動態(tài)風(fēng)機模擬系統(tǒng)軟件設(shè)計

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本軟件設(shè)計采用模塊化編程的思想，其中包括A／D風(fēng)速采樣轉(zhuǎn)換模塊、串口通信模塊、速度檢測模塊、加速度計算模塊、轉(zhuǎn)子位置確定、利用IQMATH庫函數(shù)計算生成了風(fēng)剪、塔影效應(yīng)轉(zhuǎn)矩修正模塊、慣量補償修正模塊、動態(tài)轉(zhuǎn)矩計算模塊等子模塊。最終調(diào)用這些子模塊構(gòu)成主程序及其它子程序，其中嵌套設(shè)計的核心部件是TMS320F2812 DSP芯片，編程語言為C語言。整個系統(tǒng)軟件程序總體包括主程序和中斷服務(wù)程序兩個部分，主程序完成系統(tǒng)初始化。中斷服務(wù)程序主要完成風(fēng)速信息的采集，轉(zhuǎn)速、加速度信號的計算及其原動機轉(zhuǎn)子位置的確定，與PC機之間的SCI串行通信，實現(xiàn)動態(tài)石家莊風(fēng)機廠模擬程序的動態(tài)轉(zhuǎn)矩PWM占空比方式輸出。
主程序設(shè)計主程序主要是對整個系統(tǒng)軟件進行整體性構(gòu)建，只執(zhí)行一次，主要完成系統(tǒng)時鐘的設(shè)置，DSP芯片內(nèi)部一些專用寄存器的定義及初始化，集成外設(shè)控制寄存器工作方式的選擇，變量的自定義說明，最后對中斷程序進行設(shè)置并開啟中斷。在執(zhí)行完主程序的上述功能后，程序?qū)⑻幱诘却隣顟B(tài)，等待中斷請求，進入中斷，完成各種運算，并最終發(fā)出PWM脈沖信號。程序從中斷程序中出來以后，仍然在進入中斷之前的位置等待下一次中斷。系統(tǒng)執(zhí)行完主程序以后，就開始等待中斷服務(wù)程序。在收到中斷請求時，程序轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行相關(guān)指令。
在中斷服務(wù)程序結(jié)束后，程序又回到進入中斷程序之前的主程序位置，繼續(xù)等待下一次中斷請求。中斷服務(wù)程序包括風(fēng)速信息的采樣、轉(zhuǎn)速計算、加速度計算、轉(zhuǎn)子角度位置確定、風(fēng)剪、塔影效應(yīng)轉(zhuǎn)矩修正模塊、慣量補償修正模塊、動態(tài)轉(zhuǎn)矩計算模塊等。各種過壓保護、過流保護等程序均未考慮，直接利用TD3000自身所帶保護程序。與DSP2407的匯編編程不同，C語言編程中，在進入中斷服務(wù)程序后，無需人為編程進行現(xiàn)場保存的操作，程序自身完成。雖然本文所采用中斷程序中斷周期約為500us，由于石家莊風(fēng)機廠模擬器是一個機電系統(tǒng)，發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)得有一個時間，機組轉(zhuǎn)速變化也得有個時間。
故本文設(shè)計經(jīng)歷l oZR中斷才進行一次占空比控制的PWM轉(zhuǎn)矩信號輸出，石家莊風(fēng)機廠模擬器轉(zhuǎn)矩輸出周期大約為5ms。石家莊風(fēng)機廠模擬器軟件設(shè)計采用模塊化編程，其中系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、加速度及其轉(zhuǎn)子位置的計算，對于動態(tài)石家莊風(fēng)機廠模擬程序至關(guān)重要，故有必要對轉(zhuǎn)子速度、位置的計算程序模塊予以簡單說明。轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子角度的計算采用M／T測速法，該測速方法可以保證系統(tǒng)轉(zhuǎn)速從幾轉(zhuǎn)／分鐘到同步轉(zhuǎn)速較大范圍的準確性。轉(zhuǎn)子速度、加速度的得出，將有利于大慣量補償?shù)恼＿M行；轉(zhuǎn)子位置的確定，為風(fēng)剪、塔影效應(yīng)提供石家莊風(fēng)機廠槳葉角度參考。