基于TMS320F28335的SHEPWM数字实现

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基于TMS320F28335的无刷直流电机控制器设计

制作的电机控制器能正常工作，控制系统响应速度快，从初始转速升到给定转速只需不到１秒的时间，并
且超调量较小，稳定 ห้องสมุดไป่ตู้较好，证明了控制器设计的正确性和合理性。关键词：ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５；无刷直流电机；ＰｌＤ；控制器
ｗａｔｃｈ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｒｏｕｇｈｗａｔｃｈｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｓｐｅｅｄｖａｒｉａｔｉｏｎｓａｂｏｕｔｃｌｏｓｅｄ — ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｗｅｃａｎｋｎｏｗｔｈａｔｔｈｅＢＬＤＣＭｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄｏｎｄｏｕｂｌｅｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｗｈｉｃｈｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｕｌｄｗｏｒｋｎｏｒｍａｌｌｙ，ａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｐｅｎｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌＢＬＤＣＭｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｎｔｈｅｍａｒｋｅｔ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｍａｌｌｏｖｅｒｓｈｏｏｔ，ｇｏｏｄｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｓｅｗｈｉｃｈｔｏｏｋｌｅｓｓｔｈａｎｉｓｆｒｏｍｏｒｉｇｉｎａｌｓｐｅｅｄｔｏｔｈｅｇｉｖｅｎｒｏｔａｔｉｎｇｓｐｅｅｄ．Ｔｈａｔｐｒｏｖｅｓｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓａｎｄｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｄｅｓｉｇｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５：ＢｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣｍｏｔｏｒ；ＰＩＤ：Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ

基于TMS320F28335的SVPWM实现方法

基于TMS320F28335的SVPWM实现方法SVPWM/TMS320F28335/DSP/电机控制1引言随着电机控制理论的日趋成熟和微处理器的不断优化，脉宽调制(PWM)技术在变频器中得到了广泛的应用。

如今，PWM开关信号的控制方法最常见的有正弦脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)。

与SPWM方法相比，SVPWM方法具有电压谐波小，直流电压利用率高，电动机的动态响应快，减少电动机的转矩脉动，易于实现数字化等显著的优点，从而使SVPWM方法的实际应用愈来愈广泛[1,5]。

TMS320F28335数据信号处理器是TI公司最新推出的32位浮点DSP控制器，具有150MHz的高速处理能力，18路PWM输出，与TI前几代数字信号处理器相比，性能平均提高了50%，并可与定点C28x控制器软件兼容[2,3]。

其浮点运算单元，可以显著地提高控制系统的控制精度和处理器的运算速度，是目前控制领域最先进的处理器之一。

可以应用到参数辨识等需要大运算量的电机实时控制系统中。

以下介绍基于TMS320F28335的SVPWM基本原理和实现方法。

2 SVPWM的基本原理SVPWM是利用逆变器的功率开关器件的不同开关组合合成有效电压矢量来逼近基准圆[4.5]。

图1为三相电压源逆变器(VSI)的拓扑结构[2.3]。

图1三相电压型逆变器为便于分析理解，图1可以简化为图2所示。

图2三相电压型逆变器电路桥在图1中，V a、V b、V c是逆变器的输出相电压，Q1～Q6为6个功率开关晶体管，它们分别由a,a’，b,b’，c,c’个控制信号控制。

当逆变器上桥臂的一个功率开关晶体管开通状态(a或b 或c为1)时，下半桥臂的相对功率开关晶体管必须为关闭状态(a’或b’或c’为0)；同理，当下桥臂开关晶体管为开通状态(a’或b’或c’为1)时上桥臂的相对功率开关晶体管必须为关闭状态(a或b或c为0)。

对于图1、图2所示的逆变器，其开关状态组合(c b a)有8种基本工作状态，即：000、001、010、011、100、101、110、111，其中除了000和111工作状态为无效状态，称为零矢量外，其余六种工作状态为有效状态，称为非零矢量。

