TMS320LF2407在电机控制中的应用

文章编号1006-2475(2004)03-0089-03收稿日期:2003-04-26作者简介:单晶(1979-),男,天津人,河北工业大学硕士研究生,研究方向:控制理论与控制工程。

TMS320LF2407在电机控制中的应用单 晶,安连祥,董春霞,晏俊秋(河北工业大学,天津 300130)摘要:介绍了数字电机微控制器TMS320LF2407的结构与特点,对竞争产品进行了分析和比较,并讨论了TMS320LF2407在交流电机控制中的作用。

关键词:数字信号处理器;电机控制;数字电机微控制器中图分类号:TP23 文献标识码:AApplication of TMS 320LF2407in Motor ControlSHAN Jing,AN Lian -xiang,DONG Chun -xia,YAN Jun -qiu(Hebei Univ.of Technology,Tianjin 300130,China)Abstract:T his article introduces the configuration and characteristics of mi nitype controller of digital electromotor ,analyses its competitive adversaries,and discusses i ts function in the control of AC electromotor.Key words:di gital signal processor;electromotor control;minitype controller of digital electromotor0 引 言电气传动系统由控制、功率驱动和电动机三大要素组成。

调速系统可分为直流调速和交流调速两大类,后者又分为异步调速和同步调速。

在上述调速系统中,直流调速虽然历史悠久、技术成熟,并且在不断加以完善(如全数字化),但由于有电刷和机械换向器等固有缺陷,必将为交流调速所取代。

基于TMS320LF2407的永磁同步电机直接转矩控制罗洪叶;陈园园【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2012(000)004【摘要】Direct torque control is a high performance motor control method. According to the requirements of flux and torque, It directly chooses the sequence of the inverter＇s beginning to make the motor run in the best condition. This paper presents a set of design program basedon TMS320LF2407 DSP permanent magnet synchronous motor direct torque control system.It describes the hardware architecture, software design and control strategy, and the establishment of permanent magnet synchronous motor mathematical model,which is to calculate the stator voltage, magnetic chain, the torque equation. On this basis, through simulation analysis and comparison of the basic voltage vector direct torque control and direct torque vector control sub-relations theory, the experimental results show that the program is reasonable, and the structure is common,It can meet the requirements of the system indicators%直接转矩控制是一种高性能的电机控制方法，它根据磁通和转矩的要求，直接选择逆变器的开头顺序，使电机在最佳状态下运行。

引言现代化建设离不开机械，而机械运转的动力很多是由电机提供的，这主要包括了直流电机和交流电机两种，虽然交流电机的发展将最终取代直流电机，但直流电机还将在很长一段时间里一直占据重要地位。

直流电动机具有良好的启动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛地应用。

特别是如轧钢机、龙门刨床和高精度机床等传动中，直流电机都占主要地位。

1、直流电机概述1.1直流电机调速方法定子励磁绕组通过直流电流I时产生励磁磁势F和主磁通。

电枢绕组通过电枢电流I，则产生电枢反应磁势F。

由于直流屯机的电刷在几何中线AB上，因此励磁磁势F 与电枢反应磁势F。

正交。

通常直流电机在其主磁极上加有补偿绕组，电枢反应磁势对主磁通没有影响。

直流电机电枢绕组中的电流I。

与定子主磁通相互作用，产生电磁力和电磁转矩，电枢因而转动。

这种机理使直流电动机具有良好的转矩控制特性，从而有优良的转速调节性能。

因此，调速方法三种：(1)调节电枢供电电压u改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压，从电动机额定转速向下变速，属恒转矩调速方法．对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，这种方法最好。

I变化遇到的时间常数较小，能快速响应，但是需要大容量可调直流电源。

(2)改变电动机主磁通西改变磁通可以实现无级平滑调速，但只能减弱磁通，从电动机额定转速向上调速，属恒功率调速方法。

I变化时遇到的时问常数同I变化遇到的相比要大得多，响应速度较慢，但所需电源容量小。

(3)改变电枢回路电阻R在电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法，设备简单，操作方便．但是只能有级调速，调速平滑性差，机械特性较软：空载时几乎没什么调速作用；在调速电阻上消耗大量电能。

