ZHCAB59B June 2019 – November 2020 TMS320F28384D , TMS320F28384S , TMS320F28386D , TMS320F28386S , TMS320F28388D , TMS320F28388S , TMS320F28P650DH , TMS320F28P650DK , TMS320F28P650SH , TMS320F28P650SK , TMS320F28P659DH-Q1 , TMS320F28P659DK-Q1 , TMS320F28P659SH-Q1
交流驅(qū)動器的 FOC 概念是眾所周知的，并且在 TI 的許多早期文檔中已有概述。根據(jù)不同應(yīng)用，現(xiàn)代的交流伺服驅(qū)動器需要高帶寬電流控制和速度控制以實(shí)現(xiàn)出色的性能，例如在數(shù)控機(jī)床中或在快速和精確控制應(yīng)用中就是如此。由于這些系統(tǒng)有大量的實(shí)時計算和靈活的 PWM 需求，許多設(shè)計人員選用了 FPGA、外部快速 ADC 和多個 MCU 的組合。
借助 TMS320F2838x MCU 及其更高的集成度，可以實(shí)現(xiàn)快速電流環(huán)路 (FCL) 算法，與傳統(tǒng)外部硬件電路的 FOC 方法一樣，C2000 器件上的 FCL 算法同樣可以實(shí)現(xiàn)高電流環(huán)路帶寬。TI 已在此 MCU 上開發(fā)了 FCL 算法，并在 Design DRIVE IDDK 平臺上實(shí)現(xiàn)了該算法。
對于 10kHz PWM 載波，電流環(huán)路增益交叉頻率預(yù)計超過 3kHz，閉環(huán)帶寬預(yù)計約為 5 KHz（根據(jù) NEMA ICS 16 和中國 GBT 16439-2009 指導(dǎo)原則），最大占空比為預(yù)計約為 96%。使用 TI 的軟件頻率響應(yīng)分析器 (SFRA) 庫，可以實(shí)時執(zhí)行電流環(huán)路的頻率響應(yīng)分析，以驗證上述基準(zhǔn)測試。電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)時動態(tài)頻率響應(yīng)分析是 MCU 供應(yīng)商特有的，目前僅在 C2000 MCU 上受支持。
由于存在可配置邏輯塊 (CLB)，現(xiàn)在可為采用不同協(xié)議（例如 EnDAT、BiSS、T-format 等）的各種絕對編碼器實(shí)現(xiàn)各種定制接口邏輯，而無需外部邏輯或 FPGA。
除控制之外，TMS320F2838x MCU 還具有基于 Arm Cortex-M4 的連接管理器和 EtherCAT 從站控制外設(shè)。這有助于在單個芯片中無縫集成控制和通信，從而為工業(yè)伺服驅(qū)動器開發(fā)具有成本效益的解決方案。
本文檔評估了 FCL 算法在 C2000 器件上的實(shí)現(xiàn)，分析了電流環(huán)路的實(shí)時頻率響應(yīng)，使用片上可配置邏輯塊 (CLB) 驗證了 T-format 編碼器的接口邏輯，還與用作互聯(lián)驅(qū)動器的主站進(jìn)行 EtherCAT 通信。位置閉環(huán)控制可以使用 QEP 編碼器或者 T-Format 編碼器，并且這兩種情況都可以用 FCL 算法實(shí)現(xiàn)。文中討論了頻率響應(yīng)分析的定量測試結(jié)果。