HONEYWELL TC-MDP081 的输入脚有时有内部的上拉或下拉电路,这样,它不影响接口电路的阻抗计算,但是影响DC偏置计算做。给出了几个接口方法,为简化分析,不考虑内部的上拉或下拉。
3V的接口电路当TTL器件最大供电电压是5.25V,在额定电流时TTL输出的高电压是3.4V,空载时是4.05V;因此如考虑元件之间的最大压差,HONEYWELL TC-MDP081 供电电压是3.0V最大容许电压是3.3V,逻辑高电平的最大压差是0.75V.如果电流限在75M,在DSP与TTL之间加一10k的电阻足够了,这产生了小的RC延时(10knx5pF=5Qns),除了CAN总线,这种延时可以忽略,也可用更大电阻降低电流,但延时变长噪音抑制能力变差。
当供电电源是5.25V时,HONEYWELL TC-MDP081 输出空载时是5.25V,所以逻辑高电平时压差是1.95V,因此要加分压电路,如果电阻减小输入电阻也小。
因为DSP的输出是TTL兼容,不需要特别的电路,TTL的高低逻辑是2.4V到0.8V,而3.3V CMOS的输出高低逻辑是2.8V到0.4V,这中间有很大的域度,许多电机控制芯片是5V供电TTL输出到5VCMOS输入:这之间需要电平平移,当R1是10k时,CMOS输出是0.2V到3.3V,经D1的平移,输出是0.8V到3.9V,5VCMOS输入的门槛电压是1V到3.5V,中间还有0.2到0.4的域度。同时,有小的延时存在。
3.4改进的转子位置检测方法本系统的永磁无刷轮毂电机带有霍尔传感器,使用方便且价格低廉。但是,对于功率较大的电机,当绕组电流较大时,一方面将影响永磁转子所产生的磁场使其空间位置偏移,一方面由于换相电流冲击影响位置传感器附近的磁场分布,这两种情况都使得霍尔位置传感器的信号产生误差,甚至因干扰不能正常工作。通常此类电机的控制方案是把三路位置传感器输出接DSP器件的捕获单元,本系统中两个电机的六路位置传感器信号如使用捕获单元就需要涉及4个定时器及相应中断的使用。本系统摒弃这种常规方法,将位置传感器输出接DSP的/O口,在产生PWM的定时器下溢中断服务程序中读I/O口的状态,判断两电机相应的位置信号,并与前次位置信号对比,采取弱延迟换相和换相锁定技术,即在检测到位置改变时并非立即换相,而是继续在微小间隔内进行若干次位置检测,进一步判定是否确实处于换相的位置,当确定换相操作后,在一微小间隔内无论转子位置信号有无变化,都不再进行换相。这样既保证了换相处理的准确性,相对于使用捕获单元,软件设计也简化。设计中PWM的开关频率为15kHz,电机额定转速是340r/min,所以定时器下溢中断间隔相对于电机最小换相时间间隔足够小。
主程序部分完成系统初始化,两电机电流AD采样结果的处理,两驱动轮轮速计算,车体速度估算,电子差速算法及实施。
T1定时器下溢中断服务程序中完成从I/O口分别读取两个电机位置信号,并完成上述的弱延迟换相和换相锁定,设定两个电机的ACTRA/B控制字,启动车体转角的AD采样等。
T1定时器周期中断十次启动相应的两个电机的电流AD米样等。
集成模块IR2130.两个电机的电流、过电压、欠电压等保护信号产生时先硬件封锁其对应的IR2130的输出,同时接对应的DSP的PDPINTA或PD-PINTB脚。在DSP的相关书中,对PDPINT电源中断未有具体使用说明,本文根据实际试验,总结了TI2407DSP的PDPINTA/B电源中断的特点,说明如下:PDPINTA或PDPINTB管脚信号为下降沿有效,相应的PWM输出变为高阻状态,这种高阻状态在程序复位后才可以解除,同时,此管脚信号的下降沿同时产生中断申请,如果相应的中断未被屏蔽,则进入中断服务程序,完成相应的故障发生后的后台处理,中断服务程序完成后程序继续运行,但对ACTRA/B的改动不会影响其输出。本设计在电源中断服务程序中进行故障分析并给出故障指示,如果故障没有解除则此循环检测,故障解除后程序跳转到0000H复位。
实验结果(b)是直线运行时两电机的电流,由于从电流波形的频率可以换算到电机的转速,可以看出此时两电机的转矩和转速基本相同,(c)是转角为5°时两电机的电流,此时外侧电机的转矩大于内侧电机的转矩,同时转速高于内侧电机的转速,实现了良好的电子差速控制。
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