改变电阻调速缺点很多，目前很少采用，仅在有些起重机、卷扬机及电车等调速性能要求不高或低速运转时间不长的传动系统中采用。

弱磁调速范围不大，往往是和调压调速配合使用，在额定转速以上作小范围的升速。

数字信号控制器TMS320LF2407DSP芯片，也称数字信号控制器，是一种具有特殊结构的微处理器。

DSP芯片内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以快速实现各种数字信号处理算法。

TMS320LF2407芯片是TI公司 TMS320系列中的一种 16 位定点DSP芯片, 是目前应用最为广泛的芯片。

基于TMS320C2xxDSP的CPU核结构设计提供了低成本、低功耗、高性能的处理能力，对电机的数字化控制非常有用。

同时,几种先进的外设被集成到该芯片内,形成了真正意义上的数字控制器。

一、2407的基本特点和资源配置LF2407 DSP具有TMS320系列DSP的基本功能之外，还有其自身特点：➢采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减小了控制器的功率损耗；30MIPS的执行速度是的指令周期缩短到33ns（30MHZ）,从而提高控制器的实时控制能力；➢基于TMS320C2XX DSP的CPU内核保证了TMS320LF2407DSP代码和TMS320系列DSP代码兼容；➢片内有高达32K字×16位的Flash程序存储器；高达2.5K×16位的数据/程序RAM；2K 字的单口RAM；➢SPI/SCI引导ROM;➢两个事件管理模块EVA和EVB，每个均包括如下资源：两个16位通用定时器；8个16位的脉宽调制通道（PWM），可以实现三相反相器控制、PWM的中心或边缘校正、当外部引脚\PDPINTX出现低电平时快速关闭PWM通道；防止击穿故障的可编程的PWM死去控制；对外部事件进行定时捕获的3个捕获单元；片内光电编码器接口电路；16通道的同步ADC转换器。

➢可扩展的外部存储器具有192K×16位空间，分别为64K字程序存储空间，64K字的数据存储空间和64K字的I/O存储空间；➢看门狗（WD）定时器模块；➢10位的ADC转换器，其特性为：最小转换时间为500ns，16个多路复用的输入通道、可选择两个事件管理器来触发两个8通道输入ADC转换器或一个16通道输入的A/D转换器；➢基于锁相环（PLL）的时钟发生器；➢高达41个可单独编程或复用的通用输入输出引脚（GPIO）；➢5个外部中断（两个驱动保护、复位和两个可屏蔽中断）；➢电源管理，具有3种低功耗模式，能够独立的将外围器件转入低功耗工作模式；二、数字和混合信号的外设●事件管理器；●CAN(Controller Area Network)，即控制器区域网；●串行通信接口（SCI）和16位串行外部设备接口（SPI）；●模数转换器（ADC）；●系统保护，例如低电压保护和看门狗定时器。

TMS320LF2407 DSP结构、原理及应用实验指导书重庆大学――美国德州仪器公司数字信号处理解决方案实验室2003年8月前言美国TI公司推出的DSP微控制器TMS320LF2407芯片具有低成本、低功耗、高性能的处理能力，是电机数字化控制的升级产品，体现了单芯片微控制器工业的新趋势。

随着数字信号处理这一新学科的飞速发展及教学的需要，特编写了此实验指导书。

DSP理论和技术是目前电子技术和IT领域中的一门基本工程理论与核心技术，它既有较为完整的理论体系，又以最快的速度形成自己的产业。

实际上，数字信号处理是紧紧围绕着理论、实现及应用三方面迅速发展起来的，它以众多的学科为理论基础，其成果又渗透到众多学科，成为理论与实践并重、在高新技术领域中占有重要地位的新兴学科。

DSP器件的出现，为数字电路方法实现工程系统提供了坚实的技术基础。

在数字信号处理的工程领域中，工程实际更关心的是DSP应用技术，所以，检验数字信号处理理论和技术的基本工程标准，就是能否在工程实际中应用先进的理论，将理论变成一种实际应用技术。