基于TMS320F28335的五段式和七段式SVPWM实现方法

脉宽调制（ＰＷＭ）在并网变流技术中得到了广泛的应用。与正弦脉宽调制（ＳＰｗＭ）的控制方法相比，ＳＶＰＷＭ方法具有直流侧电压利用率高，电压谐波小，易于数字化实现等显著的优点，从而使ＳＶＰＷＭ在实际的应用中
越来越普遍。ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５是３２位浮点的
及
（ＩｉＩ）合成，用平均值等效可得：
＋
，－７ｏ
＋＝Ｕ４
其中，在
个控制周期内，、为相邻两电压矢量
（１）完成三个ｅＰｗＭ模块的同步，在增减计数模式下，计数周期值与矢量作用时间或
占空比进行逻辑运算，计算出当前矢量作用的
作用时间，、为零矢量作用时间。
ＤＳＰ控制器，具有１５０ＭＨｚ的高速处理能力，１８路ＰＷＭ输出，与前几代数字信号控制器
在两相静止参考坐标系（ｄ，Ｂ）中，令合成矢量与间的夹角为０，则由正弦定理
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ● 电子技术
基于ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５的五段式和七段式ＳＶＰＷＭ实现方法
文／郭寅远李建伟刘刚孙健
１．３电压矢量的作用顺序
一
Ｃ＝Ｉ，小于零则Ｃ＝０。易知，Ａ、Ｂ、Ｃ间共有
Ｊ＝ｓｉｎｅ一
＝ｍｓｉｎ（３
（２）由于每一个ｅＰＷＭｘ模块可以产生

基于TMS320F28335信号处理板的设计与实现

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刘宇：基于 TMS320F28335 信号处理板的设计与实现
电子·电路
下在外设和存储器之间进行传输提供了一种硬件方法，为其他系统函数的执行释放了带宽。另外， DMA 可以重新布置内存中的数据，优化 CPU 处理。 DMA 模块是基于事件工作机制的，它需要外设中断触发开始数据传输，6 个 DMA 通道可以分别设置中断触发源，并且每个通道包含自己的独立 PIE 级中断［3］，以便 CPU 能够控制 DMA 传输的起始或完成。
按照功能要求，整个硬件电路可分为 3 部分：电源模块、数字部分和模拟部分。其功能结构框图如图 1所示。
图 1 系统功能结构框图
2. 2 电源模块设计
程序空间和数据空间 RAM 仅为 34 kB，16 位数据宽度，
整个处理板的外部输入电压为 5 V 和 ± 12 V，分从而需要对片内的 RAM 进行扩展，来满足较大量程序
别通过对应的电压转换芯片为模拟和数字部分提供不的运行。本系统选用 Cypress 公司的 CY7C1011CV33 －
同的电压幅值。对于数字部分，电源模块需要为 DSC 12ZSXE 集成芯片，利用 TMS320F28335 提供的 XINTF
提供 1. 9 V 的核电压，同时为 DSC 的外围和其他芯接口完成片外 RAM 的扩展。
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2. 4 模拟电路设计
模拟部分电路主要是以 ADC 为中心的应用电路。
其主要实现模拟信号的处理，采集等工作。其中核心

采用DSP TMS320F28335的三相SPWM变频电源的设计

采用DSP TMS320F28335的三相SPWM变频电源的设计作者：佚名来源：世界电子元器件发布时间：2009-4-27 12:12:32 [收藏] [评论]变频电源作为电源系统的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整个系统的安全和可靠性指标。

现代变频电源以低功耗、高效率、电路简洁等显著优点而备受青睐。

变频电源的整个电路由交流-直流-交流-滤波等部分构成，输出电压和电流波形均为纯正的正弦波，且频率和幅度在一定范围内可调。

本文实现了基于TMS320F28335的变频电源数字控制系统的设计，通过有效利用TMS320F28335丰富的片上硬件资源，实现了SPWM的不规则采样，并采用PID算法使系统产生高品质的正弦波，具有运算速度快、精度高、灵活性好、系统扩展能力强等优点。

系统总体介绍根据结构不同，变频电源可分为直接变频电源与间接变频电源两大类。

本文所研究的变频电源采用间接变频结构即交-直-交变换过程。

首先通过单相全桥整流电路完成交-直变换，然后在DSP控制下把直流电源转换成三相SPWM波形供给后级滤波电路，形成标准的正弦波。

变频系统控制器采用TI公司推出的业界首款浮点数字信号控制器TMS320F28335，它具有150MHz高速处理能力，具备32位浮点处理单元，单指令周期32位累加运算，可满足应用对于更快代码开发与集成高级控制器的浮点处理器性能的要求。

