TI InstaSPIN---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：

　　1. 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：