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基于DSP的开关磁阻电机调速系统
程鹤（中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏 徐州 221116）
摘要：开关磁阻电机（SRM）是电机技术、电力电子技术、微机控制技术和检测技术结合的产物，是机电一体化产品。其结构简单、牢固、效率高、调速范围宽、调节参数多的优点使其应用广泛。首先介绍了SRM的原理和特点，调速系统的构成，与其发展研究概况，介绍了SRM调速系统的三种控制方式，与其优缺点，选择了适合本系统的控制方法。并证明了模糊控制器具有良好的控制效果。本文设计了基于DSP TMS320F2812的SRM调速系统的硬件设计，对系统的软件进行了整体规划、DSP资源的分配和时序的划分。最后在硬件系统平台上对设计进行了测试与比较，给出了相应实验的波形和分析，验证了控制策略的正确性，并得到了良好的动静态性能。
关键词：开关磁阻电机；模糊控制；TMS320F2812 中图分类号：TM
the design of switched reluctance motor drive system based
on DSP
Cheng He
(China University of Mining and Technology, JiangSu XuZhou 221116)
Abstract: Switched reluctance machine combines the electrical machine theories with power electronics technique and the microprocessor control technique, measurement technique .It has a lot of advantages, such as simple structure, strong structure, high efficiency, wide speed adjusting range, multivariable control. So it is used widely. Firstly, the paper introduces the theory and features of SRM, the composing of SRM drive system and research survey. SRM is a nonlinear system which is multivariable and strong coupling.And analyze the advantages and disadvantages of three control modes for SRM, then choose the best mode for this system .The paper proves that fuzzy controller has the best effect. Finally, we tested and compared the different strategies on the hardware experiment system, and got the experimental waveforms. It validates that the control strategy is correct. And the SRM drive system has a good static and dynamic performance. Keywords:SRM; fuzzy control; TMS320F2812
0 引言
SRM是随着电力电子技术，微电子技术，控制技术发展起来的机电一体化电机系统。具有结构简单、牢固、运行效率高、调速范围宽、容错能力强等一系列的优点，使其广泛应用在电动车用驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等众多领域中，在调速系统中占有一席之地。
TMS320f2812是TI公司专为控制应用方面开发的DSP，其片内集成了最广泛的数字化控制解决方案[1]。DSP高速的运算能力，可以开发各种复杂控制算法，同时完成检测技术,加之广泛的外围设备，使其无需附加外部硬件电路，大大提高了开关磁阻电机检测的可靠性和适用性,必将更大限度地显示SRD的优越性。
1 SRM调速系统组成
SRM调速系统由四部分组成[2]：SRM本体、控制器、功率变换器、检测器，如图1所作者简介：程鹤，（1987-），男，研究生，电力电子与电力传动. E-mail: [email protected]