与上一代领先的数字信号处理器相比，最新的F2833x浮点控制器不仅可将性能平均提升50%，还具有精度更高、简化软件开发、兼容定点C28x TM控制器软件的特点。

系统总体框图如图1所示。

图1 系统总体框图（1）整流滤波模块：对电网输入的交流电进行整流滤波，为变换器提供波纹较小的直流电压。

（2）三相桥式逆变器模块：把直流电压变换成交流电。

其中功率级采用智能型IPM功率模块，具有电路简单、可靠性高等特点。

（3）LC滤波模块：滤除干扰和无用信号，使输出信号为标准正弦波。

基于TMS320F28335的五段式和七段式SVWM实现方法

基于TMS320F28335的五段式和七段式SVWM实现方法作者：郭寅远等来源：《电子技术与软件工程》2015年第13期SVPWM控制方式能够提高直流侧电压的利用率，提高控制响应速度，增加系统的稳定性。

本文介绍了TI公司的数据处理器TMS320F28335的五段式和七段式SVPWM实现方法，最后给出了实验结果。

【关键词】TMS320F28335 SVPWM 五段式七段式脉宽调制（PWM）在并网变流技术中得到了广泛的应用。

与正弦脉宽调制（SPWM）的控制方法相比，SVPWM方法具有直流侧电压利用率高，电压谐波小，易于数字化实现等显著的优点，从而使SVPWM在实际的应用中越来越普遍。

TMS320F28335是32位浮点的DSP控制器，具有150MHz的高速处理能力，18路PWM输出，与前几代数字信号控制器相比，性能平均提高了50%。

1 SVPWM的控制策略矢量控制的系统中，根据控制策略，进行适当的坐标变换，给出两相静止坐标系即（）坐标系电压空间矢量的分量、，这时就可以进行SVPWM的控制，具体步骤如下：（1）合成矢量扇区的判定；（2）电压矢量作用时间或占空比的计算；（3）电压矢量的作用顺序。

1.1 合成矢量所处扇区N的判断判断电压矢量所在扇区可根据坐标系下电压矢量计算出幅值，再结合电压矢量符号进行判定。

大于零则A=1，小于零则A=0；若大于零则B=1，小于零则B=0；若大于零则C=1，小于零则C=0。

易知，A、B、C间共有8种组合状态，由上述公式可知，A、B、C不会同为0或同为1，因此实际的组合为6种。

A，B，C的不同组合对应着不同的扇区，并且是相互对应的关系，因此可以由A，B，C的组合值来判断矢量的扇区位置。

为区别这6种状态，令N=A+2B+4C，则可通过表1得到合成矢量所在的扇区。

1.3 电压矢量的作用顺序一个开关周期中矢量按分时方式发生作用，在时间上构成一个空间矢量的序列，空间矢量的序列组织方式有多种，按每个PWM周期被分为五段，可以称为五段式的SVPWM。

采用TMS320F28335 DSP实现六相SVPWM

机为被控对象，已有的三相ＳＰ将ＶＷＭ算法推广到六相ＳＰＶＷＭ，出采用Ｔ３０２３５ＤＰ作为提ＭＳ２Ｆ８３Ｓ功率驱动器主控芯片。导出实现六相ＳＰ推ＶＷＭ过程中１２个扇区内ｅＷＭ硬件模块控制规律和实现Ｐ步骤。搭实验平台实现六相ＳＰＶＷＭ控制方法，实验结果表明采用Ｔ３０２３５ＤＰ能够实现ＭＳ２Ｆ８３Ｓ
ｐｈｓＶＰＭｏｔｏ．ＴｈｘｅｉｅｔｌｒｓｌｓｉｄｃｔｈｔｔｅＴＭＳ２２８３ａｅＳＷｃｎｒ１ｅｅｐｒｍｎａｅｕｔｎｉａｅｔａｈ３０Ｆ３５ＤＳＰｉｕｔｂｅｔｍ－ｓｓｉａｌｏｉｐｌｍｅｔｔｅｃｍｐｅｒｃｓｆｓｘ— ａｅＳｅｎｏｈｌｘｐｏｅｓｏｉｐｈｓＶＰＷＭ，ａｄｔｅｏｐａｅｏｍｓｏｉ－ｈｓＶＰＭｒｎｈｕｔｕｔｗｖｆｒｆｓｘｐａｅＳＷａｅ
ｃｒｅｐｏｄｔｈｅｅｏｈｅｔｅｒｏｒｓｎｏｔｓｆｔｈｏｙ．
算法复杂的六相ＳＰＭ，出波形与理论相符合。ＶＷ输
关键词：多相电机；ＶＰＳＷＭ；ＭＳ２Ｆ８３数字信号处理器Ｔ３０２３５；中图分类号：Ｈ１Ｔ５Ｔ６；Ｇ６文献标识码：Ａ
Ｉｐｅｅａｉｎｏｘ－ｈａｅＳＶＰＷＭｔｍｌｍｎｔｔｏｆＳｉｐｓｗｉｈＴＭＳ０８３Ｓ３２Ｆ２３５ＤＰＰＡＮＨａ— ｏｇ，ＦＥＮＧａ，ＣＨＥＮＬｉＨＵＡＮＧａ— ｎｉｈｎＨｕｎ，Ｈｉｍｉｇ，ＨＵＡＮＧｎ－ｉｎＢｉｇｑｏｇ

