基于μC/OS-Ⅱ的变频器变结构控制系统设计

摘要：介绍了抽油电机变频器变结构控制系统功能原理，如何利用μC/OS-II的多任务功能实现控制系统的算法结构变换，操作系统的移植、多任务的建立和SDK下的软件设计；最后总结了在应用中需注意的问题。

关键词：μC/OS-Ⅱ 多任务 DSP56P803 变结构控制

在油田生产中为了节省电能并减小故障率，变频器得到越来越多的应用。但由于油井负载的非周期大脉动性质，从能量的流向来看，变频器有两种运行状态——电动运行和回馈制动。不同运行状态的控制变量和控制方法是不同的，这就要采用所谓的变结构控制。本应用是实现抽油电机变频驱动中的变结构控制，不同的控制结构通过任务间的切换实现。

系统控制核心采用DSP56F803，它是Motorola公司推出的16位DSP型微控制器，运算速度可达40MIPS，片内资源丰富，有强大的软件支持，是嵌入式应用的理想选择。本系统应用了其SPI、SCI、PWM、键盘中断及通用I/O口等功能模块。

1 系统设计

1.1 μC/OS-Ⅱ的移植与配置

Motorola公司提供的软件开发工具包SDK为使用μC/OS-Ⅱ做好了铺垫工作，与硬件相关的文件OS_CPU.H、OS_CPU_A.SM和OS_CPU_C.C已经给出，只需购得系统源代码，然后将其考入指定的文件目录，系统的移植就完成了。本文采用最新版本μC/OS-ⅡV2.51。

系统移植成功后，需要对操作系统进行配置(裁剪)，把用不到的功能去掉，以最大限度地节省存储空间。这项工作是通过os_cfg.h中的宏定义进行的，本文只用到了多任务管理、信号量、互斥量等功能。在本应用中，μC/OS-Ⅱ内核经过剪裁后只有3KB左右，相对DSP56F803的32KB内部程序FLASH只用了不到十分之一。需注意的另一个关键设置是时钟节拍中断频率Os_TICKS_PER_SEC，它是系