作为工程应用技术，其理论意义体现在应用中。

如果不能在工程实际中应用，再好的理论也是没有用的。

因此，对于学生来说，DSP技术的学习，必须以应用为目标，必须在相应的理论基础之上，应用DSP技术。

为此，本实验指导书通过提供一些基本实验帮助学生迅速学会如何应用DSP 技术和方法，从而达到学习DSP应用开发技术的目的。

本书结合编者的开发应用试验，选用TI公司的DSP微控制器TMS320LF2407芯片为实验对象，以Code Composer Studio (CCS)-TMS320集成调试环境、XDS510硬件仿真器以及自制2047实验装置作为该芯片的开发硬件和软件工作平台和工具，为数字信号处理器的开发创建了较好的软、硬件的工作环境，在帮助学生熟悉DSP微控制器TMS320LF2407芯片应用与开发的基本技能和汇编程序调试技巧的基础上，更为方便地应用所学知识并在控制应用系统的产品设计的开发得到充分的展示，以求学生在未来能够顺利地投入到开发产品的工作中，并能够通过各种渠道，如公司产品技术手册和网上查询，以获得最新器件、最佳技术来为设计自己的产品系统服务。

第1期(总第128期)2005年2月机械工程与自动化M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G &　AU TOM A T I ON N o 11Feb 1文章编号:167226413(2005)0120080202基于TM S 320L F 2407A 的数字电机控制系统吴小平,杨　林(沈阳工业大学,辽宁　沈阳　110023)摘要:介绍了T I 的微控制器TM S 320L F 2407A 的结构特点,并对基于此芯片的数字电机控制系统的组成进行了探讨。

关键词:D SP ;数字电机控制;控制系统;数字信号处理器中图分类号:T P 273∶TM 33 文献标识码:A收稿日期:2004209221作者简介:吴小平(19792),男,黑龙江人,在读硕士研究生。

0　引言在当前的数字电机控制系统中,多采用单片机及功率器件加以控制,这种控制系统性能较为稳定。

但是,单片机的指令系统复杂,多数指令需要2～3个指令周期才能完成,而且单片机的程序存储器和数据存储器在同一空间、,单片机的结构和复杂的指令系统造成其运算速度较慢、处理能力有限。

因此,单片机越来越不能满足实时性和精度要求较高的控制场合。

将电机系统的主要结构做在一个单芯片里,以D SP 芯片为核心,采用面向对象的片中软件实现控制系统的可重构、可扩充和通用性。

以软件资源来代替硬件电路功能,可以灵活地改变控制策略,极大地降低成本和简化系统的硬件结构,提高系统的性能价格比。

美国T I 公司推出的电机微控制器TM S 320L F 2407A 具有D SP 内核,并且大量集成了用于电机控制的外设,这就极大地减少了控制器的外围电路,高速处理数据的能力使基于现代控制理论中的复杂算法的控制技术得以实现,是目前最具竞争力的数字电机控制器。

本文介绍了TM S 320L F 2407A 的结构特点并对以TM S 320L F 2407A 为核心的数字电机控制系统的组成与特点进行了分析。

通过TMS320LF2407A实现磁通正弦PWM的变频控制系统设计近年来，变频技术飞速发展，脉宽调制(PWM)技术在变频器中已经得到了广泛的应用。

把逆变器和异步电机视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场来控制PWM电压，使得磁链的轨迹靠电压空间矢量相加得到，由此产生了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术。

使用该方法能明显减少逆变器输出电流的谐波成分及电动机的谐波损耗，降低了转矩的脉动。

由于其控制简单、噪声低、电压利用率高、方便实现数字化等优点，目前已有取代传统SPWM控制的趋势。

原文位置
TMS320LF2407A是TI公司推出的专用电机控制芯片的高端产品，他将DSP的高速处理性能和电机控制的必备外围电路集于一身，为电机控制系统的整个数字化提供了一个完美的解决方案。

1 电压空间矢量技术的原理及实现方法
电压空间矢量脉宽调制技术(SVPWM，也称为磁通正弦PWM)是从电动机的角度出发，着眼于使电机获得幅值恒定的圆形磁场，即正弦磁通。