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示。
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Fig.1 The Structure of SRM Drive System
SRM是调速系统的执行元件，它将电能转换成机械能，从而带动负载运行。控制器是中枢神经，它根据位置传感器检测的信号，经过与控制信号的运算比较，来控制开关管的通断从而控制SRM的四象限运行。功率变换器是SRM调速系统能量传输的关键部分，控制SRM绕组的开通与关断，从而将电源能量传输到SRM。检测单由位置检测和电流检测环节组成，提供转子的位置信息以决定各相绕组的开通与关断，提供电流信息来完成电流斩波控制或采取相应的保护措施以防止过电流。
2 SRM调速系统的控制方式与控制策略
2.1 SRM调速系统的控制方式
SRM的控制就是在其运行期间，调节SRM的哪些参数及怎样调节这些参数，从而使电机达到期望的运行工况，同时保持其有较高的性能指标[3]。SRM的可调参数多是其优于其它电机调速系统的前提。根据可调SRM的相电流i、相电压U、开通角θon、关断角θoff的多种参数，通常SRM的调速可分为三种方式：电流斩波控制（CCC）、角度位置控制（APC）、电压斩波PWM控制[4]。
本系统选择低转速定角度电流斩波控制（CCC）—高转速电压斩波控制。当电机在低转速运行时，采用CCC控制，保证了电流的稳定性，减小了转矩脉动，同时也保护了功率开关器件。当电机在高速运行时，旋转电动势较大，相电流较小，采用电压PWM控制，改变了相电流波形的峰值与宽度，提高了电机的出力与效率，电压斩波控制可以加快了SRM的动态响应性能。两种控制方式各有优缺点，结合起来可使SRM在较宽的调速范围内保持较高的性能指标。
2.2 SRM调速系统的控制策略
模糊控制是一种模仿人的思维的控制方法，它把人的控制经验和策略用模糊规则来表示，建立一个模糊的推理表来控制输出，达到自动控制的目的[5]。SRM的数学模型难以建立，而模糊控制不需要精确的数学模型，以人的经验为前提，因此具有一定的优越性。可以以偏差与偏差变化率为输入，经过模糊化，输入到模糊推理表，得到模糊输出，在经过反模糊，即可得到实际的输出控制量[6]。为了达到快速的控制，可以离线计算出模糊推理表，放入微机内存中，这样可以更加快速实时的控制SRM。
图2为一个两输入单输出的模糊控制系统，输入为误差e和误差变化ec，
图2 模糊控制器系统框图 Fig.2 Fuzzy Controller Block Diagram
e=n*−n （2-1）
ec=ek−ek−1=nk−1−nk （2-2）
输出控制量为电压PWM控制信号的占空比u增量。
输入误差与误差变化，经过模糊化，再通过实际经验总结的模糊规则，进行推理和反模糊化得到了如表1所示的模糊控制表，存入DSP内存中。
表1 模糊控制表 Tab.1 Fuzzy Control Table
Δi′de′
e′
-7-6-5-4-3-2-101234567
-7-7-7-7-7-7-7-7-5-400000
-7-7-7-7-6-6-6-6-4-300000
-7-7-6-6-6-5-4-4-2-200001
-7-7-6-6-6-4-4-4-2-200012
-7-6-6-6-6-4-4-4-1-200122
-7-6-4-4-4-4-4-20012222
-6-6-4-4-4-4-3-10022222
-4-3-4-6-3-2-101234444
-2-2-2-2-[1**********]
-2-2-2-2-[1**********]
-2-[1**********]667
-2-[1**********]677
-1-[1**********]677
[**************]
[**************]
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
1
2
3
4
5
6
7
3 基于DSP TMS320f2812 SRM调速系统硬件设计
3.1 系统硬件整体结构设计
本系统由位置传感器测出定转子相对位置为控制开关与计算转速提供信息，电流传感器完成采样测量为电流控制与保护提供依据，键盘与显示模块负责用户与系统的交互。DSP2812作为系统的主控中心，输入信号有转速的给定、位置传感器信号的捕捉、电流输入的转换、键盘的控制信息，输出有各种信息的显示、功率变换器的PWM信号，同时也完成了控制器算法的设计、及其各种逻辑信号的处理。其总体框图如图3所示。
Fig.3The Hardware Structure Of Drive System
3.2 功率变换器电路设计
常用的功率变换器电路有：不对称半桥型、双绕组型、电容分压型、H桥型、公共开关型。各种变换电路都有其不同的优缺点详细分析见参考文献[7][8]。
