全面的数字化伺服系统技术革新研究与设计之巅峰夸张成就
在现代运动控制领域，实时测控系统对高速数字信号处理提出了更高的要求。为了满足这一需求，TI公司推出了32位定点DSPTMS320F2810，这款芯片在性能上比x240提高了10倍，并且具有128k字的FLASH E2PROM和2k字的ROM。CPLD是一种复杂可编程逻辑器件，它采用计算机辅助设计技术，可以灵活配置硬件逻辑电路，降低了PCB板的空间和复杂度。当DSP与CPLD结合并应用于伺服电机控制中，加以改进的控制算法和硬件结构，使整个电机控制系统达到了快速性和稳定性的要求。
系统结构
被控对象是三相120°四级永磁同步电机，其编码器为混合式光电编码器。处理器采用TMS320F2810芯片作为核心，它负责控制策略、算法实现以及与人机界面通信等功能。而人机界面的核心处理芯片是周立功单片机的7289显示芯片，主要负责向DSP发送转速给定、控制参数给定、启动/停止信息等，并实时显示驱动系统数据变化。在硬件控制板块中，我们使用ALTERA的CPLD-EPM7128，将外部光电编码器信号等逻辑输入、输出引用端等PCB设计完成的大部分工作集成放在芯片设计中进行。
CPLD设计
当永磁伺服电机稳定运行时，其同步转速以及转子位置可以通过与转子同步的光电编码器所产生的脉冲信号来反映。这些脉冲信号含有谐波成份，毛刺较多，因此我们将其送到CPLD进行滤除干扰信号，同时起到保护DSP作用。
软件实现
软件主要包括三个部分：初始化模块、系统控制模块和通信模块。其中，在考虑软件设计时，我们必须紧紧依赖其硬件核心F2810基础上，要保证工作实时性、软件灵活性及可靠性。这涉及到空间矢量计算，以及变换至三相静止坐标系中的输出。在此过程中，我们采用Q12定表格示来适应各种系统参数，并利用连续增减计数方式确保周期寄存器值准确无误。此外，当时间参数饱和计算达到一定条件时，我们采取特定的措施调整PWM周期，以维持最佳性能。
结语
本文详细介绍了如何将数字化交流伺服控制系统研究与设计结合起来，使之达到高速、高精度、高效能且可靠性的目标。这一方法不仅提升了整体性能，还显著减少了现场空间需求，对环境友好，同时操作便捷，是现代运动自动化领域不可或缺的一项技术革新。
