1时，对应频率为50Hz，周期应为20ms。虽然给定磁链的速度对应为750转每分，但是因为带有空的磁粉制动器以及励磁电流给定的较小，所以转速在660转每分，属于正常范围。这里需要特别注意的是两相电流波形，要求正负半波对称性比较好，同时要求Ia超前Ib相位120度，具体观察办法是在窗口3和4中点击Ia的正向峰值，记录时间值，例如为35ms，然后点击Ib的正向峰值，记录时间值，例如为48ms，那么就是Ia超前Ib相位13ms，又因为周期为40ms，所以Ia超前Ib相位为13/40*360=120度，符合要求。最后我们观察PARK变换出来的转矩电流QS是一个近似直流量，这是因为电流检测存在误差，这是可以接受的。如果检测到的电流出现上下不对称的话，可以调整ilg2_vdc1.ImeasAOffset和ilg2_vdc1.ImeasBOffset两个变量的值，它们分别是Ia和Ib两个变量的偏移量的设定值。检测电流Ia和Ib幅值一致，波形上下对称是进行CLARK、PARK变换的关键，所以这一步非常重要。7. 改变SpeedRef的值，观察波形的周期值是否和设定值对应，因为此时励磁电流和转矩电流都是在特定频率下给定的，不能满足电机全速度范围内的要求，所以改变值一定要小，不允许改变太大，例如在0.3和0.6之间变化，观察电机速度的变化，电机的速度已经显示在“Watch window”窗口中，变量名称为speed1.SpeedRpm，如果速度检测电路部分正确的话，在这里应该能看到电机的实际转速，单位为转每分，注意和MCKII的液晶显示出来的速度进行对比一下，应该相差很小。改变VdTesting、VqTesting值，观测图形显示窗口波形幅值的变化。因为此时没有电流闭环，所以这两个变量的变化范围也一定要小一点，例如让VdTesting在-0.06和-0.08内变化，让VqTesting在0.15和0.20之间变化。此时注意观察电流随给定值变化的情况。8. 点击“Debug-Halt” ，再点击“Debug-Real time Mode” ，最后点击“Debug-Reset CPU” ，“DebugRestart”，退出实时运行模式。9. 如果继续实验，请转步骤3，否则请关闭MCKII的功率部分主电源（在液晶显示状态页面时按下电源按钮），然后关闭CCS软件退出程序，关闭控制电源。在退出CCS之前必须关闭主电源，此点很重要。图2-2-3 rg1.out和park1.Qs图2-2-4 Ia和Ib步骤3、两个电流PI调节器测试在步骤2的基础上增加对DQ轴电流调节模块功能的测试。进行本试验前要首先完成以上两步实验，将电流反馈信号整定好。图2-3-1给出了实验程序功能框图，图2-3-2给出了实验程序的软件流程。以下给出步骤3中的控制参数及其调节范围EnableFlag：0、1；启停控制位SpeedRef：（00.9）；速度给定值IdRef：（0.20.3）；D轴电流给定IqRef：（00.1）；Q轴电流给定图2-3-1 “步骤3”功能框图图2-3-2 “步骤3”软件流程此步骤主要是调整两个电流调节环的PID参数，在主程序aci3_3.c中找到初始化Id的PID_REG3和Iq的PID_REG3，改变其比例、积分、微分参数。使电机获得更加好的的启动过程。首先连接好仿真器和TechV CPU板、机组以及光电编码器，并打开MCKII的控制电源，调试具体操作步骤如下：1. 启动CCS软件，然后用“FileWorkspaceLoad Workspace”菜单命令打开“DMCC28V32XsysACI3_3_281XcIQmathbuild” 文件夹下的工作环境文件“aci3_3_281x_ccs2x.wks”文件。2. 将头文件“build.h”中的编译指令BUILDLEVEL设为“LEVEL3”，然后用“Project-Build”命令重新编译连接程序。3. 用“File-Load Program”菜单命令加载“aci3_3.out”文件到目标板，此时注意观察加载的文件“aci3_3.out”是否您刚才编译链接生成的文件，看一下文件的生成时间就知道了，如果所有源文件都没有修改，此时“aci3_3.out”的生成时间不会变化；如果想证实源文件编译是否执行，可以在主程序中随便修改一点注释内容，那么编译的时候就肯定会生成新时间的输出文件。4. 点击“Debug-Real time Mode”选择实时模式，此时出现一个对话框，选择“是（Y）”，再点击“Debug-Run” 或者点击左侧运行图标运行程序，此时程序在实时运行模式下运行。