他以三相对称正弦波电压供电时的理想圆形磁通轨迹为基准，用逆变器不同的开关模式产生的实际磁通去逼近基准磁通圆，从而达到较高的控制性能。

实现SVPWM的方法有磁链圆轨迹法、电压矢量合成法等。

在这里采用了电压矢量合成法，即采用2个非零矢量和2个零矢量合成一个等效的电压矢量。

如图1所示，在某个时刻Wout旋转到某个扇区中，就由组成这个扇区的2个非零矢量Ux和Ux+60分别作用于T1，T2时间，先作用Ux的称为主矢量，后作用的Ux+60称为辅矢量，时间分解如图2(a)所示，为了计算方便本文采用图2(b)去等效图2(a)。

式中Tc为采样周期。

取调制度：
故可得：。

基于TMS320LF2407的开关磁阻电机控制系统的设计贺颖莉,王艳,殷天明(北京交通大学电气工程学院,北京100044)摘要:在基于TI DSP控制的基础上研究了以三相(12/8)开关磁阻电动机调速系统。

系统采用高速变角度电压斩波控制)))低速定角度电流斩波控制流斩波控制策略,降低转矩脉动以减少电动机的噪声,主要介绍系统软硬件设计。

关键词:开关磁阻电动机;数字信号处理器中图分类号:TM352;TP391.8文献标识码:A文章编号:1001-4551(2004)11-0005-05Sw itched Reluctance Motor Control System Design Based on TMS320LF2407HE Ying-li,WANG Yan,YING Tian-ming(College o f Electrical Enginee rin g,Beijing Jiaotong University,Beijing100044,China)Abstract:The paper p resents a three phase s witched reluctance motor(12/8)adjusting speed control system which based on TI dsp.The system adop ted the strategy:varying angle control and vol tage chopping on high_speed;fixed the angle current chop-ping con trol on low_speed.This methods can lower the ripple of the torque,hence minish the noi se of the motor.This paper intro-duce the software and the hardware of the system.Key words:s witched reluctance motor;digital signal processor1引言开关磁阻电动机(SRM)调速系统,是20世纪80年代兴起的一种新型机电一体化交流调速系统。

XXXXXXXX大学XXXXXXXXXXXXX X学院《DSP原理及应用》题目：基于TMS320LF2407的电机控制系统设计专业：班级：姓名：学号：指导教师：2015年5 月19 日摘要直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。

电动机调速系统采用微机实现自动控制，是电气传动发展的主要方向之一。

采用微机控制后，整个调速系统体积小，结构简单、可靠性高、操作维护方便，电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平，静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。

本篇论文介绍了基于单片机的直流电机PWN调速的基本办法，直流电机调速的相关知识以及PWM调速的基本原理和实现方法。

重点介绍了基于TMS320LF2407单片机的用软件产生PWM信号以及信号占空比调节的方法。

对于直流电机速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。

关键词：单片机最小系统；PWM ；直流电机调速;前言电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。

无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。

据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。

同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。

电动机与人的生活息息相关，密不可分。

电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。

简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。

然而近年来，随着技术的发展和进步，以及市场对产品功能和性能的要求不断提高，直流电动机的应用更加广泛，尤其是在智能机器人中的应用。

直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要，为了能够适应发展的要求，单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。

高性能数字信号处理器TMS320LF2407A及应用数字信号处理器（DSP）已经发展了20多年，最初仅在信号处理领域内应用。

近年来，随着半导体技术的发展，其高速运算能力使很多复杂的控制算法和功能得以实现，同时将实时处理能力和控制器的外设功能集于一身，在控制领域内也得到很好的应用。

数字控制系统克服了模拟控制系统电路功能单一、控制精度不高的缺点，它抗干扰能力强，可靠性高，可实现复杂控制，增强了控制的灵活性。

TMS320LF2407A 是美国TI公司推出的新型高性能16位定点数字信号处理器，它专门为数字控制设计，集DSP的高速信号处理能力及适用于控制的优化外围电路于一体，在数字控制系统中得以广泛应用[1]。

本文介绍其体系结构、功能特性及其在控制领域中的应用，为数字控制系统的设计提供参考。

2 体系结构和功能特性2.1 系统组成TMS320LF2407A系统组成包括：40MHz、40MIPS的低电压3.3V CPU、片内存储器、事件管理器模块、片内集成外围设备[2]。

