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Design of a BLDC Servo Motor Control System for the Auto Process of Assembly and Supply

자동 조립 및 공급을 위한 BLDC 서보 전동기 제어시스템 설계

  • Received : 2011.12.02
  • Accepted : 2012.04.24
  • Published : 2012.05.31

Abstract

This paper presents a design of a BLDC servo motor control system for the auto process of assembly and supply using DSP(Digital Signal Processor) controller and IGBT driver. The assembly and supply auto processing system needs torque, speed, position control of servo motor for variable action. This paper implements those servo control with vector control and space vector PWM(Pulse Width Modulation) technique. As CPU of controller, TMS320F240 DSP was adopted because it has PWM waveform generator, A/D converter, SPI(Serial Peripheral Interface) port and many input/output port etc. This control system consists of 3-level hierarchy structure that main host PC manages three sub DSP system which transfer downward command and are monitoring the states of end servo controllers. Each sub DSP system operates eight BLDC servo controllers which control BLDC motor using DSP and IPM. Between host system and sub DSP communicate with RS-422, between main processor and controller communicate with SPI port.

본 논문은 DSP 제어기와 IGBT 구동기를 이용하는 조립과 공급의 자동처리를 위한 BLDC 서보 모터 제어시스템 설계를 제안한다. 조립, 공급 자동처리 시스템은 다양한 동작을 위해 서보모터의 토크, 속도, 위치 제어를 필요로한다. 본 논문은 이러한 서보제어를 벡터제어와 공간벡터 PWM 기법을 이용하여 구현한다. 제어기의 CPU 로서 PWM 파형발생기, A/D 컨버터, SPI 통신 포트 및 많은 입/출력 포트를 갖는 TMS320F240 DSP를 채택하였다. 이 제어시스템은 메인 호스트 PC 가 위로부터의 명령을 전달하고 끝단의 서보제어기의 상태들을 모니터링하는 세 개의 부 DSP시스템을 관리하는 3레벨의 계층적 구조로 이루어져 있다. 각 부 DSP 시스템은 DSP와 IPM을 사용하여 BLDC 서보모터를 제어하는 8개의 BLDC 서보모터제어부를 운영한다. 호스트 시스템과 중간의 DSP는 RS-422을 이용하여 통신하며, 주프로세서와 제어기는 SPI 포트를 이용하여 통신한다.

Keywords

References

  1. D.Y.Ohm, "A PDFF Controller for Tracking and Regulation in Motion Control," Proceeding of 18th PCIMConference, Oct.21-26, 1990.
  2. TMS320F/C24x DSP Controllers Reference Guide, Peripheral Library and Specific Devices, Texas Instruments, June 1999.
  3. TMS320F/C24x DSP Controllers Reference Guide, CPU and Instruction Set, Texas Instruments, June 1999
  4. 최중경, "서보기기 제어특론" 창원대학교, 1999.