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电气动力转向系统的扭矩控制问题

—— 扭矩控制问题
作者:Thomas Böhm 飞思卡尔时间:2009-09-14来源:电子产品世界

  基于Power Architecture®的系列专门为先进的电机控制应用而设计。该系列产品提供了用来获取电机控制信号的高精度模数转换器(ADC)和定时器功能模块,基于哈佛结构的高性能核处理单元以及能产生中心对齐、边沿对齐和非对称PWM波形的脉宽调制模块(PWM)。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/98100.htm

  新推出的系统基础芯片MC33905系列产品集成了为32位以及动力转向控制单元其它组件提供的电源管理解决方案。MC33905系列产品包含了两个5V/3.3V可选的电压调节器,一个ISO 11898高速CAN接口和两个LIN 2.0接口。这些集成的监控单元能满足系统低压检测和电压、电流以及温度保护的功能需求。

  MC33937预驱动器集成了具有超过1A电流栅极驱动能力的上桥臂和下桥臂FET的驱动器。该芯片能与微控制器的PWM输出通道接口直接连接,并能通过SPI串行端口进行用户配置。

  技术挑战

  矢量控制为输出最大扭矩,将永磁同步电机的转子磁场和定子磁场按一定的方向进行排列,最佳的解决方案就是保证两者磁场彼此相交成90度。这种为保持90度磁场排列的方案就是所谓的磁场定向控制(FOC)。

  典型永磁同步电机(PMSM)控制方案的周期大约为50 µs,在一个控制周期中,需要完成以下控制事务:

  · 电机相电流和直流母线电流的测量和计算

  · 编码器/解析仪信号的处理和转子位置的计算

  · 电机电流(id,iq)的克拉克/帕克变换处理

  · 处理电流控制算法

  · 通过反帕克/克拉克变换产生新的PWM信号

  由于上面描述的控制事务和功能安全系统的需求,电气动力转向控制单元的设计者需要面对以下的技术挑战。

  快速而精确地获取状态变量

  若给定PWM的控制周期,为获得直流母线电流和(或)相电流,需要快速而精确的模数转换器(ADC)。为了可以在一个PWM周期内完成多个数据点的过采样,ADC需要具备快速的转换速度。典型地,在至少保证9位转换精度的情况下ADC的转换时间不应超过1.5 µs。



关键词: 飞思卡尔 MCU MPC560xP

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