TI InstaSPIN---一種可以使幾乎沒有經驗的人員也可以快速、完全控制電機的技術解析
在高性能的電機控制應用中,我們一般用到磁場定向技術(FOC)。這個方法的原理比較直觀,主要是將三相定子電流通過坐標變換,分解為轉矩分量和勵磁分量,然后分別控制。這一算法涉及到以下步驟:
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/158895.htm 1. 使用Clarke 和Park 變換,將編碼器的3 相反饋電流輸入和轉子位置轉換為正交和直流電流分量。
2. 使用這些電流分量作為兩個并行運行的比例和積分(PI) 控制器的輸入,將直流電流限制為零,把正交電流保持在所需的扭矩水平上。
3. 通過Clarke 和Park 反變換,將PI 控制器的直接和正交電流輸出轉換回3 相電流。其原理如圖1所示。

FOC的基本原理在從事電機控制的開發人員中可謂眾所周知,但是真正能夠把其性能發揮好卻并不容易,主要的幾個問題是:
1) 采樣的問題:包括電流的采樣精度、編碼器的分辨率和計算延時等。
2) 調節器的設計與調諧,如果不清楚電機的參數則很難進行,目前很大程度上仍然是采用試湊的辦法,費時費力,而且容易受到電機參數漂移的影響。
3) 電機磁鏈的計算問題:不管是定子的,轉子的還是氣隙的,如果磁鏈計算的不準確,則整個FOC定向的基礎,即定向角度都會產生偏差,嚴重影響性能。
針對以上問題,TI在C2000系列DSC上面(目前支持TMS320F2806xF系列,包括(80和100管腳的69F, 68F和 62F)提出了InstaSPIN 電機解決方案,在此對其進行一下技術上的解析,希望起到拋磚引玉的作用。
目前已經開發好的InstaSPIN算法主要面向3個應用場合,如表1所示。

其實現的具體方法是,在控制器的ROM中,嵌入了TI自己開發的FASTTM技術。這一技術本身的原理比較復雜,但是在用戶端來看,我們面對的主要是一些寄存器,包括控制寄存器、數據寄存器等,只要正確控制相應的寄存器就可以正確發揮它的性能了。FASTTM技術主要包括以下方面:
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