[发明专利]极大望远镜多相电机位置跟踪控制方法及其控制系统

权利要求书

1.一种极大望远镜多相电机位置跟踪控制方法，软件系统是基于DSPTMS320F2812的c语言编程，其特征在于，步骤如下

⑴.工控机开机并完成初始化；

⑵.工控机通过总线控制器与电机控制专用定点数字信号处理器（DSP控制器）给多相逆变器发出指令，驱动多相永磁同步电机启动；

⑶.多相永磁同步电机运转中，反馈机构（包括霍尔电流传感器和光栅尺）通过电流采样、电流闭环、速度闭环、位置闭环采集多相永磁同步电机的位置的精确定位信息；进行相应处理后送入电机控制专用定点数字信号处理器；

⑷.工控机与电机控制专用定点数字信号处理器根据上述多相永磁同步电机的位置的精确定位信息及极大望远镜的运转要求，随时调整发给多相逆变器的指令，以控制多相永磁同步电机的运转；

⑸.外接CPLD保护电路在自举电路出现欠压保护、过流保护时，及时示警。

2.根据权利要求1所述的极大望远镜多相电机位置跟踪控制方法，其特征在于，步骤⑵驱动多相永磁同步电机启动的功率电路，是根据多相永磁同步电机矢量控制算法，产生六组脉宽调制信号PWM1~PWM12，经两块自举电路芯片IR2136连接到功率电路，形成近似的圆形旋转磁场，控制多相电机运行。

3.根据权利要求1所述的极大望远镜多相电机位置跟踪控制方法，其特征在于，步骤⑶是对定子A、B、C、D四相电流进行采样，其中A、C、E三相电流和为0，B、D、F三相电流和为0，进行整形放大调理后，连接到DSP的AD0～AD3通道，进行模拟转换采样。

4.根据权利要求1所述的极大望远镜多相电机位置跟踪控制方法，其特征在于，步骤⑶中的位置和速度检测采用德国海德汉公司的角度编码器ERA－780C获得，其分辨率为3.6''，输出为峰值为1V的正弦波信号，通过细分电路进行细分。

5.根据权利要求1所述的极大望远镜多相电机位置跟踪控制方法，其特征在于，步骤⑶中的“进行相应处理”是指：编码器信号经四倍细分电路处理后，接入事件管理器A的QEP1、QEP2、QEP3，首先参数初始化，输入参数：编码器刻线，极对数等，输出信号为电角度和机械角度，调用定时器中断，每固定时间间隔内，将本次编码器数据与上一次编码器数据相减，除以时间，得出速度、方向和位置信息。

6.根据权利要求1所述的极大望远镜多相电机位置跟踪控制方法，其特征在于，步骤⑸中的保护电路，设置输入端接收来自DSP的十二路PWM脉冲信号，来自功率电路、自举电路的故障信号，以及驱动电路过压、欠压、过流信号等，输出端为十二路驱动信号、DSP的PDPINT保护引脚。

7.根据权利要求1-6之一所述的极大望远镜多相电机位置跟踪控制方法，其特征在于，以上方案中的DSP软件控制系统以空间电压矢量控制为核心，主要包含：初始化程序、定时器中断程序、捕获中断程序；

定时器中断程序包括电流数字滤波算法、clark变换、park变换、反park变换、多相电机svpwm算法、闭环控制；

其中多相电机空间电压矢量控制：多相永磁同步电机由多相逆变器来驱动，多相逆变器由DSP控制器来控制，对于功率电路每一桥臂占空比的计算是多相电机空间电压矢量控制的关键；

首先推导多相电机Clarke变换、Park变换和反Park变换，然后确定参考矢量所在扇区，推导每个分区内有效矢量占空比。

8.权利要求1所述的极大望远镜多相电机位置跟踪控制方法所使用的极大望远镜多相永磁同步电机位置跟踪控制系统，本系统包括软件系统和硬件系统，该多相永磁同步电机是采用200对极超低速多极拼接弧线接电机，整个转子包括400块磁钢，其特征在于：

所述硬件系统包括控制电路、驱动电路、位置反馈电路和保护电路，其中的工控机通过总线控制器接电机控制专用定点数字信号处理器（DSP控制器）；该电机控制专用定点数字信号处理器通过高速光耦接多相逆变器控制端；三相整流桥供电该多相逆变器，驱动多相永磁同步电机；该多相逆变器上的逻辑保护电路接所述的电机控制专用定点数字信号处理器；所述多相永磁同步电机通过反馈机构向电机控制专用定点数字信号处理器输出位置信号。

9.根据权利要求8所述的极大望远镜多相永磁同步电机位置跟踪控制系统，其特征在于：所述的反馈机构，包括霍尔电流传感器和光栅尺；所述的软件系统，包括位置闭环、电流闭环、多相电机电压空间矢量控制算法。

10.根据权利要求8或9所述的极大望远镜多相永磁同步电机位置跟踪控制系统，其特征在于：

所述的多相逆变器上还连接有辅助隔离电源；

所述的多相逆变器上还连接有故障显示机构；

所述的硬件保护电路采用CPLD。