基于组件技术的可重构伺服驱动软件设计

　　3.1 可重构示例

　　在可重构伺服驱动软件的设计下，利用功能组件，根据不同需要可以重构出不同的控制系统结构，如开环控制结构、闭环控制结构等。

　　(1)开环结构

　　为了验证伺服驱动硬件和电机，可以利用RC、RG、IPARK、SVGEN、PwM等模块构建开环控制系统，如图4所示。目示给定值为转速指令，通过RC组件进行加减速控制后，由RG组件产生相关的转动角度。D轴电压、Q轴电压和转动角度经IPARK组件后形成旋转电压矢量，再由SVGEN组件产生三相压值，送给PwM硬件驱动组件以产生六组脉冲，驱动三相逆器工作形成三相正弦波电压，控制电机旋转。其旋转的速度取决于目标给定值的大小。

图4开环控制系统构建

　　(2)速度闭环

　　采用的是双环串级控制∽1，重构的磁场定向矢量控制结构如图5所示。内环为电流环(包括ADC组件、CLARKE组件、PARK组件、电流PID IQ组件、电流PID ID组件、PARK组件、SVGEN组件、PWM组件等环节)，外环为速度环(包括QEP组件、SPEEDFR组件、速度PID SPD组件和电流环等环节)。

　　3.2 测试结果

　　为了方便调试，在伺服驱动软件平台中建立了OSCI测试组件，0ScI组件是内部示波器组件，可以根据需要实时抓取四路任意指定的组件输出信息，数据暂存在硬件内存中，然后由USB接口传送到上位机的调试工具软件中，如图6所示。

　　图7为由OSCI组件测得的闭环结构时速度和转矩变化过程波形(数据经过标幺化处理，范围在-1~+1之间)

4 结论

　在分析伺服驱动软件特征的基础上，首次引入嵌入式组件技术，设计了可重构伺服驱动软件，包括层次化、模块化的体系结构、组件设计及规划。通过开环、闭环重构及测试，验证了该设计的可行性。在实际开发过程中，通过不断扩充组件库，可对伺服驱动软件进行功能扩展，进而构造多种伺服驱动产品，或通过人机接口实现系统的变结构，完成对不同电机对象的控制。