- 基于Blackfin BF50x處理器的電機驅(qū)動控制系統(tǒng)

　　2.2 電機驅(qū)動控制方案

　　通過Blackfin BF50x處理器能在電機控制系統(tǒng)的設計中執(zhí)行更復雜的算法， 從而確保對系統(tǒng)進行動態(tài)控制， 以適應系統(tǒng)行為的實時變化， 并最終獲得更平穩(wěn)的性能和較低的功耗。通過采用無傳感的矢量控制可以實現(xiàn)更高的電機控制效率，而利用先進建模技術則可準確地確定電機位置和/或者速度， 以省略掉位置/速度傳感器， 進一步降低成本并提高系統(tǒng)可靠性。

　　由于BF50x已經(jīng)實現(xiàn)了優(yōu)化的電機控制應用外設的集成， 因此， 用戶可以在該系列產(chǎn)品中為其電機控制應用選擇內(nèi)置雙SAR 型12 位ADC(BF506F) 來實現(xiàn)更精確的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換， 從而提供對電機狀態(tài)準確建模所需要的精度， 同時也可以更準確地估計電機的位置/速度; 由于BF50x的片上4MB并行閃存存儲器可以用于程序存儲， 故可省掉片外存儲器， 從而降低系統(tǒng)成本， 提高可靠性; 而存儲接口的標準特性以及片內(nèi)CAN控制器則可提供電機控制應用中的通信接口和存儲支持。圖2所示是基于BF50x處理器的電機驅(qū)動硬件解決方案的信號連接圖。

　　基于BF50x處理器的電機驅(qū)動硬件方案

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　　圖2 基于BF50x處理器的電機驅(qū)動硬件方案

　　3 軟件設計

　　在電機控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程中， 先進的集成開發(fā)環(huán)境對于快速而方便地完成軟件編程和調(diào)試是十分重要的。為此， ADI 公司在推出BF50x的同時， 也針對BF50x系列器件新推出了低成本的EZ-KIT Lite*估套件， 包括ADI VisualD-SP++集成開發(fā)和調(diào)試環(huán)境(IDDE)。事實上， 為表1 算術庫函數(shù)列表了方便基于BF50x實現(xiàn)的電機控制應用， ADI早在2008年 8月就開始與上海交通大學合作推出了基于BF548處理器實現(xiàn)BF50x在電機控制應用上的軟硬件仿真設計， 并已成功完成了針對基于BF50x的三相感應電機、無刷直流電機、永磁同步電機控制應用的硬件平臺和軟件完整解決方案， 也可以向用戶提供軟硬件設計文檔、算法模塊及庫資源。表1所列為該資源庫的函數(shù)列表。

　　表1 算術庫函數(shù)列表

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　　算術庫函數(shù)列表

　　該方案所提供的軟件模塊包括通用ADC驅(qū)動程序、霍爾效應接口驅(qū)動程序(針對采用傳感器的無刷直流電機控制應用)、PWM驅(qū)動程序等在內(nèi)的全部驅(qū)動程序以及各種算法模塊。許多硬件參考設計都可直接使用該方案的完整軟件模塊，因而可極大地加快電機控制系統(tǒng)的設計過程， 并大大地降低設計難度和成本。

　　目前， ADI在中國全面上市的最新款超低價高性能仿真器ADZS-ICE-100B就是為使用Blackfin的客戶而定制的。該ADZS-ICE-100B仿真器除了價格十分低廉以外， 其諸多的創(chuàng)新功能也為JTAG仿真器帶來了性能更高、使用更加便捷的全新體念。

　　4 結(jié)束語

　　在為電機控制系統(tǒng)選擇DSP平臺時， 除了性能和特性外， 選擇具有市場優(yōu)勢以及可長期穩(wěn)定供貨的產(chǎn)品， 對于OEM持續(xù)的產(chǎn)品開發(fā)和今后的升級非常重要， 因為這涉及到研發(fā)成果(包括軟件及硬件) 的可重用性。本設計選用ADI的Blackfin處理器來進行電機控制設計， 這種方法具有成本低， 開發(fā)時間短， 控制精確， 仿真設計平臺和軟件可選且性能優(yōu)化等優(yōu)點， 因而是電機驅(qū)動控制系統(tǒng)設計的理想方案。