燃料電池車離散MRAC電機(jī)控制系統(tǒng)的DSP軟件設(shè)計(jì)
l 燃料電池車及其離散MRAC電機(jī)控制系統(tǒng)
本文所研究的燃料電池車電機(jī)是型號為XQ-5-5H的5 kW直流牽引電機(jī)，對電機(jī)的控制采用包括電流環(huán)和速度環(huán)的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。圖中虛線方框內(nèi)由以DSP為核心的控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。本文主要探討其軟件的沒計(jì)。
對雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在此不做詳細(xì)討論，這里只給出設(shè)計(jì)結(jié)果。對電流的調(diào)節(jié)采用傳統(tǒng)的PI調(diào)解，其傳遞函數(shù)為：
式中：K為PI調(diào)節(jié)器比例部分的放大系數(shù)；τ為積分時(shí)間常數(shù)。
對速度的調(diào)節(jié)采用自適應(yīng)調(diào)解方法，為了便于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，采用離散模型參考自適應(yīng)控制，結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。對于其具體說明參見文獻(xiàn)。
2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
2．1 硬件系統(tǒng)介紹
基于FMS320LF2407A的燃料電池車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)方框圖如圖3所示，主要包括給定信號檢測電路、電流檢測電路、速度檢測電路、PWM輸出電路和DSP外部電路。
2．2 主程序設(shè)計(jì)
主程序包括初始化程序和循環(huán)等待2部分。系統(tǒng)上電或復(fù)位后主程序自動(dòng)運(yùn)行，它首先將系統(tǒng)初始化，主要包括硬件初始化即根據(jù)要求給各種硬件如時(shí)鐘及看門狗模塊、I／O模塊、定時(shí)器、SCI模塊、ADC模塊、定時(shí)器、控制寄存器等賦值，以便各模塊正常工作，以及程序全局變量初始化，主要包括電流PI調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)速自適應(yīng)控制調(diào)節(jié)參數(shù)初始化以及其他全局變量初始化，然后開中斷并等待。
2．3 PWM中斷處理程序設(shè)計(jì)
采用定時(shí)器周期中斷標(biāo)志啟動(dòng)A／D轉(zhuǎn)換，當(dāng)T1下溢時(shí)啟動(dòng)A／D轉(zhuǎn)換，所檢測的電流經(jīng)處理后接模／數(shù)轉(zhuǎn)換器的ADCIN00引腳，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后，中斷標(biāo)志位都被設(shè)置為1，則在A／D中斷服務(wù)程序中將轉(zhuǎn)換結(jié)果讀出，完成1次A／D采樣。轉(zhuǎn)換結(jié)束后申請PWM中斷，PWM中斷完成主要的控制功能，流程圖如圖4所示。由于電機(jī)控制系統(tǒng)的機(jī)械時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)的電氣時(shí)間常數(shù)，系統(tǒng)的速度環(huán)控制周期可比電流環(huán)控制周期大。該系統(tǒng)在每個(gè)PWM周期中都進(jìn)行一次電流采樣和PI調(diào)節(jié)，因此電流采樣周期與PWM周期相同，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，而速度環(huán)控制周期選為每100個(gè)PWM周期，對速度進(jìn)行1次調(diào)節(jié)。在每個(gè)電流控制周期，被QEP單元計(jì)數(shù)的脈沖數(shù)被累加到變量speedcount中，變量speedflag從初始值speedstep(100)開始減1直到等于0，此時(shí)讀取100個(gè)電流控制周期(1個(gè)速度控制周期)的總脈沖數(shù)進(jìn)行速度計(jì)算，并將speedcount清零，將變量speedflag賦初始值，開始下一次速度脈沖計(jì)數(shù)。
2．4 電流PI調(diào)節(jié)器程序設(shè)計(jì)
式(1)給出的調(diào)節(jié)器為連續(xù)傳遞函數(shù)，為了便于計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)，使用防積分飽和的PI調(diào)節(jié)器，其算法改進(jìn)為：
式中：KI=KP／τ；KC=KI／KP=T／τ，根據(jù)防飽和的PI調(diào)節(jié)器算法確定系統(tǒng)流程圖如圖5所示。
2．5 速度自適應(yīng)程序設(shè)計(jì)
速度自適應(yīng)調(diào)節(jié)算法在圖2中已經(jīng)給出，該算法為離散自適應(yīng)算法，可直接用于程序設(shè)計(jì)。離散模型參考自適應(yīng)分為參考模型和被控對象兩部分，所以首先討論參考模型的實(shí)現(xiàn)。對于二階參考模型其離散方程可表示為：
這樣可以得到參考模型輸出。被控對象速度輸出y(k)由速度檢測電路檢測，可得預(yù)報(bào)誤差：
可得u(k)。根據(jù)以上分析編寫速度自適應(yīng)控制程序，流程圖如圖6所示。
3 結(jié)語
自適應(yīng)控制理論在燃料電池車電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，對于提高電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)性能具有較好的效果。本文探討了在電機(jī)DSP控制系統(tǒng)中，離散模型參考自適應(yīng)算法的實(shí)現(xiàn)，對于各種先進(jìn)的控制策略在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用進(jìn)行了積極的探索，對于推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
下載文檔摘要:介紹了船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)及其系統(tǒng)組成,重點(diǎn)針對其未來技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵字： 船舶 燃料電池 綜合全電力推進(jìn)摘要:主要介紹了應(yīng)用DSP的電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)的硬件電路及軟件開發(fā)工具,對采集來的某電鐵電流信號進(jìn)行了電能質(zhì)量檢測,并開展了實(shí)際實(shí)驗(yàn)嘗試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,實(shí)際信號含有大量諧波,但通過應(yīng)用DSP的電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)成功檢測到了它...
關(guān)鍵字： 電能質(zhì)量檢測 Matlab仿真 DSP德國慕尼黑2022年8月9日 /美通社/ -- 近日，TUV南德意志集團(tuán)（以下簡稱“TUV南德”）推出兩個(gè)新的認(rèn)證標(biāo)志 -- 燃料電池系統(tǒng)以及氫系統(tǒng)組件的認(rèn)證。制造商通過使用...
關(guān)鍵字： 燃料電池 組件 電池系統(tǒng) ISO
廠商專欄
熱門文章
- 稚暉君機(jī)器人公司否認(rèn)借殼上市 回應(yīng)：只是收購了一家上市公司
- 尊湃芯片竊密案宣判：創(chuàng)始人獲刑6年，華為勝訴！
- 突發(fā)！美國科技巨頭上海AI研究院解散
- 深入解讀MOS管
- 美國服“軟”！解除EDA出口限制，芯片設(shè)計(jì)不再卡脖子
- 深度解析阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)——L型、pi型與T型
- 小華四開關(guān)BUCK-BOOST參考設(shè)計(jì)助力雙向DC/DC電源開發(fā)
- 阿里最新17位合伙人名單出爐：9人退出 無新增
- CAN總線的工作原理是什么？CAN總線和LIN總線有什么區(qū)別？
- 您的低電流測量精度如何？
