无刷直流机DSP控制系统与PC机串行通信的Matlab实现

采用DSP 虽然可以实现无刷直流机的高性能实时控制，但仅靠DSP，很难再对系统的关
键信息进行深入的分析和处理。为此，本文采用PC 机和DSP 的主从结构，在Matlab 环境下，设计了一种PC 机和DSP 控制系统的串行通信实现方案。该方案利用了Matlab 强大的数值分析功能，不但可以实现电机转速、电枢电流等信号的实时采集和分析，而且可以对控制系统参数进行在线调试。该方案界面友好，结构简单，易于实现。实验结果表明，这种方案是可行的。
关键词：无刷直流电动机(BLDCM) DSP Matlab 串行通信
TMS320LF2407(以下简称LF2407)DSP 控制器集高速信号处理能力和适应电机控制的外围电路与一体，近年来在交流伺服系统中得到了广泛的应用，并取得了良好的效果[1][2]。但是，DSP 在事件处理方面显得有些不足，具体表现是I/O 口较少以及人机界面不太友好，DSP 软件资源也没有PC 机丰富，这些因素限制了DSP 的应用。采用PC 机和DSP 主从结构的串行通信技术能够在一定程度上解决这些问题，
使用这种方法可以很好地实现无刷直流机DSP 控制系统的参数调试、转速信号实时采集及处理。
目前国内外有大量文献介绍关于串行通信的实现方案，都取得了较好的效果，但大部分文献介绍的是采用WINDOWS API 函数或者VB、VC、DELPH 来实现上位机的界面和串行通信[3][4][5]。然而，在无刷直流机速度控制系统中，为使调试者实时了解系统运行的信息，需要实时采集电机转速、电枢电流等信息，并进行数据分析和加工处理。显然，利用现有的PC 机与DSP 串行通信方案，可以很方便地实现电机转速、电枢电流等信息的实时采集。如果还要进行复杂的数据分析和处理，就不太方便了。考虑到Matlab 具有强大的数值分析计算功能，为减少在数据分析和处理上的工作量，可以直接使用Matlab 实现PC 机与与DSP 之间的串行通信。这样，不但可以实现PC 机与与DSP 控制系统间的信息交换，而且可以借助Matlab 的工具箱，对控制系统的数据进行分析、加工、处理。