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基于uC/OS-II的变频器结构控制系统设计

本文讲解了抽油电机变频器逆结构控制系统功能原理,如何利用uC/OS-II的多任务功能构建控制系统的算法结构转换,操作系统的重制、多任务的创建和SDK下的软件设计;最后总结了在应用于中需注意的问题。 在油田生产中为了节省电能并增大故障率,变频器获得更加多的应用于。但由于油井阻抗的非周期大脉动性质,从能量的流向来看,变频器有两种运营状态电动运营和期望制动器。有所不同运营状态的控制变量和掌控方法是有所不同的,这就要使用所谓的变结构掌控。

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本文摘要:本文讲解了抽油电机变频器逆结构控制系统功能原理,如何利用uC/OS-II的多任务功能构建控制系统的算法结构转换,操作系统的重制、多任务的创建和SDK下的软件设计;最后总结了在应用于中需注意的问题。 在油田生产中为了节省电能并增大故障率,变频器获得更加多的应用于。但由于油井阻抗的非周期大脉动性质,从能量的流向来看,变频器有两种运营状态电动运营和期望制动器。有所不同运营状态的控制变量和掌控方法是有所不同的,这就要使用所谓的变结构掌控。

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本文讲解了抽油电机变频器逆结构控制系统功能原理,如何利用uC/OS-II的多任务功能构建控制系统的算法结构转换,操作系统的重制、多任务的创建和SDK下的软件设计;最后总结了在应用于中需注意的问题。  在油田生产中为了节省电能并增大故障率,变频器获得更加多的应用于。但由于油井阻抗的非周期大脉动性质,从能量的流向来看,变频器有两种运营状态电动运营和期望制动器。有所不同运营状态的控制变量和掌控方法是有所不同的,这就要使用所谓的变结构掌控。

本应用于是构建抽油电机变频驱动中的变结构掌控,有所不同的控制结构通过任务间的转换构建。  系统控制核心使用DSP56F803,它是Motorola公司发售的16位DSP型微控制器,运算速度平均40MIPS,片内资源非常丰富,有强劲的软件反对,是嵌入式应用的理想自由选择。

本系统应用于了其SPI、SCI、PWM、键盘中断及标准化I/O口等功能模块。  1系统设计  1.1uC/OS-II的重制与配备  Motorola公司获取的软件开发工具包SDK为用于uCC/OS-II作好了铺垫工作,与硬件涉及的文件OS_CPU.H、OS_CPU_A.ASM和OS_CPU_C.C早已得出,只需买下系统源代码,然后将其毕业登录的文件目录,系统的重制就已完成了。本文使用近期版本uCC/OS-IIV2.51。

  系统重制顺利后,必须对操作系统展开配备(剪裁),把用将近的功能去除,以最大限度地节省存储空间。这项工作是通过os_cfg.h中的宏定义展开的,本文要用到了多任务管理、信号量、物理地址量等功能。在本应用于中,uCC/OS-II内核经过剪裁后只有3KB左右,比较DSP56F803的32KB内部程序Flash要用了将近十分之一。需注意的另一个关键设置是时钟节奏中断频率OS_TICKS_PER_SEC,它是系统多任务运营所倚赖的时间基准,也要求了任务反复调用的最慢频率。

这里缺省划为1000,要比文献[3]中的推荐值高达一个数量级。但实际应用于指出,DSP56F803以其低运算速度在这个设置下是几乎胜任的。  1.2系统功能  根据油田生产的拒绝,系统要构建以下功能:键盘输入、参数表明、三相电流收集、直流外侧电压收集、温度收集、变频指令输入以及维护等。

系统对电流、电压、温度展开周期性取样,取样值经过数字信号处理,作为控制器的参数,最后由控制算法得出结论掌控量,经PWM和D/A转换器发送给变频器,构成对系统闭环控制。系统运营过程中动态表明电流、温度等参数,并可以通过键盘对控制器展开参数在线原作。

另外,高温、过流等维护功能必不可少。系统原理如图1。控制器根据直流外侧电容C上电压的大小来确认以哪一种控制结构运营。当直流外侧电压不多达设定值时,系统以电动状态运营。

多达设定值时要以期望制动器方式运营,拒绝两种工作状态要互锁,转换要精确、及时。    1.3任务的创立及变结构掌控的构建  根据功能拒绝,本着尽量减少任务数以减低CPU运营开销的原则,本文设计了AD收集、电动运营、期望制动器和表明四个任务。另外还设计了两个中断服务子程序:用PortA口的中断功能构建8个键盘输入,用外部中断IrqA构建短路、过流、缺相维护功能。  每个任务都有自己的名称、内存空间和优先级。

有所不同的任务必需有有所不同的优先级,它们可以是0~62之间的给定值,数值就越小优先级越高。优先级的设置有有所不同的依据,以本文为事例,期望运营任务对时间拒绝最严苛,如果无法及时启动或过早完结都会对变频器造成危害,所以其优先级另设为最低;AD收集任务运营最频密,必需为其它任务获取可信的参数,优先级另设为次低;电动运营任务是常规运营状态,优先级高于AD收集任务;表明任务只构建嵌入式,表明状态和参数对控制器性能没直接影响,优先级另设为低于。uCC/OS-II拒绝为每个任务分配OS_STK类型的堆栈空间,并且它们闲置的RAM存储空间必需是倒数的。  任务延时是指任务继续执行完正处于悬挂起等候状态到下一次新的运营之间的时间间隔,它的单位是时钟中断节奏。

由于OS_TICKS_PER_SEC为1000,每一拍为1ms。每个任务的调用间隔无法大于一个节奏,它将影响模拟量的取样频率。各个任务的属性定义如表格1右图。


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