5. 在“Watch window”窗口中左键点击“Build3”标签并在空白处点击右键，选择连续刷新模式“Continuous Refresh” ，此时应能观察到“BackTicker”变量在不断变化，说明主程序已经运行。6. 在MCKII控制器面板上进行电机选择，选择三相交流异步电机显示正确后，进入状态页面（F1），打开主电源(按钮：电源)。如果从步骤2而来，则跳过此步。7. 设置变量“EnableFlag”为1，此时应能观察到变量“IsrTicker”也在不断变化，说明主中断服务程序已经正常运行，此时如果各电路部分正确，机组连接正确的话，电机应稳定运行在715转每分的状态。8. 分别右键点击图形显示窗口“Channal1&2”、“Channal3&4”，选择连续刷新模式“Continuous Refresh” ，观察rg1.out、ilg2_vdc1.ImeasA、park1.Ds以及park1.Qs的波形，如图2-3-3和图2-3-4所示。其中Channal1窗口显示的是给定磁链值rg1.out， Channal2窗口显示的是采样的A相电流值Ia，Channal3&4显示的是PARK变换后的励磁电流值park1.Ds和转矩电流值park1.Qs，也就是反馈回来的励磁电流和转矩电流值，注意和我们的给定值进行比较，看看是否电流环的调节器是正常，励磁电流的给定值Idref为0.22，转换成Q15格式就是7200，实际观察到的励磁电流在8000左右上下变化，基本符合，给定的转矩电流Iqref为0.02，转换成Q15格式就是655，实际观察到的转矩电流在0到1100之间变化，但中心线基本和655差不多。还一种观察办法就是右键电机Channal3&4窗口，点击属性，将Q-value从0改变为15，那么就可以直接观察到励磁电流和转矩电流的反馈值了，可以看出他们分别在0.22和0.02附近摆动。可见电流调节器工作正常。9. 改变SpeedRef的值，观察电机速度的变化，当电机速度在0到0.9之间变化时，观察电流调节器如果一直跟随励磁电流和转矩电流的给定值，就说明正常。把速度设定值重新调整为0.5，然后小范围修改励磁电流和转矩电流值，注意观察他们的反馈值。励磁电流变化范围为0.200.24，转矩电流变化范围为0.00.04。10. 点击“Debug-Halt” ，再点击“Debug-Real time Mode” ，最后点击“Debug-Reset CPU” ，“DebugRestart”，退出实时运行模式。11. 如果继续实验，请转步骤4，否则请关闭MCKII的功率部分主电源（在液晶显示状态页面时按下电源按钮），然后关闭CCS软件退出程序，关闭控制电源。在退出CCS之前必须关闭主电源，此点很重要。图2-3-3 rg1.out和Ia 图2-3-4 park1.Ds和park1.Qs步骤4、电流模型测试在步骤3的基础上增加对电流模型模块“CUR_MOD”功能的测试。电流模型模块从“PARK变换”模块和速度测量模块获取输入值，计算出转子磁链值。此实验前需要整定电流反馈信号。图2-4-1给出了实验程序的软件流程，图2-4-2给出了实验程序功能框图。以下给出步骤4中的控制参数及其调节范围EnableFlag：0、1；启停控制位SpeedRef：（00.9）；速度给定值IdRef：（0.20.24）；D轴电流给定IqRef：（00.6）；Q轴电流给定图2-4-1 “步骤4”软件流程此步骤与上一步操作上是一样的，只是增加了对CUR_MOD模块的观测，实验中观测CUR_MOD模块的输出Theta的方向要与RMP GEN输出output相同。若相反，将电机组中的光电编码器连接到电动机的另一端，从而改变光电编码器采得的旋转方向。1. 启动CCS软件，然后用“FileWorkspaceLoad Workspace”菜单命令打开“DMCC28V32XsysACI3_3_281XcIQmathbuild” 文件夹下的工作环境文件“aci3_3_281x_ccs2x.wks”文件。2. 将头文件“build.h”中的编译指令BUILDLEVEL设为“LEVEL4”，然后用“Project-Build”命令重新编译连接程序。3. 用“File-Load Program”菜单命令加载“aci3_3.out”文件到目标板，此时注意观察加载的文件“aci3_3.out”是否您刚才编译链接生成的文件，看一下文件的生成时间就知道了，如果所有源文件都没有修改，此时“aci3_3.out”的生成时间不会变化；如果想证实源文件编译是否执行，可以在主程序中随便修改一点注释内容，那么编译的时候就肯定会生成新时间的输出文件。