基于MSP430F149的变频伺服系统的设计与研究

3系统软件设计

　　为方便系统维护与升级，系统软件设计采用模块化程序结构，主要有主程序、电机伺服中断服务程序、测速服务子程序等组成。

　　3.1主程序

　　主程序在完成系统初始化后，进入上位机通信查询及显示子程序循环，等待中断的发生，电机速度采集采用定时中断方式来实现。主程序流程图如图3a所示。

　　3.2电动机伺服中断程序

　　变频电机伺服中断程序由MSP430F149内部定时器A完成中断并且执行，电机控制中断程序流程图如图3b所示。

图3程序流程图

　　3.3数字PID调节器设计

　　在数字PID调节控制系统中，加入积分校正后，系统会产生过大超调，这是伺服系统所不允许的[6-7]。为减少超调对控制系统动态性能的影响，需要在电机伺服过程中的启动、停车或大幅度偏离给定时采用积分分离PID控制算法，只加比例、微分运算取消积分校正。而当被控制量接近给定值时，才使用积分校正以消除静态误差。为减少超调量，提高系统的稳态控制精度，使系统拥有较高的控制品质本伺服系统引进积分分离PID控制算法。具体算法实现如下：

　　（1）根据实际情况，设定阀值ε>0。

　　（2）当时，采PD控制，避免系统过大超调，同时使系统有较快响应速度。

　　（3）当时，采用PID控制，可保证伺服控制的精度。

　　控制算法公式：

4结束语

　　本文设计的交流变频伺服系统将新一代高速单片机MSP430F149与台达转矩控制变频器VFD－V型相结合，基于上位机通讯方式进行控制，提高了系统的可控性能及稳定性，以单片机代替了传统的PLC控制，并与上位机联动进行系统参数调节，实现了良好的人机人机交互平台，同时降低了系统的开发成本以及周期，并在实际应用中取得良好的控制精度及可靠性能，为伺服系统设计开发提供了更好的系统解决方案。