本系统选用了三相双开关式功率变换器主电路，其拓扑结构如图4所示。
图4 三相双开关式功率变换器主电路
Fig.4 Main Circuit of the Three-Phase Double-Switched Power Converter
当VT1、VT2导通时，电源U向SRM的A相供电；当VT1、VT2断开时，A相绕组经VD1、VD2续流，向电源回馈能量，绕组两端电压为-U，从而实现强迫换相；当VT1关断，VT2导通时，A相绕组经VD2续流，绕组两端电压为零，实现了自然换相；当VT2关断，VT1导通时，A相绕组经VD1续流，绕组两端电压为零，也实现了自然换相。单独控制或同时控制VT1或VT2可实现斩单管或斩双管控制。
3.3 位置及转速检测的硬件电路设计
SRM调速系统运行在自同步状态，通过位置传感器测出转子与定子的相对位置，从而判断相绕组的通断，实现了系统转速的闭环控制，因此位置检测是SRM系统中重要的一部分。常用的位置传感器有光电式、磁敏式、接近开关式，其中光电式检测的灵敏度最高，由光电传感器和码盘组成。其中，光电传感器被固定在SRM定子上或外壳上，码盘固定在转子上。码盘齿槽数与转子齿槽数相等且宽度相等，均为8个，均为22.5°。
三相12/8结构的SRM：m=3,θr=45o,用三个光电传感器，取k=1，则编号为1、2、3的三个传感器的夹角θg为60，均匀分布在外壳上。其放置示意图如图5所示。
o
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图5 转子位置传感器位置示意图 Fig.5 Diagram of the Rotor Position Sensor
1号光电传感器装在A相得一个定子中心线下侧11.25处，2号顺时针放置在距 1号
o
60o处，3号顺时针放置在距 2号60o处。通过三个光电传感器的信号，即可判断出转子与
定子的相对位置。图6（a）为转子逆时针旋转时，三只光电传感器输出的位置信号与对应的角度及各相电感的示意图；6（b）为转子顺时针旋转时，三只光电传感器输出的位置信号与对应角度及各相电感的示意图。
（a）逆时针旋转 （b）顺时针旋转
图6 位置信号与对应角度及各相电感示意图
Fig.6 Diagrams of the Rotor Position Signals, the Corresponding Angles and the Electrical Inductance of
Every Phase
o
从图中可以得到，三个光电传感器输出相位相差15、占空比为50%的方波信号，其上下边沿相隔7.5°，每隔45°机械角完成一次循环，即一个电气周期。转子每旋转一周，有8个循环，即8个电气周期。在一个电气周期内，三个光电传感器输出的位置检测信号有6种不同的状态，对应了6个转子的位置信息。
3.4 电流检测的硬件电路设计
在SRM调速系统中，检测电流是实现SRM电流斩波控制所必须的，同时也可检测过流信号，为保护电路提供依据。
选择霍尔电流传感器，霍尔电流传感器是一种新型的电流检测元件，它是根据霍尔原理制作成的。我们把LEM模块串接在绕组下端和下主开关的漏极之间。这样可以检测到主开关器件导通时的绕组电流和续流二极管续流阶段的绕组电流，对绕组整个工作期间的电流进行鉴测，安装如图7。
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Fig.7 Diagram of the Current Detection Circuit
LEM有3个接线端子：1、+端：正电源输入端；2、-端：负电源输人端；3、M 端：信号输出端。 由于该系列传感器输出信号为电流方式，如果要取电压输出方式， 需在M端与电源地之间根据所取电压大小外接一个取样电阻Rmax．阻值的上限由下式决定 ：
Rmax=(Uc-Uce-Ri*Is)/Is
式中，Uc为电源电压,Uce为晶体管饱和压降,Is为输出电流,Ri为传感器内阻，一般电阻的数值在几十至几百欧。
4 基于DSP TMS320f2812 SRM调速系统软件设计
本系统是一个实时性很强的系统，需要能快速的响应外部事件，且DSP任务繁重，因此设计了前后台的工作方式，可以减少DSP所需的资源。
后台工作的为主程序，完成系统软硬件的初始化，以循环的方式进行数据显示；前台工作的是各种内部中断或外部中断，完成要求实时性强的工作，其中中断分为周期中断与随机中断。周期中断完成了电流、速度的检测，从而进行转速电流的调节，随机中断为键盘输入中断与各种故障保护中断，其优先级最高，可以有效的快速响应，增加系统的可靠性。
系统划分为主程序、初始化子程序、中断服务子程序。中断服务程序完成了实时性控制，其包括键盘中断服务子程序完成用户到系统的控制、定时器中断服务子程序序完成ADC转换的启动与计算速度、模数转换中断服务子程序完成对SRM各相电流的检测、捕获中断服务子程序计算SRM的转子位置信息。