其体系结构框图如图1所示。

2.2 CPU及总线结构TMS320LF2407A 的CPU是基于TMS320C2XX的16位定点低功耗内核。

体系结构采用四级流水线技术加快程序的执行，可在一个处理周期内完成乘法、加法和移位运算。

其中央算术逻辑单元（CALU）是一个独立的算术单元，它包括一个32位算术逻辑单元（ALU）、一个32位累加器、一个16×16位乘法器（MUL）和一个16位桶形移位器，同时乘法器和累加器内部各包含一个输出移位器。

完全独立于CALU的辅助寄存器单元（ARAU）包含八个16位辅助寄存器，其主要功能是在CALU操作的同时执行八个辅助寄存器（AR7至AR0）上的算术运算。

两个状态寄存器ST0 和ST1用于实现CPU各种状态的保存。

TMS320LF2407A 采用增强的哈佛结构，芯片内部具有六条16位总线，即程序地址总线（PAB）、数据读地址总线（DRAB）、数据写地址总线（DWAB）、程序读总线（PRDB）、数据读总线（DRDB）、数据写总线（DWEB），其程序存储器总线和数据存储器总线相互独立，支持并行的程序和操作数寻址，因此CPU的读/写可在同一周期内进行，这种高速运算能力使自适应控制、卡尔曼滤波、神经网络、遗传算法等复杂控制算法得以实现。

基于TMS320LF2407A的交流伺服电机控制系统共3篇基于TMS320LF2407A的交流伺服电机控制系统1基于TMS320LF2407A的交流伺服电机控制系统交流伺服电机控制系统是用来控制电机的电力电子设备，主要应用于直线运动的控制。

随着科技的进步，现代化的控制系统越来越受欢迎，而TMS320LF2407A是目前市场上颇具竞争力的一款芯片，本文将探讨如何将其应用于交流伺服电机控制系统中。

TMS320LF2407A芯片具有16位宽、40MHz的工作频率，内置12位模数转换器，可较高地满足实时高速控制系统的要求，同时其可编程控制器也为我们提供了极大的灵活性。

现在让我们开始讨论交流伺服电机控制系统的几个核心组件：1. 采集模块：交流伺服电机空载运行时，它的角度位置与电机输出电压呈线性关系，电机带负载时，转速与输出电压呈非线性关系。

因此，我们需要使用16位的模数转换器来采集电机的输出电压和角度位置，获得更精准的控制信号。

为防止过载和过温，还需要添加实时温度和电流传感器进行实时监控。

2. 控制器：一般情况下，我们需要使用PIA算法来生成电机的控制信号。

在这里，我们可以使用TMS320LF2407A芯片的可编程控制器来实现这一点。

通过对程序的编制，我们可以将电压和位置信号通过PIA算法进行运算，然后得到合理且满足精度要求的输出控制信号。

同时，该芯片的高集成度可以有效降低系统成本和提高可重复性。

3. 驱动模块：根据电机类型不同，驱动模块也有所区别。

对于三相交流伺服电机控制系统，我们可以使用三相桥式电路，也可以使用现场可编程逻辑阵列进行处理和控制。

在此过程中，可以使用PWM技术控制器进行高效的功率开关控制，以实现更加精确的控制。

4. 通讯模块：交流伺服电机控制系统往往需要远程监测并进行调试，为此，我们可以使用以太网通讯模块或是RS485总线进行数据传输，将数据传输到监控系统中进行实时处理。

在这里，我们需要注意以下几个问题：1. 芯片自身的故障保护：要确保芯片本身坚固可靠，以防止其触发故障保护机制，降低电机的稳定性和精度。

用ＴＭＳ320ＬＦ2407实现无刷直流电机的变结构控制本文介绍了无刷直流电机的一种变结构控制方法。

采用TMS320LF2407芯片，很方便地实现了电机在无刷方式和他控式同步方式之间的切换，发挥了两种方式的优点，有较好的动态和稳态性能关键字：无刷直流电机TMS320LF2407 无刷方式同步方式1概述无刷直流电机组成的伺服系统具有转速平滑、响应快、易于控制等特点，因此在搜索雷达这一类伺服系统中得到越来越多的广泛采用。