基于TMS320F28335的三相SPWM变频技术研究

［收稿日期］２０１５—１１—１０［基金项目］湖南省教育厅科研项目 “基于ＤＳＰ２８３３５的双三相感应电机变频调速控制装置的研究”（项目编号：
１３Ｃ２１８）；２０１５年湖南省普通高等学校中青年骨干教师国内访问学者项目。［作者简介］谢芳芳（１９７８一），女，湖南新田人，湖南工业职业技术学院副教授、工学硕士，研究方向：控制理论与控制工
ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５数字信号处理器是Ｆ２８１２的升级分别去控制变频变压调速系统ＩＧＢＴ管的开关状态。
版本，最高运行频率１５０ＭＨｚ，是控制类的首块３２位同时，因其能直接进行浮点运算，具有强大的数据处
浮点ＤＳＰ，主要应用于高性能电机控制和其他嵌入式理能力，有足够的能力实现各种变频调速控制算法，
［摘要］正弦脉宽调制（ＳＰＷＭ）技术是一种适用于大功率电力开关变换装置的高性能开关调制策略，在变频调速系统中应用很广泛。ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５具有强大的数据处理能力，其ＥＰＷＭ模块非常适于产生ＳＰＷＭ波形。本文介绍了一种基于２８３３５的三相ＳＰＷＭ变压变频调速系统，给出了硬件电路与程序流程，系统可扩展性强。该方法采用对称规则采样算法，计算量小，实时性高。通过ＣＣＳＶ５／ｓｉｍｕｌａｔｏｒ仿真表明，该方法实现了三相ＳＰＷＭ的有效输出。［关键词］ＴＭｓ３２０Ｆ２８３３５；三相ＳＰＷＭ；变频技术；规则采样［中图分类号］ＴＰ２７３．０５［文献标识码］Ａ［文章编号］１６７１—５００４（２０１６）０３。０００１０３

