基于DSP和FPGA的双核系统控制流程优化

图7.20　非线性模型控制框图

本章采用DSP和FPGA芯片双核作为开关磁阻电机调速的控制器，此控制器流程如图7.20所示。该控制系统主要由速度闭环和电流闭环两个反馈控制回路组成，相比传统的单DSP控制器多了作为辅控制器的FPGA芯片，从控制系统的角度来看，FPGA作为辅助电流控制器负责接收传感器的反馈信号并对信号进行必要的处理。另外在FPGA芯片中建立了已测得的开关磁阻电机的实际电感模型，该模型是以电机绕组角度和电流为参数的三维电感模型。控制器只需要得到检测的位置信号和电流信号就可以得到电机的电感值，以供控制器运算。

在系统的转速闭环中，根据位置检测信号计算得到的当前电机转速与给定转速做比较，得出速度的偏差，通过速度偏差生成转矩参考值。在电流闭环中，根据电流传感器和编码器检测的实际相电流和实际位置得到电机此时的真实电感值，由控制算法得到该电感下产生参考转矩所需的电流控制量，该控制信号可调节PWM的占空比，从而实现对电机绕组电流的控制以及对输出转矩的控制。

DSP主程序的控制流程如图7.21所示。从DSP通电开始，系统首先对DSP进行一些必要的初始化程序，其中主要包括：DSP系统初始化、EV模块初始化、SPI模块初始化和中断使能等。在初始化程序完成后，系统进入运行程序中，运行程序主要由SPI接受程序、控制器程序和PWM输出程序构成。(www.xing528.com)

图7.21　DSP2812中的程序框图

图7.22　FPGA中的程序框图

FPGA的程序流程如图7.22所示，其主要由信号接收处理和SPI通信模块构成。