本帖最后由 jinzhan0132 于 2015-12-28 23:00 编辑
浅谈基于dsPIC的云台控制的设计方案
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[size=16.0000pt] [size=16.0000pt] 摘 要
本文介绍了一种基于微控制器dsPIC33在云台控制方面的一些应用，并给出了该系统硬件方面的一些参考方案和思路。该系统具有成本低，系统精简，稳定性高，响应速度快，控制精准的等优点。
关键字：dsPIC33；云台控制；电机
1 概述
随着自动化程度越来越高，云台系统作为前端转动控制部件，在整个系统中起到非常重要的作用，其作用也越来越突出。本系统基于dsPIC33系列的MCU，设计了一个集成度更高，片上资源充分被利用，成本更低但是功能依然很强的一个方案。
2 硬件系统组成
该系统包括微控制器（dsPIC33EP512MC806），电源部分，电机驱动单元，电机信息采集单元，并带有USB通信接口，方便前期整机调试。
系统框图：（见附件）
2.1微控制器单元
DSPIC33EP512MC806是美国微芯（Microchip）公司推出的一种集DSC和MCU为一体的一颗擅长用在Motor Control（MC）方面的微控制器。其最大工作频率可达70MIPS，两个40位宽累加器，支持单周期混合符号乘法和除法，同时支持32位乘法。这些特性在数字运算方面具有很好的优势。
另外，最多支持4通道同步采样的ADC，具有多路独立的PWM使其在电机控制方面具有出色的表现。该芯片也继承了Microchip传统8位机的优点，具有强劲的外设，内置片上USB收发器，具有优先级仲裁的15通道的DMA，27个通用定时器，16个输入输出捕捉模块。丰富的外设能够有效的降低系统成本。
2.2 电机驱动部分
电机驱动部分选用MCP8026，该芯片是带电源模块，休眠模式和LIN收发器的三相无刷直流（BLDC）电机栅极驱动器。是一个集成三个板桥驱动器的BLDC功率模块，能够驱动3个外部NMOS，即能够同时驱动多个电机，这个特点在云台控制方面也很具 有优势。
3 软件算法部分
电机驱动软件部分有两种可选方案，FOC控制和VF控制。下面简单的介绍下原理：
其中，VF控制相对简单，通用性强,经济性好,用于速度精度要求不十分严格或负载变动较小的场合。从本质上讲，VF控制实际上控制的是三相交流电的电压大小和频率大小，并没有对电压的相位进行控制，这就是所谓VF控制精度不高和响应较慢的原因。而FOC控制国外也叫磁场定向控制，其实质是在三相交流电的电压大小和频率大小控制的基础上，还加上了相位控制，简单的讲就是电机定子电流相对于转子的位置角。矢量控制会通过实测回来的电流结合电机参数，实时计算出转子位置，这个过程就是所谓的“磁场定向”，然后实时决定三相定子绕组上电压的相位，这样理论上可以做到同样的电流下产生的转矩最优，从而减小电机负载变化时的瞬态过程。此外，矢量控制顺便还会根据转子位置求出转速，利用电机参数对转速进行瞬时补偿，进一步优化了控制性能。目前在云台控制方面，用FOC控制的效果会比VF好很多，FOC能够实现比较精确的位置的控制。同时结合DSPIC33系列的MCU的特点，能够很容易的在此平台上实现单路甚至多路的FOC的控制。
下面是FOC控制算法的软件实现的链接，供有兴趣的学习一下：
http://www.microchip.com/wwwAppN ... px?appnote=en530042
该链接里面也有很多关于FOC控制的应用笔记，结合DSPIC的MCU，是一个不错的学习和设计的方案。
4 结语
综合以上两款芯片的优点，在能够充分利用片上资源的前提下，完全能够设计出性能优越，稳定高，性价比高的云台控制系统。
参考：
1. Microchip（微芯）关于FOC控制的应用笔记： http://www.microchip.com/wwwAppN ... px?appnote=en530042
2. dsPIC33官方文档和应用笔记： http://www.microchip.com/wwwprod ... t=dsPIC33EP512MC806
3. 网络社区资源整理
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楼主
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顶一个，有没有电源部分的电路。。。。。。。分享一下！
