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基于DSP+μC/OS-Ⅱ的励磁系统的研究 02

基于DSP+μC/OS-Ⅱ的励磁系统的研究 02

同步电动机的功率因数调节还是恒无功功率运行,系统监视任务将调度不同的任务,控制框图如图5所示。

5 系统软件
为了将μC/OS-Ⅱ实时操作系统应用于系统,必须先移植操作系统到数字信号处理器中,移植工作主要有以下几个部分:
(1)在OS-CPU.H中,定义数据类型,开关中断函数已屏蔽编译器和处理器;定义堆栈的增长方向;定义任务切换函数。
(2)在OS-CPU.C中,用C嵌入汇编编写以下几个函数:OStaskstkInit(),OSCtxSw(),OSStartHighRdy(),OSIntCtxSw(),OSTicksr(),OSTaskCreateHook(),OSTaskSwHook(),OSTaskDelHook(),OSTaskstatHook(),OSTimeTickHook()。任务的全部信息保存在响应的任务块和堆栈中,因此任务的切换要处理任务控制块和堆栈。涉及任务控制块的工作是:保存被切换任务的堆栈指针到当前任务块;将当前任务控制块指向最高任务控制块;取出当前任务块存储的堆栈地址。
按系统所要求实现的功能,将整个系统划分为几个并行存在的任务层。占先式操作系统对任务的调度是按优先权的高低进行,系统的几个任务按其优先级从高到低顺序排列是:保护任务、系统监视任务、按键查询任务、数据滤波运算处理任务、状态信息显示任务、投励灭磁任务。系统监视任务是用来监视系统运行状态的任务,其优先权的设置是按照整个系统运行的时序来确定,对系统安全运行较重要和实时性要求较严格的任务设较高优先级。
中断服务程序设计:软件中设置4种中断;外部中断、定时器1周期中断、定时器1溢出中断,功率驱动保护PDPINTA。当电源模块或系统发生故障,通过硬件电路产生外部中断,同时将驱动脉冲封锁。在外部中断程序中设置一个故障标志送入监视任务与显示任务。周期中断服务程序和下溢中断服务程序用于产生驱动信号和闭环PID控制,周期中断触发A/D转换。下溢中断服务程序对采样值进行采样,并送到计算任务中进行各种数字滤波及计算。系统退出中断时、内核将重新进行任务调度。中断服务程序的流程图如图6所示。

6 实验结果
完成系统设计后在实验室研制了1台22 kW励磁系统,主开关器件工作在ZVZCS条件下,开关频率为20 kHz。开关变压器的匝数比N=40:9,Lk=13.6μH,Ce=2.2/μF;VQ1,VQ2,VQ3,VQ4为仙童公司G40N150D,输出整流管和滞后臂串联二极管均选用IXYS公司的DSEI2X61-12;C1,C2为1.6 kV/2 000 pF无感电容,隔直电容为2 μF极品无感电容,VQC选用IXYS公司的MOSFET管IXTH10N100,以下为主要实测波形图。图7(a)为变压器初级电压波形,图7(b)为变压器的初级电流波形。
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