主程序流程图如图8所示。
图8 主程序流程图
Fig.8 Flow Diagram of the Main Procedure
5 基于DSP的SRM调速系统实验与分析
在完成了系统的硬件和软件设计之后，进行了样机系统的实验与分析。图9为样机实验系统的实拍照片。如图9（a）为样机测试台，（b）为样机控制器系统。
（a）样机测试台 （b）样机控制器系统
图9 样机实验系统实拍照片
Fig.9 Photograph of the Experiment System for the Prototype
通过样机实验，对样机进行了空载，转速为400 r/min、600 r/min、800r/min、1000r/min的启动性能测试，转速曲线测试结果如图10所示；图中，横坐标为时间，每格代表2s；纵坐标为转速值，每格代表267 r/min。
(a) 400r/min启动 (b) 600r/min
启动
(c) 800r/min启动 (d) 1000r/min启动
图10 FUZZY控制算法下SRM启动时的转速曲线
Fig.10 Rotor Speed Curves of SRM in Starting with Fuzzy Control Algorithms
从实验结果可以看出fuzzy控制算法有较好的控制效果，超调量小，在很短的时间内达到了给定速度，有良好的动态性能，满足了实验的要求。
6 结论
本文介绍了SRM调速系统的构成特点，介绍了SRM的三种控制方式，选择了适合本统的控制方法，使用电流斩波（CCC）和电压PWM控制相结合，由于SRM的非线性和磁链的强耦合性，选择了不需要精确模型的模糊控制算法，并设计了整个调速系统的硬件结构
和软件，在实验台上进行了测试，验证了DSP控制SRM调速系统有良好的动态性能。
[参考文献] (References)
[1] 宁改娣，曾翔君，骆一萍.DSP控制器原理及应用[M].科学出版社，2008. [2] 孙建忠、白凤山.特种电机及其控制[M].中国水利水电出版社，2005.
[3] 陈昊.开关磁阻调速电动机的原理设计应用[M].徐州：中国矿业大学出版社，2000. [4] 王宏华.开关磁阻电机调速控制技术[M].机械工业出版社，1995.
[5] 曹菁，徐燕琳.小功率开关磁阻电机模糊控制系统[J].机电一体化，2002，5：42-45. [6] 汤宁平，卓忠疆。开关磁阻电机单片机的模糊控制[J].微特电机，1992，2：2-6.
[7] 张志丰.开关磁阻伺服传动电动机系统的研究[D].中国矿业大学博士学位论文:中国矿业大学图书馆，2003.
[8] 赵立民，胡 庆，张大贺.基于DSP的开关磁阻电机的转矩控制[J].沈阳工业大学学报，2001，4（21）： 341-343.
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基于DSP的开关磁阻电机调速系统
程鹤（中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏 徐州 221116）
摘要：开关磁阻电机（SRM）是电机技术、电力电子技术、微机控制技术和检测技术结合的产物，是机电一体化产品。其结构简单、牢固、效率高、调速范围宽、调节参数多的优点使其应用广泛。首先介绍了SRM的原理和特点，调速系统的构成，与其发展研究概况，介绍了SRM调速系统的三种控制方式，与其优缺点，选择了适合本系统的控制方法。并证明了模糊控制器具有良好的控制效果。本文设计了基于DSP TMS320F2812的SRM调速系统的硬件设计，对系统的软件进行了整体规划、DSP资源的分配和时序的划分。最后在硬件系统平台上对设计进行了测试与比较，给出了相应实验的波形和分析，验证了控制策略的正确性，并得到了良好的动静态性能。
关键词：开关磁阻电机；模糊控制；TMS320F2812 中图分类号：TM
the design of switched reluctance motor drive system based
on DSP
Cheng He
(China University of Mining and Technology, JiangSu XuZhou 221116)
