燃料电池车离散MRAC电机控制系统的DSP软件设计

1、燃料电池车离散mrac电机控制系统的dsp软件设计燃料电池车是以氢气为燃料，氢气与大气中的氧气发生化学反应，通过电极将化学能转化为电能，以电能作为动力驱动汽车前进。燃料电池汽车具有高效率、无污染、零排放、无噪声等高科技优势，代表了将来汽车用法新型能源、先进科技以及追求环保的进展趋势，领导着汽车工业革命的新潮流。电机驱动系统是燃料电池车的心脏，挺直影响着燃料电池车性能的优劣。数字信号处理器()的进展使各种先进的控制策略应用于电机驱动系统成为可能。模型参考自适应控制在中的应用，能够提高电动汽车电机驱动系统性能，加速电动汽车产业的进展。1 燃料电池车及其离散mrac电机控制系统本文所讨论的燃料电池车

2、电机是型号为xq-5-5h的5 kw直流牵引电机，对电机的控制采纳包括环和速度环的双闭环调速系统，其结构框图1所示。图中虚线方框内由以dsp为核心的控制系统来实现。本文主要探讨其软件的没计。对双闭环调速系统的设计在此不做具体研究，这里只给出设计结果。对电流的调整采纳传统的pi调解，其传递函数为：式中：k为pi调整器比例部分的放大系数；为积分时光常数。对速度的调整采纳自适应调解办法，为了便于计算机实现，采纳离散模型参考自适应控制，结构图2所示。对于其详细解释参见文献。2 控制系统软件设计21 硬件系统介绍基于fms320lf2407a的燃料电池车电机驱动控制系统硬件系统方框图3所示，主要包括给定

3、信号检测、电流检测电路、速度检测电路、输出电路和dsp外部电路。22 主程序设计主程序包括初始化程序和循环等待2部分。系统上电或复位后主程序自动运行，它首先将系统初始化，主要包括硬件初始化即按照要求给各种硬件如时钟及模块、io模块、定时器、sci模块、模块、定时器、控制寄存器等赋值，以便各模块正常工作，以及程序全局变量初始化，主要包括电流pi调整、转速自适应控制调整参数初始化以及其他全局变量初始化，然后开中断并等待。23 pwm中断处理程序设计采纳定时器周期中断标记启动ad转换，当t1下溢时启动ad转换，所检测的电流经处理后接模数转换器的adcin00引脚，当转换完成后，中断标记位都被设置为1

4、，则在ad中断服务程序中将转换结果读出，完成1次ad采样。转换结束后申请pwm中断，pwm中断完成主要的控制功能，流程图4所示。因为电机控制系统的机械时光常数远大于系统的电气时光常数，系统的速度环控制周期可比电流环控制周期大。该系统在每个pwm周期中都举行一次电流采样和pi调整，因此电流采样周期与pwm周期相同，可以实现实时控制，而速度环控制周期选为每100个pwm周期，对速度举行1次调整。在每个电流控制周期，被qep单元计数的脉冲数被累加到变量speedcount中，变量speedflag从初始值speedstep(100)开头减1直到等于0，此时读取100个电流控制周期(1个速度控制周期)

5、的总脉冲数举行速度计算，并将speedcount清零，将变量speedflag赋初始值，开头下一次速度脉冲计数。24 电流pi调整器程序设计式(1)给出的调整器为延续传递函数，为了便于计算机的实现，用法防积分饱和的pi调整器，其算法改进为：式中：ki=kp；kc=kikp=t，按照防饱和的pi调整器算法确定系统流程图5所示。25 速度自适应程序设计速度自适应调整算法在图2中已经给出，该算法为离散自适应算法，可挺直用于程序设计。离散模型参考自适应分为参考模型和被控对象两部分，所以首先研究参考模型的实现。对于二阶参考模型其离散方程可表示为：这样可以得到参考模型输出。被控对象速度输出y(k)由速度检测电路检测，可得预告误差：可得u(k)。按照以上分析编写速度自适应控制程序，流程图6所示。3 结语自适应控制理论在燃料电池车电机控制系统中的应用，对于提高电动汽车的驱动性能具有较好的效果。本文探讨了在电机