基于TMS320C6713的磁悬浮动量轮控制系统的硬件设计与应用
来源： 作者： 发布时间：2014-12-15 15:01:15 浏览量：采用磁轴承差模电感器支撑的动量轮便是磁悬浮动量轮，它与传统动量轮（机械轴承支撑）相比有许多优点，因为磁轴承是非接触的，没有机械磨损，不需要润滑系统，因而寿命长。并且由于摩擦损耗很小，它可以在比机械轴承支撑的动量轮更高的转速下长期工作。由于磁轴承不容易受温度变化的影响，使得其对机加工精度的要求比机械轴承低得多，可以降低制造成本贴片电感。磁轴承还具备的一大优点是能对振动进行主动控制，这可以明显提高卫星的定位精度。由于具备种种优点，磁悬浮动量轮成为替代机械轴承动量轮的一种理想选择。
国际上对磁悬浮动量轮这一领域的研究不断取得进展。法国198一体电感6年发射的SPOT地球资源卫星采用磁悬浮动量轮进行姿态控制，得到了清晰准确的图像，这是磁悬浮动量轮在空间的首次应用。在美国、欧洲和日本的许多公司和研究所都在进行相关的研究，并已成功应用到了各种卫星和空间站上。在国内，清华大学、西安交通大学、北京航空航天大学也在进行相关研究，但总体而言处于起步阶段，进一步开展这方面的研究对提高我国的航天科技水平具有很重要的意义。
1 磁悬浮动量轮的构成和工作原理
本文的电磁轴承技术应用的研究对象是外转子动量轮，其构成了一台五自由度的磁悬浮动量轮原理样机，其结构框图如图1所示。
其中动量轮电感线圈轮体是一套包括电磁铁、同步电机和转子的机械装置（如图2所示）。转子是被控对象，在电机带动下旋转，它的5个自由度（上下各两个径向，还有一个轴向）的位移信号通过电涡流传感器变成模压电感器电压信号，传给控制系统；控制系统执行控制算法，得出控制信号；MPW型功率放大器负责将控制系统传来的十路电压控制信号转化为电流，流入电磁铁的线圈，驱动电磁铁产生电磁力，将转子悬浮于空中（其中每一对磁铁控制一个自由度）。监测系统用于监测及在线显示系统的位移和电流信号、电机驱动电流以及动量轮转速等信息，并可进行频域分析[1]。本文研究的重点是控制系统，它是整个设备的核心，在很大程度上决定着设备的性能。
2 控制系统的硬件设计
2.1 硬件框图及工作原理
本文设计了基于TMS320C6713(以下简称6713)的便于实现集中控制算法的硬件平台，在高性能CPU的基础上扩展了集成度和可编程能力更高的AD、DA等芯片，其结构框图如图3所示。
TMS320C6713是目前TI公司推出的主流浮点型高端DSP，其浮点特性很好地满足了磁轴承控制系统对数据计算精度和动态范围的要求，同时简化了算法中存在的大量浮点运算代码并提高了算法执行速度。该CPU为32 位，内置八个功能单元，最高300MHZ的时钟主频，2400MIPS、1800MFLOPS的运算能力，可以进行16/32/40位的整数运算和32/64位的浮点运算。具备超长指令字功能，含多级硬件流水线，数据处理能力强大。具备两级缓存，程序和数据缓存各为4KB，有192KB的映射内存和64KB的可配置内存。大量的片内存储可以很好地满足复杂算法对存储空间的要求，简化了外围电路，提高了存取速度和可靠性。其片内的EMIF并口可以方便地与目前出现的所有存储实现无缝连接，EDMA的存在方便了数据的存取并减小了CPU的负荷，此外具有2个32位TIMER，2个MCBSP串口，两个MCASP，两个I2C，一个HPI接口和可配置的IO，可方便地与外围器件进行通讯。
采用CN3153电子烟充电电路设计图 标签：CN3153(1)应用电路(218)MCU(898)电路特性： 1、恒压充电最高电压4.2V 2、充电电流为405mA。 3、也可以调整充电电流，调整第2管脚到地的电阻，计算公式为：ICH = 电路板设计基本流程电路板设计基本流程：●电路原理图设计●产生网络表●印刷电路板PCB设计●报表输出 [充电器]其次测试设备最好能够按照IEC61000-3-2IEC谐波测试 通过上面的分析，我们清楚了IEC61000-4-7和IEC61000-3-2之间的区别和关系。 所以要实现IEC谐波测试，首先要保证测试设备满足IEC61000-4-7的标准要求，其测试结果才是正确的。 其次测试设备最好能够按照IEC61000-3-2中的类别划分要求，针对不同类别的设备，给出对应的结果，并且能够与标准限值做相应的对比，给出结论，这样的测试才是真正有用、有效的设备。 采用功率分析仪可以在满足IEC61000-4-7的标准下，实现IEC61000-3-2的谐波
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