但按照常规的控制方法，其转速直接与电压相关，易受电源波动和负载波动的影响。

本文采用的方法是运行于无刷方式下的电机在接近期望转速时切入同步状态，使无刷方式下优良的动态性能和同步方式下很高的转速精度都得以实现。

2TMS320LF2407芯片简述TMS320LF2407是美国TI公司推出的一种针对于电机数字化控制的DSP芯片。

与此前24x芯片相比，更适合在快速性和精度要求较高的场合作为电机控制器。

为降低功耗，TMS320LF2407采用3.3V直流电压供电（编程电压为5V），并且有专门的控制寄存器对各个外围部件的时钟进行使能操作。

CPU时钟的典型值为30MHz。

片内有多达32K字的FLASH存储器，544字节的DARAM和2K的SARAM。

有两个功能相同的事件管理模块EV A和EVB，每个模块均有两个16位定时器、3个捕捉单元、16通道10位A／D、正交编码脉冲电路以及8个PWM输出通道。

3无刷方式时的控制策略无刷直流电机的电磁转矩表达式和普通直流电机相同，所以控制逆变器输出方波电流的幅值即可控制无刷直流电机的转矩。

在本文中采用霍尔元件制成的磁链式转子位置检测器。

该传感器输出信号为三相互差120°，宽度为180°电角度的方波。

这样，在控制时无刷直流电机就可看作一台普通的直流电机，可以简单地将这种工作方式称为无刷方式。

在无刷方式下，根据各个管子的导通时间不同，又可细分为两两导通方式和三三导通方式。

浅析TMS320LF2407DSP直线步进电机对速度控制【摘要】TMS320LF2407DSP直线步进电机具有传统步进电机的机械特性，并且还具有控制精度精确、执行效率高、运行可靠平稳等独特优点，TMS320LF2407DSP直线步进电机还具有通过模块化升级而实现技术进步的潜在优势，是当前步进电机常用的选择，本文在简介TMS320LF2407DSP步进电机的基础上，说明了估算极限起动频率、速度曲线的选择和电机的极限力速特性等重点问题，希望提高TMS320LF2407DSP直线步进电机对速度控制质量。

【关键词】TMS320LF2407DSP；直线步进电机；速度控制；极限起动频率：速度曲线前言在实际机械加工、工业生产和数字控制中，人们希望步进电机能既精确又高效地完成规定的任务，由于传统的步进电机在运行中容易出现速度失控导致的失步和过冲，所以在业界一直寻找对步进电机的技术改进方法和措施。

TMS320LF2407DSP直线步进电机具有传统步进电机的机械特性，并且还具有控制精度精确、执行效率高、运行可靠平稳等独特优点，TMS320LF2407DSP直线步进电机还具有通过模块化升级而实现技术进步的潜在优势，是当前步进电机常用的选择，估算极限起动频率、速度曲线的选择和电机的极限力速特性等问题是TMS320LF2407DSP步进电机的稳定和快速工作的基础，只有做好上述关键性工作才能实现TMS320LF2407DSP直线步进电机对速度的控制，相关工作人员和设计人员应该提高对TMS320LF2407DSP直线步进电机设计和应用工作的重视，立足于本职日常工作做好TMS320LF2407DSP直线步进电机的各项工作，提高TMS320LF2407DSP直线步进电机工作的质量。

1TMS320LF2407DSP直线步进电机概述TMS320LF2407DSP直线步进电机通过TMS320LF2407DSP芯片将输入的电脉冲信号转换成相应的直线位移的电机，通过TMS320LF2407DSP芯片可以调整事件的定时器、控制寄存器的工作方式和频率、调整PWM占空比，从而省去了传统步进电机各种控制和调节部件，实现了对步进电动机的实时控制，由于TMS320LF2407DSP芯片基于数字技术，因此，在必要的时候可以通过软件和模块升级使TMS320LF2407DSP直线步进电机完成更高技术的动作。

TMS320LF2407的介绍,手打纯中文TMS320LF2407控制器1、基本结构：包括：哈佛结构，流水线操作，专用的硬件乘法器，特殊的DSP 指令；这些特点再加上集成电路的优化设计使得DSP的指令周期能够在50ns以下，实现其快速性。