Abstract: Switched reluctance machine combines the electrical machine theories with power electronics technique and the microprocessor control technique, measurement technique .It has a lot of advantages, such as simple structure, strong structure, high efficiency, wide speed adjusting range, multivariable control. So it is used widely. Firstly, the paper introduces the theory and features of SRM, the composing of SRM drive system and research survey. SRM is a nonlinear system which is multivariable and strong coupling.And analyze the advantages and disadvantages of three control modes for SRM, then choose the best mode for this system .The paper proves that fuzzy controller has the best effect. Finally, we tested and compared the different strategies on the hardware experiment system, and got the experimental waveforms. It validates that the control strategy is correct. And the SRM drive system has a good static and dynamic performance. Keywords:SRM; fuzzy control; TMS320F2812
0 引言
SRM是随着电力电子技术，微电子技术，控制技术发展起来的机电一体化电机系统。具有结构简单、牢固、运行效率高、调速范围宽、容错能力强等一系列的优点，使其广泛应用在电动车用驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等众多领域中，在调速系统中占有一席之地。
TMS320f2812是TI公司专为控制应用方面开发的DSP，其片内集成了最广泛的数字化控制解决方案[1]。DSP高速的运算能力，可以开发各种复杂控制算法，同时完成检测技术,加之广泛的外围设备，使其无需附加外部硬件电路，大大提高了开关磁阻电机检测的可靠性和适用性,必将更大限度地显示SRD的优越性。
1 SRM调速系统组成
SRM调速系统由四部分组成[2]：SRM本体、控制器、功率变换器、检测器，如图1所作者简介：程鹤，（1987-），男，研究生，电力电子与电力传动. E-mail: [email protected]
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示。
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Fig.1 The Structure of SRM Drive System
SRM是调速系统的执行元件，它将电能转换成机械能，从而带动负载运行。控制器是中枢神经，它根据位置传感器检测的信号，经过与控制信号的运算比较，来控制开关管的通断从而控制SRM的四象限运行。功率变换器是SRM调速系统能量传输的关键部分，控制SRM绕组的开通与关断，从而将电源能量传输到SRM。检测单由位置检测和电流检测环节组成，提供转子的位置信息以决定各相绕组的开通与关断，提供电流信息来完成电流斩波控制或采取相应的保护措施以防止过电流。
2 SRM调速系统的控制方式与控制策略
2.1 SRM调速系统的控制方式
SRM的控制就是在其运行期间，调节SRM的哪些参数及怎样调节这些参数，从而使电机达到期望的运行工况，同时保持其有较高的性能指标[3]。SRM的可调参数多是其优于其它电机调速系统的前提。根据可调SRM的相电流i、相电压U、开通角θon、关断角θoff的多种参数，通常SRM的调速可分为三种方式：电流斩波控制（CCC）、角度位置控制（APC）、电压斩波PWM控制[4]。
本系统选择低转速定角度电流斩波控制（CCC）—高转速电压斩波控制。当电机在低转速运行时，采用CCC控制，保证了电流的稳定性，减小了转矩脉动，同时也保护了功率开关器件。当电机在高速运行时，旋转电动势较大，相电流较小，采用电压PWM控制，改变了相电流波形的峰值与宽度，提高了电机的出力与效率，电压斩波控制可以加快了SRM的动态响应性能。两种控制方式各有优缺点，结合起来可使SRM在较宽的调速范围内保持较高的性能指标。
2.2 SRM调速系统的控制策略
