長(zhǎng)沙國(guó)防科大磁懸浮中心的磁懸浮鐵路試驗(yàn)線是我國(guó)首條通過中試評(píng)審的磁懸浮線路，擁有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。列車的駕駛系統(tǒng)由S7_300系列PLC組網(wǎng)而成，主控PLC處理來自駕駛臺(tái)的控制命令，將處理后的控制信息通過FDL網(wǎng)傳給底層控制PLC，底層控制PLC根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸過來的命令控制車輛設(shè)備。駕駛臺(tái)上有一個(gè)12級(jí)位的控制手柄，列車的運(yùn)行狀態(tài)由它來控制，通過調(diào)節(jié)級(jí)位間接改變牽引力的大小來控制列車運(yùn)行速度。列車的駕駛主要依賴于駕駛員的經(jīng)驗(yàn)，增加了駕駛員的負(fù)擔(dān)，在短途往返運(yùn)行線路上極易疲勞。
　　基于DSP的磁懸浮列車速控系統(tǒng)就是在上述背景下提出的，采用速度控制系統(tǒng)后，駕駛臺(tái)給出的不再是控制力的大小，而是速度大小，由速度控制平臺(tái)根據(jù)算法動(dòng)態(tài)改變列車牽引力。司機(jī)只需要改變級(jí)位，其它工作都由速控系統(tǒng)來完成。這樣既減輕了司機(jī)的工作負(fù)擔(dān)，同時(shí)又有助于提高列車的駕駛質(zhì)量?？紤]到主控PLC并不適合進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，我們?yōu)樗倏叵到y(tǒng)專門設(shè)計(jì)了硬件平臺(tái)，它以TMS320VC33（以下簡(jiǎn)稱VC33）DSP為核心，配以相應(yīng)的接口，實(shí)現(xiàn)速度控制。
　　1 速控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
　　磁懸浮列車的運(yùn)行速度很高，因此要求速度控制系統(tǒng)具有極高的實(shí)時(shí)處理速度。VC33 DSP是一種32位浮點(diǎn)處理器，它采用0.18微米制造工藝，是C3X家族的最新一代產(chǎn)品。VC33的功能結(jié)構(gòu)與C31相似，但由于在時(shí)鐘、電源、存儲(chǔ)區(qū)設(shè)計(jì)上做了優(yōu)化，其工作速度更快（每條指令執(zhí)行只需13ns）、功耗更小，并集成了較大的片內(nèi)存儲(chǔ)區(qū)。
　　圖1虛線框中是速度控制系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。它分為三部分：與駕駛臺(tái)的接口、DSP處理器、與PLC的接口。駕駛臺(tái)和PLC都是對(duì)數(shù)字I/O量進(jìn)行操作，I/O量使用的是110V電源電壓，而DSP平臺(tái)的數(shù)字I/O量都為3.3V~5V，因此必須在I/O接口實(shí)現(xiàn)110V I/O量與3.3V I/O量之間的轉(zhuǎn)換。檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量并通過CAN總線上傳列車的速度與位置信息，主控PLC和DSP使用RS485接口接收。
　　
　　2 數(shù)字I/O量接口板的設(shè)計(jì)
　　I/O接口板（見圖2）用光耦芯片TLP521-4實(shí)現(xiàn)110V開關(guān)量與3.3V開關(guān)量之間的電平轉(zhuǎn)換。用LVT16245作為DSP目標(biāo)板與數(shù)字I/O轉(zhuǎn)換接口之間的鎖存器，控制數(shù)據(jù)流的方向，同時(shí)用作數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器。它為三態(tài)輸出，未被選通時(shí)呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。指示燈指示開關(guān)量信息。需要注意，R1、R2是限流電阻，考慮到功耗的關(guān)系，應(yīng)選用大功率電阻（如2W）。