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析与研究，对双极性电压型逆变器建立了ＳＥＷＭ的数学模型，针ＨＰ并在此基础上研究了特定消谐非线性方程组的计算方法及曲线拟舍优化方法，以及基于载波方式的数字实现方法，而简化了从ＳＰＥＨｗＭ的角度计算和数字实现．究了基于Ｔ３０２３５的特定次谐波消除脉冲生成方法研ＭＳ２Ｆ８３
在大功率交流电力机车牵引传动控制中，普遍采用大功率半导体器件３，到散热等条件的限１Ｊ受
制，其最大开关频率常常只有５０Ｈｚ但是输出调０，
基于Ｔ３０２３５的ＳＰＭ数字实现ＭＳ２Ｆ８３ＨＥＷ
王琛琛，李瑞夫，明磊周
（北京交通大学电气工程学院，北京１０４）００４
摘要：大功率交流传动机车牵引传动系统受器件开关频率的限制，在高速运行区需要采用同步调制的方法．文对实际应用中最常用的特定消谐Ｐ本ＷＭ（ＨＥＷＭ）术的基本问题进行了深入分ＳＰ技
ｔｎｏｗｉｈａｇｅｎｈｉｉｌｅｌａｉｎｉｆｏｓｔｎｌｓａｄｔｅｄｇｔａｉｔ．ＴｈｅｅａｉｇｍｅｈｄｆＳ噩ＷＭｎｈｒｎｉｃａｒｚｏｅｇｎｒｔｔｏｓｏｌＰｎ｝ａｄｔｅｔａｓ— ｔｎｂｔｅｉｅｅｔｍｏｕａｉｎｍｏｅｓｎｉｅｗｅｎｄｆｒｎｄｌｔｄｓｕｉｇＴＭＳ２Ｆ８３ｒｔｄｅｎｔｉｐｐｒｉａｌｈｏｆｏ３０２３５ａｅｓｕｉｄｉｈｓａｅ．Ｆｎｌｔｅｙｖｌｉｙｏｈｒｐｓｄｍｅｈｓｉｖｒｆｄｂｉｕａｉｎａｄｅｐｒｎａｅｕｔ．ａｉｔｆｔｅｐｏｏｅｔｏｅｉｅｙｓｄｄＳｉｍｌｔｎｘｅｉｏｍｅｔｌｓｌｒｓＫｅｒｓｓｌｃｉｅｈｒｏｉｌｉａｉｎＰＭ；ｃｍｏｉｅｔａｔｎｃｒｅｆｔｇ；ａｍｏｉａａｙｉ；ｙｗｏｄ：ｅｅｔｖａｍｎｃｅｉｎｔＷｍｏｌｏｔｖｒｃｉ；ｕｖｉｉｈｒｎｃｎｌｓｓｏｏｔｎＴＭＳ２Ｆ８３３０２３５
第３卷第５５期
２１０１年ｌ０月
北
京
交
通
大
学
学
报
Ｖ０．５Ｎｏ５１３．
Ｏｃ．２１ｔ０１
０ＵＲＮＡＬ（ＦＵＩ）ＢＥＮＧ『ＩＡ０Ｔ０ＮＧＵＮＩＶＥＲＳＴＹＩ
文章编号：６３０９（０１０ —０９０１７ —２１２１）５０最后通过仿真和实验分析、验证了其正确性．关键词：特定消谐ＰＷＭ；机车牵引；曲线拟合；谐波分析；ＭＳ２Ｆ８３Ｔ３０２３５中图分类号：６，２ＴＭ９１２Ｕ２４２；２．文献标志码：Ａ
ＤｉｉａｅｌｚｔｏｆＳＥＰＷＭａｅｎＴＭＳ２Ｆ２３５ｇｔｌｒａｉａｉｎｏＨｂｓｄｏ３０８３ＷＡｈｎｈｎ，ＬＮＧＣｅｃｅＲｕｆｉ￣，ＺＨＯＵｎｌＭｉｇｅｉ
（ｃｏｌｆｌｔｃｌｎｉｅｒｇＢｉｎｉｔｎｎｖｒｉ，ｅｉ００４ＣｉａＳｈｏｏｅｒａＥｇｅｉ，ｅｉＪｏｏｇＵｉｓｙＢｉｎ１０４，ｈ）Ｅｃｉｎｎｊｇａｅｔｊｇｎ
ＡｂｔａｔＦｒｔｅｃｎｔａｎｆｓｔｈｎｒｑｅｃｓｒｃ：ｏｈｏｓｒｉｔｏｗｉｉｇｆｅｕｎｙ．ｔｅｔａｔｎｄｉｅｓｓｅｏｉｈｐｗｅｏｃｈｒｃｉｒｖｙｔｍｆｈｇｏｒｏＡＣＩ — ｃｏｍｏｉｅｍａｎｙｕｅｙｃｒｎｕｄｌｔｎＰＭｎｈｇｐｅｒａｔｉｌｓｓｓｎｈｏｏｓｍｏｕａｉｖｏｉｉｈｓｅｄａｅ．Ｔｈｕｄｍｅｔｌｐｏｌｍｓｏｅｆｎａｎａｒｂｅｆ
Ｓ Ⅱ Ｍｒｎｌｚｄａｄｓｕｉｄｉｈｓｐｐｒ｝ｌＰＷａｅａａｙｅｎｔｄｅｎｔｉａｅ．ＴｈｔｅｔａｏｅｆＳＰＭｉｄａｅｍａｈｍａｉｌｄｌｏ Ⅷ Ｗｅｍａｍｅｔｂｐｌｒｓｕｃｖｒｅｕｌ．Ａｎａｅｎｔｅｍｏｅ．ｔｅｃｍｐｔｔｎｌｔｏｎｈｉｅｏｉｉｌｉａｏｒｅｉｅｔｒｉｂｉｏｎＳｔｄｂｓｄｏｈｄ１ｈｏｕａｉａｈａｄｃｏｃｆｎｔｏｍｅｄｉａｖｌｅｏｅｅｔｅｈｒｎｃｅｉｉａｅｏｌｅｒｅｕｔｎｒｅｅｏｅａｕｆｓｌｃｉａｍｏｉｌｎｔｄｎｎｉａｑａｉｓａｅｄｖｌｐｄ，ｗｈｃｉｌｉｄｔｅｃｌｕａｖｍｎｏｉｈｓｍｐｉｅｈａｃｌ— ｆ