在開(kāi)發(fā)基于DSP的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)，需要及時(shí)觀察驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的變量，并控制一些程序和修改具體參數(shù)。在實(shí)際操作中，數(shù)字信號(hào)處理器無(wú)法通過(guò)外部端口進(jìn)行控制，因此需要數(shù)字信號(hào)處理器的串行通信模塊來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)由上位機(jī)和以數(shù)字信號(hào)處理器為核心的電機(jī)控制系統(tǒng)組成。Pc在DSP程序中改變轉(zhuǎn)矩和磁鏈設(shè)置，通過(guò)串口調(diào)整PI參數(shù)。電機(jī)控制系統(tǒng)控制電機(jī)，收集相關(guān)數(shù)據(jù)并反饋給Pc進(jìn)行分析、處理、顯示和存儲(chǔ)。以數(shù)字信號(hào)處理器控制的永磁同步電機(jī)為例，介紹了整個(gè)控制系統(tǒng)中串行通信的實(shí)現(xiàn)。

1永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)

永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)框圖如圖1所示，采用直接轉(zhuǎn)矩控制方式，是80年代提出的交流電機(jī)高性能控制策略。該控制系統(tǒng)是一個(gè)速度和扭矩雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用電壓和電流傳感器來(lái)檢測(cè)DC母線電壓Vdc。定子兩相電流I和I，定子三相坐標(biāo)系中的電壓和電流變量通過(guò)坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)化為-靜止定子坐標(biāo)系中的兩相分量。用磁鏈和轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器得到的定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩的實(shí)際值作為反饋量，并與磁鏈和轉(zhuǎn)矩的給定值進(jìn)行比較。得到的誤差信號(hào)經(jīng)過(guò)磁鏈和轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器的滯環(huán)控制單元后，得到0和1的控制信號(hào)。然后綜合考慮當(dāng)前定子磁鏈所處的區(qū)域，選擇合適的電壓空間矢量來(lái)控制定子磁鏈的轉(zhuǎn)速和方向，可以直接快速的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)。

如果測(cè)試儀能夠及時(shí)觀察和調(diào)整轉(zhuǎn)矩、磁鏈、電壓、電流等控制參數(shù)，將大大提高電機(jī)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率。

串行通信的實(shí)現(xiàn)

PC機(jī)與數(shù)字信號(hào)處理器串行通信的實(shí)現(xiàn)包括硬件設(shè)計(jì)、上位機(jī)程序設(shè)計(jì)和下位機(jī)程序設(shè)計(jì)三個(gè)部分。

2.1串行通信硬件設(shè)計(jì)

考慮到該測(cè)試平臺(tái)的實(shí)際需求，采用RS-232實(shí)現(xiàn)了PC機(jī)與數(shù)字信號(hào)處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸。現(xiàn)在RS。232通訊口是每臺(tái)電腦上必備的配置，通常包含COM1和COM2兩個(gè)端口，方便上位機(jī)和下位機(jī)的連接，實(shí)現(xiàn)電腦對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控。圖2顯示了TMS320LF2407串行通信1: 1電路。該電路采用符合RS-232標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)芯片MAX232進(jìn)行串行通信。MAX232芯片功耗低，集成度高，5 V電源，兩個(gè)收發(fā)通道。由于TMS320LF2407采用3.3 V供電，需要將5 V的1TI1L電平轉(zhuǎn)換為3.3 V的高電平，整個(gè)接口電路簡(jiǎn)單，可靠性高。

2.2電腦程序設(shè)計(jì)

Delphi是一個(gè)面向?qū)ο蟮目梢暬幊坦ぞ?，它具有?qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境和極快的編譯器，既有Visual C的強(qiáng)大功能，又有VB的易學(xué)易用特性。通過(guò)安裝MSComm控件[2]，可以在Delphi環(huán)境下輕松實(shí)現(xiàn)串行通信。MSComm提供了兩種處理通信問(wèn)題的方法：一種是事件驅(qū)動(dòng)方法，另一種是查詢方法。該系統(tǒng)采用事件驅(qū)動(dòng)方法，程序響應(yīng)及時(shí)，可靠性高。只要知道MSComm的屬性和事件的用法，就可以操作串口。

其主要屬性是：

(1) eomport屬性，用于設(shè)置和返回連接的串口號(hào)；

(2)setTIngs屬性，以字符的形式設(shè)置并返回串口的波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位和停止位參數(shù)；

(3) po ~ open屬性，用于設(shè)置或返回通信連接端口的狀態(tài)；

(4)輸入屬性用于從輸入緩沖區(qū)返回和刪除字符；

(5)輸出屬性用于將待發(fā)送的數(shù)據(jù)輸入傳輸緩沖區(qū)；

(6)inputlen屬性，用于指定串口終端I讀入的字符串的長(zhǎng)度或字節(jié)數(shù)：I；

(10)commevent屬性，當(dāng)通信錯(cuò)誤或事件發(fā)生時(shí)，將生成oncomm事件；

(11)inbufercount屬性，用于接收緩沖區(qū)中的字符數(shù)；

(12)inputmode屬性，用于設(shè)置或返回輸入屬性檢索到的數(shù)據(jù)類型。

在程序設(shè)計(jì)中，首先要初始化MSComm，可以通過(guò)雙擊MSComm控件進(jìn)行設(shè)置，也可以在程序中進(jìn)行修改。

該系統(tǒng)根據(jù)需要設(shè)計(jì)了自己的通信協(xié)議。

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　　(1)幀分為兩類，即控制幀和數(shù)據(jù)幀?？刂茙瑸樯衔粰C(jī)發(fā)出的控制命令，數(shù)據(jù)幀為上、下位機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

　　(2)上位機(jī)對(duì)下位機(jī)通信中的控制幀，格式都是一個(gè)字節(jié)，定義如下：AA為下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù);AB為下位機(jī)接收數(shù)據(jù);AC為下位機(jī)停止發(fā)送

　　(3)數(shù)據(jù)幀為兩個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)范圍是0～65535，滿足了數(shù)據(jù)要求。

　　例如，把電機(jī)磁鏈設(shè)置為200，該通信命令由4個(gè)字節(jié)組成，數(shù)據(jù)格式為AB0400C8。其中：AB為控制幀，04代表磁鏈，00C8為數(shù)據(jù)幀。每個(gè)字節(jié)包含1個(gè)起始位、1個(gè)停止位、8個(gè)數(shù)據(jù)位，這些都是隱藏在底層程序中的，在實(shí)際應(yīng)用中用戶只需在通信界面上設(shè)置磁鏈值200，然后單擊“n發(fā)送”按鈕即可實(shí)現(xiàn)該命令。圖3為PC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖。