永磁同步电机控制系统的串行通信实现
来源： 作者： 发布时间：2014-12-28 11:49:29 浏览量：(1)帧分为两类，即控制帧和数据帧。控制帧为上位机发出的控制命令，数据帧为上、下位机的实时数据。
(2)上位机对下位机通信中的控制帧，格式都是一个字节，定义如下：AA为下位机发送数据;AB为下位电感生产厂家机接收数据;AC为下位机停止发送
(3)数据帧为两个字节，数据范围是0～65535，满足了数据要求。
例如，把电机磁链设置为200，该通信命令由4个字节组成，数据格式为AB0400C8。其中：AB为控制帧，04代表磁链，00C8为数据帧。每个字节包含1个起始位、1个停止位、8个数据位，这些都是隐藏在底层程序中的，在实际应用中用户只需在通信界面上设置磁链值200，然后单击“n发送”按钮即可实现该命令。图3为PC机发送数据流程图。
2.3 下位机程序设计
TMS320LF2407中包含一个串行通信模块(SCI)，SCI的寄存器是8位的。可编程的SC1支持CPU和其他使用标准非归零(NRZ)格绕行电感器式的异步外设之间的串行数字通信，SCI的接收器和发送器是双缓冲的，每个都有它自己的独立使能和中断位。波特率可以通过一个16位的波特率选择寄存器进行编程 。为了保证串行通信的成功，在通信前必须对DSP的SCI模块进行初始化，设置通信的波特率、奇偶校验、停止位及每个字节包含的位数等，这些参数的设置必须与PC机上的设置一致，否则会引起传输错误。在DSP与PC机的通信中，对于DSP来说，通信的主要功能是接收Pc机传来的数据和发送数据给Pc机。可采用查询和中断两种方式接收数据，查询方式需要程序循环检测通信端口，浪费DSP资源，因此本系统接收数据时采用中断方式;但在发送数据时由于要发送的数据比较多，如果也用中断方式就会干扰到电机的控制，电机不能平稳运行，因此采用查询方式。在中断子程序中设置发送标志位，通过在主程序中查询该标志位来决定是否发送数据。在发送数据过程中，下位机需要发送多组数据，每组数据对应不同的电机参数一体成型电感器，如何正确区分这些数据是通信能否成功的关键。本系统利用已设定的下位机发送参数的顺序、MSComm控件的inputlen属性及r什么是电感器threshold属性的配合使用来解决这个问题。另外下位机接收和发送寄存器是8 位的，需要设定标志变量来区分、合并高低字节。图4为下位机通信程序框图。
3 试验结果
利用DSP的SCI模块和MSComm控件可以方便地实现DSP与Pc机的串行通信。本文所介绍的设计方法已在Pc机和以TMS320LF2407为核心的直接转矩控制系统试验平台上进行了验证，结果表明：可以通过Pc机对永磁同步电机进行控制。图5为上位机监控界面，它包括参数发送和数据采集两部分，可以显示速度、磁链、转矩的给定值和实际值，便于用户比较。图6为永磁同步电机空载运行时的速度观测图。其中：直线代表速度给定值，曲线是速度实际值。速度给定值为500 r/min，通过转速表测量，转速为499r/min，从图中可以看出速度以极小的误差围绕给定值波动，证明了转速能被很好地控制住。图7为磁链标幺值的给定值与实际值比较图，磁链给定值为200，DSP中采用Q12格式，最后经过计算反馈到上位机时应为0.2，直线是给定值，曲线是实际值，在图中可以看出超调量很小，磁链参数也能准确地反馈到Pc机上，与试验预期结果相符。
4 结 语
采贴片电感用PC机与DSP的主从式结构，既能发挥DSP的数据处理能力，又具有良好的人机接口，这极大地方便了系统的开发调试。DSP和PC机串行通信可以实现下位机参数实时上传，使用户随时掌握电机状态性能;通过上位机在线修改DSP的程序，使电机按照要求运行，实现对电机的全数字化实时控制。本文所解决的关键难题为下一步实现电机控制系统性能的在线监测奠定了基础。
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