4. 点击“Debug-Real time Mode”选择实时模式，此时出现一个对话框，选择“是（Y）”，再点击“Debug-Run” 或者点击左侧运行图标运行程序，此时程序在实时运行模式下运行。5. 在“Watch window”窗口中左键点击“Build4”标签并在空白处点击右键，选择连续刷新模式“Continuous Refresh” ，此时应能观察到“BackTicker”变量在不断变化，说明主程序已经运行。6. 在MCKII控制器面板上进行电机选择，选择三相交流异步电机显示正确后，进入状态页面（F1），打开主电源(按钮：电源)。如果从步骤3继续实验而来，则跳过此步。7. 设置变量“EnableFlag”为1，此时应能观察到变量“IsrTicker”也在不断变化，说明主中断服务程序已经正常运行，此时如果各电路部分正确，机组连接正确的话，电机应稳定运行在715转每分的状态。8. 分别右键点击图形显示窗口“Channal1&2”、“Channal3&4”，选择连续刷新模式“Continuous Refresh” ，观察rg1.out、cm1.Theta、park1.Ds以及park1.Qs的波形，如图2-4-3和图2-4-4所示。其中Channal1窗口显示的是给定磁链值rg1.out， Channal2窗口显示的是电流模型计算出的磁链cm1.Theta，Channal3&4显示的是PARK变换后的励磁电流值park1.Ds和转矩电流值park1.Qs，也就是反馈回来的励磁电流和转矩电流值，由于计算的磁链受电机转子参数的影响，是不可能和给定磁链同步的，所以我们可以观察到计算出来的磁链总是在不停的移动，只要他们的周期在不同的速度下都差不多就可以。9. 改变SpeedRef的值，观察电机速度的变化，当电机速度在0到0.9之间变化时，观察计算磁链是否跟随给定磁链变化而变化。10. 点击“Debug-Halt” ，再点击“Debug-Real time Mode” ，最后点击“Debug-Reset CPU” ，“DebugRestart”，退出实时运行模式。11. 如果继续实验，请转步骤5，否则请先关闭MCKII的功率部分主电源（在液晶显示状态页面时按下电源按钮），然后关闭CCS软件退出程序，关闭控制电源。在退出CCS之前必须关闭主电源，此点很重要。图2-4-3 rg1.out和cm1.Theta 图2-4-4 park1.Ds和park1.Qs图2-4-2 “步骤4”功能框图步骤5、有传感器速度闭环IFOC系统此步骤用于测试速度调节器功能是否正确，完整电流、速度闭环控制能否可靠实现。此步骤需要全部系统模块参与，它的正确实施要依靠前面4个步骤地正确进行。实验前要首先进行电流反馈信号的整定。速度调节模块从速度测量模块获取速度反馈值，速度参考值由用户给出，模块的输出作为转矩参考送给电流调节器模块。励磁参考值由用户设定。图2-5-1给出了实验程序的软件流程，图2-5-2给出了实验程序功能框图。以下给出步骤5中的控制参数及其调节范围EnableFlag：0、1；启停控制位SpeedRef：（00.9）；速度给定值IdRef：（0.20.24）；D轴电流给定图2-5-1 “步骤5”软件流程1. 启动CCS软件，然后用“FileWorkspaceLoad Workspace”菜单命令打开“DMCC28V32XsysACI3_3_281XcIQmathbuild” 文件夹下的工作环境文件“aci3_3_281x_ccs2x.wks”文件。2. 将头文件“build.h”中的编译指令BUILDLEVEL设为“LEVEL5”，然后用“Project-Build”命令重新编译连接程序。图2-5-2 “步骤5”功能框图3. 用“File-Load Program”菜单命令加载“aci3_3.out”文件到目标板，此时注意观察加载的文件“aci3_3.out”是否您刚才编译链接生成的文件，看一下文件的生成时间就知道了，如果所有源文件都没有修改，此时“aci3_3.out”的生成时间不会变化；如果想证实源文件编译是否执行，可以在主程序中随便修改一点注释内容，那么编译的时候就肯定会生成新时间的输出文件。4. 点击“Debug-Real time Mode”选择实时模式，此时出现一个对话框，选择“是（Y）”，再点击“Debug-Run” 或者点击左侧运行图标运行程序，此时程序在实时运行模式下运行。