2、主要用途：a、交流伺服电动机、直流水磁电动机和开关磁阻电动机的鲁棒控制器的设计；b、由于转矩纹波的减少，从而使运行更加安静和有效，从而实现低功耗、低振动和长寿命；c、在实时多项式计算中，内在查表的减少，可以降低系统的成本；d、与控制算法处理一起完成电源开关转换的控制；3、相关参数通过把一个高性能的DSP内核和微处理器的片内外设即成为一个芯片的方案，2407 DSP 成为传统的为控制单元（MCU）和昂贵的多片设计的一种廉价的替代产品。

2407 系列DSP是16位微控制器，处理速度30MIPS，其新款2407 A的处理速度为40MIPS；具有高可靠性和可编程性，其源代码与目标代码都与24X同代产品兼容，源代码与C2X兼容，并能够与C5X向上兼容。

LF2407 DSP利用16位的字长和32位的寄存器来存储中间结果，并且有2个硬件移位寄存器独立的计数；这样可以减少量化或者截断误差，以提高附加功能的处理能力。

4、数字和混合信号的外设CAN(Controller Area Network)，即控制器区域网；串行通信接口（SCI）和16位串行外部设备接口（SPI）;模数转换器（ADC）；系统保护，例如低电压保护和看门狗定时器；5、特点和资源配置LF2407 DSP具有TMS320系列DSP的基本功能之外，还有其自身特点：采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减小了控制器的功率损耗；30MIPS 的执行速度是的指令周期缩短到3.3ns （30MHZ）,从而提高控制器的实时控制能力；基于TMS320C2XX DSP的CPU内核保证了TMS320LF2407DSP 代码和TMS320系列DSP代码兼容；片内有高达32K字×16位的Flash程序存储器；高达2.5K×16位的数据/程序RAM；2K字的单口RAM；SPI/SCI引导ROM;两个事件管理模块EVA和EVB，每个均包括如下资源：两个16位通用定时器；8个16位的脉宽调制通道（PWM），可以实现三相反相器控制、PWM的中心或边缘校正、当外部引脚\PDPINTX出现低电平时快速关闭PWM通道；防止击穿故障的可编程的PWM死去控制；对外部事件进行定时捕获的3个捕获单元；片内光电编码器接口电路；16通道的同步ADC转换器。

0 引言直接转矩控制（简称DTC ）是继矢量控制技术后在交流调速领域中新兴的一种高性能电机控制技术。

该控制通过控制定子磁链来直接控制电机的电磁转矩，用定子磁链的定向代替转子磁链的定向，摒弃了矢量控制中复杂的解耦思想，因而具有控制直接，计算过程简单，动态性能好，易于实现数字化等优点。

本文在对直接转矩控制理论深入了解、熟悉掌握的基础上，提出了基于TMS320LF2407的永磁同步电机直接转矩控制的实现方案，通过实验并进行仿真验证了该方案的可行性小和系统较高的动静态性能。

1 硬件主回路设计 永磁同步电机直接转矩控制系统的硬件结构如图1所示，主要由以下几部分组成：DSP 控制运算模块、IPM 智能功率模块、反馈信号检测模块。

图1 永磁同步电机直接转矩控制系统硬件结构图(1) DSP 控制器：本系统所采用的DSP 是TI公司所生产的TMS320LF2407芯片，该DSP 是面向电机控制应用的处理器，它具有丰富的内部资源和电机控制所需要的主要的功能模块。

(2) 逆变器及其保护电路：系统设计的逆变电路采用的是三菱公司的高智能功率模块PM600CLA060，系统IPM 的PWM 信号驱动通道采用了高速光耦隔离。

(3) 反馈信号检测电路：转子位置和转速的实时信息由直接与电机主轴相连接的光电编码盘检测，光电编码盘的输出包括A、B、Z 三个信号，其中A、B 信号是光电编码随电机旋转而产生的相位互差90度的正交编码脉冲，Z 信号随转子每转一周输出一个脉冲，A、B、Z 信号直接连接到DSP 的正交编码脉冲输入单元（QEP ），这些数据送入DSP 后经内部程序计算得到电动机的转速、转子位置和旋转方向。

2 控制策略及软件设计2.1 PMSM数学模型及直接转矩控制下面给出PMSM 在两相静止α-β坐标系下的数学模型。

由霍尔传感器检测到定子电流i a ，i b ，i c 经3/2坐标变换转换为α-β轴上的定子电流i a ，i b。