模糊控制是一种模仿人的思维的控制方法，它把人的控制经验和策略用模糊规则来表示，建立一个模糊的推理表来控制输出，达到自动控制的目的[5]。SRM的数学模型难以建立，而模糊控制不需要精确的数学模型，以人的经验为前提，因此具有一定的优越性。可以以偏差与偏差变化率为输入，经过模糊化，输入到模糊推理表，得到模糊输出，在经过反模糊，即可得到实际的输出控制量[6]。为了达到快速的控制，可以离线计算出模糊推理表，放入微机内存中，这样可以更加快速实时的控制SRM。
图2为一个两输入单输出的模糊控制系统，输入为误差e和误差变化ec，
图2 模糊控制器系统框图 Fig.2 Fuzzy Controller Block Diagram
e=n*−n （2-1）
ec=ek−ek−1=nk−1−nk （2-2）
输出控制量为电压PWM控制信号的占空比u增量。
输入误差与误差变化，经过模糊化，再通过实际经验总结的模糊规则，进行推理和反模糊化得到了如表1所示的模糊控制表，存入DSP内存中。
表1 模糊控制表 Tab.1 Fuzzy Control Table
Δi′de′
e′
-7-6-5-4-3-2-101234567
-7-7-7-7-7-7-7-7-5-400000
-7-7-7-7-6-6-6-6-4-300000
-7-7-6-6-6-5-4-4-2-200001
-7-7-6-6-6-4-4-4-2-200012
-7-6-6-6-6-4-4-4-1-200122
-7-6-4-4-4-4-4-20012222
-6-6-4-4-4-4-3-10022222
-4-3-4-6-3-2-101234444
-2-2-2-2-[1**********]
-2-2-2-2-[1**********]
-2-[1**********]667
-2-[1**********]677
-1-[1**********]677
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3 基于DSP TMS320f2812 SRM调速系统硬件设计
3.1 系统硬件整体结构设计
本系统由位置传感器测出定转子相对位置为控制开关与计算转速提供信息，电流传感器完成采样测量为电流控制与保护提供依据，键盘与显示模块负责用户与系统的交互。DSP2812作为系统的主控中心，输入信号有转速的给定、位置传感器信号的捕捉、电流输入的转换、键盘的控制信息，输出有各种信息的显示、功率变换器的PWM信号，同时也完成了控制器算法的设计、及其各种逻辑信号的处理。其总体框图如图3所示。
Fig.3The Hardware Structure Of Drive System
3.2 功率变换器电路设计
常用的功率变换器电路有：不对称半桥型、双绕组型、电容分压型、H桥型、公共开关型。各种变换电路都有其不同的优缺点详细分析见参考文献[7][8]。
本系统选用了三相双开关式功率变换器主电路，其拓扑结构如图4所示。
图4 三相双开关式功率变换器主电路
Fig.4 Main Circuit of the Three-Phase Double-Switched Power Converter
当VT1、VT2导通时，电源U向SRM的A相供电；当VT1、VT2断开时，A相绕组经VD1、VD2续流，向电源回馈能量，绕组两端电压为-U，从而实现强迫换相；当VT1关断，VT2导通时，A相绕组经VD2续流，绕组两端电压为零，实现了自然换相；当VT2关断，VT1导通时，A相绕组经VD1续流，绕组两端电压为零，也实现了自然换相。单独控制或同时控制VT1或VT2可实现斩单管或斩双管控制。
3.3 位置及转速检测的硬件电路设计
SRM调速系统运行在自同步状态，通过位置传感器测出转子与定子的相对位置，从而判断相绕组的通断，实现了系统转速的闭环控制，因此位置检测是SRM系统中重要的一部分。常用的位置传感器有光电式、磁敏式、接近开关式，其中光电式检测的灵敏度最高，由光电传感器和码盘组成。其中，光电传感器被固定在SRM定子上或外壳上，码盘固定在转子上。码盘齿槽数与转子齿槽数相等且宽度相等，均为8个，均为22.5°。
三相12/8结构的SRM：m=3,θr=45o,用三个光电传感器，取k=1，则编号为1、2、3的三个传感器的夹角θg为60，均匀分布在外壳上。其放置示意图如图5所示。
o
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图5 转子位置传感器位置示意图 Fig.5 Diagram of the Rotor Position Sensor
1号光电传感器装在A相得一个定子中心线下侧11.25处，2号顺时针放置在距 1号
o
60o处，3号顺时针放置在距 2号60o处。通过三个光电传感器的信号，即可判断出转子与