5. 在“Watch window”窗口中左键点击“Build5”标签并在空白处点击右键，选择连续刷新模式“Continuous Refresh” ，此时应能观察到“BackTicker”变量在不断变化，说明主程序已经运行。6. 在MCKII控制器面板上进行电机选择，选择三相交流异步电机显示正确后，进入状态页面（F1），打开主电源(按钮：电源)。如果从步骤4继续实验，跳过此步。7. 设置变量“EnableFlag”为1，此时应能观察到变量“IsrTicker”也在不断变化，说明主中断服务程序已经正常运行，此时如果各电路部分正确，机组连接正确的话，电机应稳定运行在750转每分的状态。前面几步速度给定值都是磁链给定值，而不是电机的转速，他们之间有转差，而这一步速度给定是针对电机转速而设定的，所以在速度闭环的作用下，电机转速应该和设定值保持一致。程序给定的速度为0.5，相对于1500的PU值而言是750转每分。如果电机速度稳定在该值附近说明速度闭环工作正常，至此也说明沿转子磁场定向的矢量控制方法已经成功。8. 分别右键点击图形显示窗口“Channal1&2”、“Channal3&4”，选择连续刷新模式“Continuous Refresh” ，观察rg1.out、cm1.Theta、park1.Ds以及park1.Qs的波形应和步骤四的波形一致。其中Channal1窗口显示的是给定磁链值rg1.out， Channal2窗口显示的是电流模型计算出的磁链cm1.Theta，Channal3&4显示的是PARK变换后的励磁电流值park1.Ds和转矩电流值park1.Qs，也就是反馈回来的励磁电流和转矩电流值。观察“Watch window”窗口中“Build5”标签中速度变量speed1.SpeedRpm的值，是否稳定在750转每分左右。现在在MCKII控制面板中增加负载，也就是给磁粉制动器输出电流30ma，观察电机速度的变化，应该能观察出电机速度降低后很快又能回到750rpm的转速来，继续增加负载到60ma，观察电机速度PI调节的现象。然后将负载变为0，观察电机速度的变化。9. 改变SpeedRef的值，观察电机速度的变化，当电机速度在0到0.7之间变化时，观察电机速度是否能闭环成功。当电机速度越高时，稳定效果越差，这是由于转子磁链电流模型本身带来的问题，在高速时容易引起磁通振荡，所以转子磁链的电流模型比较适合于中低速运行。10. 点击“Debug-Halt” ，再点击“Debug-Real time Mode” ，最后点击“Debug-Reset CPU” ，“DebugRestart”，退出实时运行模式。11. 先关闭MCKII的功率部分主电源（在液晶显示状态页面时按下电源按钮），然后关闭CCS软件退出程序，关闭控制电源。在退出CCS之前必须关闭主电源，此点很重要。第二章有刷直流电动机PWM控制方案第二章、用MCK实现有刷直流电动机PWM控制方案实验概述：本实验分3步测试逐步完成从开环控制到闭环控制，每步编译用到的模块不同。下面给出本程序中所有模块及对应步骤所编译到的模块。表3-1软件模块步骤1步骤2步骤3DATALOGRMP_CNTLBDCPWM_DRVQEP_NO_INDEX_DRVESTIMATEDSPEEDPID_REG3图标表示本步骤用到此模块，图标表示本步骤要测试的模块下面再给出每个模块的输入与输出量名称及其量值格式表3-2软件模块输入量输出量名称格式名称格式DATALOG*iptr1*iptr2*iptr3*iptr4Pointer to Q15 variablesN/AMemoryRMP_CNTLTargetValueIQSetpointValueIQBDCPWM_DRVRotationDutyFuncQ0Q15CMPR1CMPR2T1PEREV registersQEP_NO_INDEX_DRVCAP1,2EV H/W pinMech ThetaOutputThetaDirectionQepQ15Q15Q0ESTIMATEDSPEEDEstimatedThetaIQEstimatedSpeedIQPID_REG3RefFdbIQOutIQ（一）、有刷直流电动机PWM控制原理简介有刷直流电动机的控制方法很简单，如果采用他励电动机，励磁恒定，无需控制。电动机转矩正比于电枢电流，而电枢电流又直接受控于电枢电压，通过PWM的方法调控电枢电压，就能线性的调控输出转矩。具体的PWM驱动波形产生方案与控制系统采用的主电路拓扑有直接关系。