基于DSP的无刷直流电机伺服系统设计
1．3 驱动电路
电机的驱动电路由驱动芯片IR2130和三相全逆变电路构成。功率驱动电路采用+15 V供电，驱动芯片IR2130内置了2．5 μs的死区时间，防止统一桥臂的上下两个MOSFET同时导通。当系统出现欠压，过流时，IR2130启动内置的保护电路锁住后面的PWM输出，保护系统电路。IR2-130的输入信号是由CPLD解算而得的6路PWM波，经过光耦隔离后送入IR2130，输出信号送MOSFET驱动无刷直流电机。在三相逆变电路中，六个功率器件起绕组开关作用，采用两两通电，三相六状态方式，每一个瞬间有两个功率管导通，每隔1／6周期(60°电角度)换相一次，每次换相一个功率管，每个功率管一次导通120°电角度。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/163142.htm
2 伺服系统的控制策略
本系统是通过电流、速度、位置三闭环结构实现系统控制的，其中电流环和速度环是内环，位置环是外环。
图2是无刷直流电机控制系统框图，在系统中设置了速度PI调节器和电流PI调节器，分别调节电机的转速和电流，两者之间是串级连接。给定的位置信号U与反馈的位置信号position经过位置PID调节后得到速度的参考值SDref。根据两次捕获的时间可以计算出电机运行的速度speed，此速度作为速度参考值的反馈量，经过速度PI调节后可以得到参考电流Iref，通过电流检测电路可以得到电流的反馈量I，再经过电流PI调节，最后得到的调节量用来控制PWM的占空比，即把速度调节器的输出当做电流调节器的输入，再以电流调节器的输出去控制PWM装置。
2．1 电流环控制
电流环是通过电流反馈控制使电机电枢电流线性受控，可达到电机输出力矩的线性控制，并使其动态范围响应快，安全性提高。
在实际应用中，为加快系统响应速度，减轻DSP负担，采用模拟实现方法。将电阻串联在电枢回路上，同时起到一个功率变换电路的过电流保护作用。通过电流反馈控制使电机电枢电流线性受控，可达到电机输出力矩的线性控制，并使其动态范围响应快，安全性提高。
电流环设计中，电流调节器选用PI调节器；限幅器可以和电流调节器做在一起，限幅值由PWM功放输入范围确定；PWM功放选用专用集成电路；滤波保护网络采用LC网络提高EMC水平，二极管网络保护PWM功放选；电流调节器选用PI调节器；采样电阻选用O．1Ω，如果所选PWM功放具有电流测量端子，也可以直接读出电机电流值。
图3为电流环控制框图，R-电机电枢电阻，Tm-电机时常数。Ks-功率放大器电压放大系数。电流环设计的参数：PI调节器，一阶无静差；输出最大电流≥0．63 A，反馈系数为15．873；带宽≥30 Hz；τi选为电机等效时常数。
2．2 速度环控制
速度环是位置环的重要内环路，速度闭环可改善控制对象的线性度，提高速度控制精度，改善电网电压等对电机转速的影响，提高抗干扰能力，改善系统性能。
转子旋转一周的时间内，霍尔传感器输出3路180°的交叠信号，电动机每转动60°就有一次换相，只要检测两次换相的时间间隔就能计算出电机的速度。
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