定子的相对位置。图6（a）为转子逆时针旋转时，三只光电传感器输出的位置信号与对应的角度及各相电感的示意图；6（b）为转子顺时针旋转时，三只光电传感器输出的位置信号与对应角度及各相电感的示意图。
（a）逆时针旋转 （b）顺时针旋转
图6 位置信号与对应角度及各相电感示意图
Fig.6 Diagrams of the Rotor Position Signals, the Corresponding Angles and the Electrical Inductance of
Every Phase
o
从图中可以得到，三个光电传感器输出相位相差15、占空比为50%的方波信号，其上下边沿相隔7.5°，每隔45°机械角完成一次循环，即一个电气周期。转子每旋转一周，有8个循环，即8个电气周期。在一个电气周期内，三个光电传感器输出的位置检测信号有6种不同的状态，对应了6个转子的位置信息。
3.4 电流检测的硬件电路设计
在SRM调速系统中，检测电流是实现SRM电流斩波控制所必须的，同时也可检测过流信号，为保护电路提供依据。
选择霍尔电流传感器，霍尔电流传感器是一种新型的电流检测元件，它是根据霍尔原理制作成的。我们把LEM模块串接在绕组下端和下主开关的漏极之间。这样可以检测到主开关器件导通时的绕组电流和续流二极管续流阶段的绕组电流，对绕组整个工作期间的电流进行鉴测，安装如图7。
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Fig.7 Diagram of the Current Detection Circuit
LEM有3个接线端子：1、+端：正电源输入端；2、-端：负电源输人端；3、M 端：信号输出端。 由于该系列传感器输出信号为电流方式，如果要取电压输出方式， 需在M端与电源地之间根据所取电压大小外接一个取样电阻Rmax．阻值的上限由下式决定 ：
Rmax=(Uc-Uce-Ri*Is)/Is
式中，Uc为电源电压,Uce为晶体管饱和压降,Is为输出电流,Ri为传感器内阻，一般电阻的数值在几十至几百欧。
4 基于DSP TMS320f2812 SRM调速系统软件设计
本系统是一个实时性很强的系统，需要能快速的响应外部事件，且DSP任务繁重，因此设计了前后台的工作方式，可以减少DSP所需的资源。
后台工作的为主程序，完成系统软硬件的初始化，以循环的方式进行数据显示；前台工作的是各种内部中断或外部中断，完成要求实时性强的工作，其中中断分为周期中断与随机中断。周期中断完成了电流、速度的检测，从而进行转速电流的调节，随机中断为键盘输入中断与各种故障保护中断，其优先级最高，可以有效的快速响应，增加系统的可靠性。
系统划分为主程序、初始化子程序、中断服务子程序。中断服务程序完成了实时性控制，其包括键盘中断服务子程序完成用户到系统的控制、定时器中断服务子程序序完成ADC转换的启动与计算速度、模数转换中断服务子程序完成对SRM各相电流的检测、捕获中断服务子程序计算SRM的转子位置信息。
主程序流程图如图8所示。
图8 主程序流程图
Fig.8 Flow Diagram of the Main Procedure
5 基于DSP的SRM调速系统实验与分析
在完成了系统的硬件和软件设计之后，进行了样机系统的实验与分析。图9为样机实验系统的实拍照片。如图9（a）为样机测试台，（b）为样机控制器系统。
（a）样机测试台 （b）样机控制器系统
图9 样机实验系统实拍照片
Fig.9 Photograph of the Experiment System for the Prototype
通过样机实验，对样机进行了空载，转速为400 r/min、600 r/min、800r/min、1000r/min的启动性能测试，转速曲线测试结果如图10所示；图中，横坐标为时间，每格代表2s；纵坐标为转速值，每格代表267 r/min。
(a) 400r/min启动 (b) 600r/min
启动
(c) 800r/min启动 (d) 1000r/min启动
图10 FUZZY控制算法下SRM启动时的转速曲线
Fig.10 Rotor Speed Curves of SRM in Starting with Fuzzy Control Algorithms
从实验结果可以看出fuzzy控制算法有较好的控制效果，超调量小，在很短的时间内达到了给定速度，有良好的动态性能，满足了实验的要求。
6 结论
本文介绍了SRM调速系统的构成特点，介绍了SRM的三种控制方式，选择了适合本统的控制方法，使用电流斩波（CCC）和电压PWM控制相结合，由于SRM的非线性和磁链的强耦合性，选择了不需要精确模型的模糊控制算法，并设计了整个调速系统的硬件结构
和软件，在实验台上进行了测试，验证了DSP控制SRM调速系统有良好的动态性能。
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