MCK-II的主电路拓扑是全桥结构，所以可以采用单极性或者双极性PWM控制方案。实验程序采用的是单极性PWM波形驱动。（二）、系统组成方案及功能模块划分一个典型双闭环直流电机控制系统至少包含6个软件模块，下图给出了系统的功能模块划分和模块间的相互关系。图3-2-1有刷直流电动机双闭环PWM控制系统组成框图（三）、系统调试步骤步骤1、开环启动功率单元测试此步骤主要用来测试pwm产生模块、正交脉冲捕获模块、速度计算模块的功能及硬件电路的连接是否正确。逆变电路是否可靠工作。通过输入参考占空比的值来开环调控电动机转速。用户输入的占空比参量值送给直流PWM模块产生相应的PWM控制信号。图3-1-1和图3-1-2分别给出了此步骤的功能框图和软件流程图。以下给出步骤2中的控制参数及其调节范围：EnableFlag：启停控制（0，1）pwm1.DutyFunc ：PWM占空比控制（00x7ff0）pwm1.Rotation：转向控制（0，1）图3-1-1“步骤一”功能框图图3-1-2“步骤一”软件流程图首先按操作规范完成仿真器和TechV2812 CPU板的连接，注意CPU板上红色的8位拨码开关从右边数第二个开关要按下去，其他都不按下，并安装好机组和电气连线，接通MCKII的控制电源（后面板左下角的船型开关），测试具体操作方法如下：1. 启动CCS软件（2.2版本），然后用“FileWorkspaceLoad Workspace”菜单命令打开文件夹“DMCC28V32XsysDCMOTOR_281xcIQmathbuild”下的workspace工作环境文件“dcmotor_281x.wks”文件。2. 将头文件“build.h”中的编译指令BUILDLEVEL设为“LEVEL1” ，然后用“Project-Build”指令重新编译连接程序；3. 用“File-Load Program”菜单命令加载“dcmotor.out”文件到目标板，此时注意观察加载的文件“dcmotor.out”是否您刚才编译链接生成的文件，看一下文件的生成时间就知道了，如果所有源文件都没有修改，此时“dcmotor.out”的生成时间不会变化；如果想证实源文件编译是否执行，可以在主程序中随便修改一点注释内容，那么编译的时候就肯定会生成新时间的输出文件。4. 点击“Debug-Real time Mode”选择实时模式，此时出现一个对话框，选择“是（Y）”，再点击“Debug-Run” 或者点击左侧运行图标运行程序，此时程序在实时运行模式下运行。5. 在“Watch window”窗口中左键点击“Build1标签并在空白处点击右键，选择连续刷新模式“Continuous Refresh” ，此时应能观察到“BackTicker”变量在不断变化，说明主程序已经运行。在MCKII控制器面板上进行电机选择，选择直流有刷电机正确后，进入状态页面（F1），打开主电源(按钮：电源)。然后设置变量“EnableFlag”为1，此时应能观察到变量“IsrTicker”也在不断变化，说明主中断服务程序已经正常运行，此时如果各电路部分正确，机组连接正确的话，在不带负载的情况下电机应稳定运行在800转每分左右的状态。6. 分别右键点击图形显示窗口“Channal1&2”、“Channal3&4”，选择连续刷新模式“Continuous Refresh” ，观察qep1.MechTheta、speed1.EstimatedSpeedRpm、pwm1.Rotation以及pwm1.DutyFunc的波形。qep1.MechTheta是检测到的转子角度的斜坡函数，表示的是转子的旋转角度，speed1.EstimatedSpeedRpm表示的是转子的转速，pwm1.Rotation表示的转子的旋转方向，pwm1.DutyFunc表示的是PWM占空比。最大为7fffh。7. 在“Watch window”窗口中的“Build1”标签中双击pwm1.DutyFunc变量右侧的数据，输入要改变的值，观察电机速度的变化，例如输入0x5000后回车，观察电机速度的变化，然后改变为0x1000后回车观察电机速度的变化。双击pwm1.Rotation后改变为1，观察电机的转向是否变化，速度显示是否正确。8. 点击“Debug-Halt” ，再点击“Debug-Real time Mode” ，最后点击“Debug-Reset CPU” ，“DebugRestart”，退出实时运行模式。9. 