刘渊，田彦云，张天宏

（南京航空航天大学江苏省航空动力系统重点实验室，南京210016）

基于μC/OS-III和ARM的空心杯电机控制器设计*

刘渊，田彦云，张天宏

（南京航空航天大学江苏省航空动力系统重点实验室，南京210016）

针对空心杯电机转速控制需求，选取Cortex-M4内核的TM4C132GH6PM芯片，实现了μC/OS-III实时操作系统到微控制器的移植，并采用多任务方式优化设计了转速闭环控制器软件。实验结果表明，系统响应速度快，稳定性好，具有较高的工程应用价值。

μC/OS-III；Cortex-M4；TM4C132GH6PM；空心杯电机；前馈PID

引言

空心杯电机在结构上采用了无铁芯转子，克服了有铁芯电动机不可逾越的技术障碍，使其具备了更加突出的节能特性、灵敏方便的控制特性和稳定的运行特性。随着工业技术的飞速发展，电动机的伺服特性要求不断提高，空心杯电机以其高效率的能力转换特性在很多应用场合取得广泛应用。空心杯电机控制器需要对转速进行快速精确的闭环控制，其必须具备与上位机实现串口通信、转速实时采集、前馈PI控制及液晶屏显示等多个功能。

目前，ARM内核微控制器发展迅速，其性能高、耗电少、成本低，具备16/32位双指令集。本文选用TI公司的基于Cortex-M4内核的TM4C123GH6PM芯片，该芯片最高具备80 MHz主频，适用于高性能、低功耗的嵌入式控制领域。它具备多个高精度定时器，可以输出多达16路互补且带有死区时间控制的PWM波形，满足空心杯电机的控制需求。

μC/OS-III是一个可扩展的、可固化的、抢占式第3代实时多任务操作系统内核。其对任务的个数无限制，提供了现代实时内核所期望的所有功能，包括资源管理、同步、内部任务交流等。……