如果继续实验，请转步骤2，否则关闭MCKII的功率部分主电源（在液晶显示状态页面时按下电源按钮），然后关闭CCS软件退出程序，关闭控制电源。步骤2、速度闭环PI调节器模块测试此步骤主要用来测试转速调节器模块的功能，并整定调节器参数。在上一步骤的基础上进行此步骤实验。图3-2-1和图3-2-2分别给出了此步骤的功能框图和软件流程图。以下给出步骤2中的控制参数及其调节范围：EnableFlag：启停控制（0，1）SpeedRef ：速度参考输入（-0.90.9）图3-2-1“步骤2”功能框图图3-2-2“步骤2”软件流程图首先按操作规范完成仿真器和TechV2812 CPU板的连接，并安装好机组和电气连线，接通MCKII的电源，测试具体操作方法如下：1. 启动CCS软件（2.2版本），然后用“FileWorkspaceLoad Workspace”菜单命令打开文件夹“DMCC28V32XsysDCMOTOR_281xcIQmathbuild”下的workspace工作环境文件“dcmotor_281x.wks”文件。2. 将头文件“build.h”中的编译指令BUILDLEVEL设为“LEVEL2” ，然后用“Project-Build”指令重新编译连接程序；3. 用“File-Load Program”菜单命令加载“dcmotor.out”文件到目标板，此时注意观察加载的文件“dcmotor.out”是否您刚才编译链接生成的文件，看一下文件的生成时间就知道了，如果所有源文件都没有修改，此时“dcmotor.out”的生成时间不会变化；如果想证实源文件编译是否执行，可以在主程序中随便修改一点注释内容，那么编译的时候就肯定会生成新时间的输出文件。4. 点击“Debug-Real time Mode”选择实时模式，此时出现一个对话框，选择“是（Y）”，再点击“Debug-Run” 或者点击左侧运行图标运行程序，此时程序在实时运行模式下运行。5. 在“Watch window”窗口中左键点击“Build2标签并在空白处点击右键，选择连续刷新模式“Continuous Refresh” ，此时应能观察到“BackTicker”变量在不断变化，说明主程序已经运行。6. 在MCKII控制器面板上进行电机选择，选择直流有刷电机正确后，进入状态页面（F1），打开主电源(按钮：电源)。如果从步骤1继续实验而来，跳过此步。7. 设置变量“EnableFlag”为1，此时应能观察到变量“IsrTicker”也在不断变化，说明主中断服务程序已经正常运行，此时如果各电路部分正确，机组连接正确的话，在不带负载的情况下电机应稳定运行在750转每分左右的状态。8. 分别右键点击图形显示窗口“Channal1&2”、“Channal3&4”，选择连续刷新模式“Continuous Refresh” ，观察qep1.MechTheta、pwm1.DutyFunc、speed1.SpeedRef、以及speed1.SpeedFdb的波形。qep1.MechTheta是检测到的转子角度的斜坡函数，表示的是转子的旋转角度，speed1.SpeedRef表示的是速度给定值，speed1.SpeedFdb表示的是速度反馈值。9. 在“Watch window”窗口中的“Build2”标签中双击SpeedRef变量右侧的数据，输入要改变的值，观察电机速度的变化，例如输入0.6后回车，观察电机速度的变化，应该为900转每分，然后改变为-0.6后回车观察电机速度的变化，应该为-900转每分。注意pwm1.Rotation变量随着速度给定为负值时的变化。在确认电机速度能及时准确的跟随速度给定值变化后，在某一速度下，通过MCKII控制器的面板设定不同的负载，观察电机的带负载能力。10. 点击“Debug-Halt” ，再点击“Debug-Real time Mode” ，最后点击“Debug-Reset CPU” ，“DebugRestart”，退出实时运行模式。11. 先关闭MCKII的功率部分主电源（在液晶显示状态页面时按下电源按钮），然后关闭CCS软件退出程序，关闭控制电源。68 DS-MCK DSP电机控制实验开发套件使用说明书北京精仪达盛科技有限公司E-mail: TelFaxSurport三章无刷直流电动机PWM控制方案第三章、用MCK实现无刷直流电动机PWM控制方案实验概述：本实验是一个无刷直流电动机的PWM控制系统。结构简单，用到的模块也较少。下面给出每个模块的输入与输出量名称及其量值格式表4-1软件模块输入输出名称格式名称格式DATALOG*iptr1*i