解析DSP在电机控制系统中的应用
步进电机控制方案 dsp
步进电机控制方案 DSP简介步进电机是一种常用的电动机类型，适用于需要精确定位和高扭矩输出的应用场景。
与其他电机类型相比，步进电机具有较高的位置控制精度和较低的成本。
本文旨在介绍一种基于DSP（Digital Signal Processor，数字信号处理器）的步进电机控制方案，以实现精确的步进电机控制。
DSP介绍DSP是一种专门用于数字信号处理的芯片或系统。
其优势在于能够高效地进行信号处理、算法运算和数据处理。
DSP芯片通常带有多个高性能的计算核心和丰富的外设接口，适用于各种实时应用。
在步进电机控制方案中，使用DSP作为控制器可以实现高精度的位置控制和快速响应。
步进电机控制原理步进电机是一种需要以离散的步进角度进行控制的电机。
其控制原理基于电机内部的定子和转子之间的磁场交互作用。
步进电机的转子通过电流驱动产生磁场，定子通过相序切换实现转子的转动。
控制步进电机的关键是准确控制相序的切换和电流的驱动。
基于DSP的步进电机控制方案可以通过以下步骤实现：1.位置规划：根据实际需求，确定步进电机需要旋转到的位置。
这可以通过输入命令、传感器反馈或计算算法等方式得到。
2.相序切换：根据位置规划，确定相序的切换顺序。
相序切换是通过控制电机驱动器中的逻辑电平来实现的。
DSP通过输出控制信号控制驱动器的相序切换，从而实现电机的转动。
3.电流驱动：根据步进电机的特性和要求，确定合适的电流驱动参数。
通过DSP输出的PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）信号和驱动电路，实现对电机相线施加准确的电流驱动。
4.反馈控制：根据应用需求，添加合适的反馈控制机制来实现闭环控制。
常见的反馈控制方式包括位置反馈、速度反馈和力矩反馈等。
DSP步进电机控制方案的优势相比传统的微控制器或PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）控制方案，基于DSP的步进电机控制方案具有以下优势：•高性能：DSP芯片具有强大的计算能力和实时性能，可以实现复杂的控制算法和快速响应。
DSP在电机控制中的应用及发展
１电机 控舒技 术的发 晨 模 拟控 制技 术时期 ： １世纪 中 叶先后 诞生 的直流 电机 和交 流 电机 ，最 ９ 初 只是 为人 们提 供 一种稳 定 的动 力 ，所 以那 时的 电机控 制 只是解 决 它 的启
弦波 电压 供 电时的理 想 圆形 磁通 轨迹 为基 准，用 逆变 器功 率开关 器件 的８ 个 状态 （ 对应 ８ 电压 矢量 ）产 生的磁 通逼近 圆形磁通 轨迹 ，脉冲 序列 的脉宽 个
动 与停止 ，大 部分 的控制用 简单 的触 点开 关电器 即能解 决 。
模数 混合 控制 技术 时期 ：２世 纪 ７年代 ，微 处理 器技 术剐 开始 不久 。 Ｏ Ｏ
这种 处理 器 构成 电机 的控 制系 统需 要辅 以大 量 的外 围数字 逻辑 电路芯 片和 模拟 电路 芯片 ，不但 结构复 杂 ，体 积大 ，抗 干扰性 能也 差 。
全数字 控制 技术 时期 ：随着 ／Ｐ 入式 片上系 统Ｓ Ｃ 出现 ， 使得系 统 ） 嵌 Ｓ Ｏ的 实 时性 地 完成 电机 控制 的运 算速 度 越 来 越快 ，处 理 各种 复 杂 运算 不 再 困 难 ，系统 的整 体控 制性 能也 越来 越好 。 目前 ，数字 化控 制 成为 了 电机控 制 技 术发展 的主 流，而 Ｄ Ｐ 已成为这 项技 术的核 心 。 Ｓ现
一
频 率指
器 在 电机 数字 控制系 统 中 已显现 出越 来越 大的优 势 。电机控 制专 用ＤＰ Ｓ一般 具 有 以下几个特 点 ： １ ）采用 开发 厂商 原来 的某 个定 点ＤＰ 内核 ，在此 基础 上改 进 电路结 Ｓ为 构 ，提 高了 时钟 频率 ，指令系 统与该 系列定点 ＤＰ 容 。２ Ｓ兼 ）增加 了微 控制器 （ ）的外 围电路功 能，具有 多路 快速的ＡＤ 删 ／转换 电路，定时／ 计数 电路、输 入信号捕捉 电路 、完善 的中断控制体系及 看 门狗抗干扰 电路 。３ ）芯 片内设计 了电机专用的输 入／ 出接 口和特 殊的逻辑 部件，如供位置 和速度检测用 的正 输 图ｌ 单相 感应 电动机 控制 电路 图 ３２ ＤＰ 于 交流 电机 矢 量控 制 。矢 量控 制 是 交流 异步 电机 的 一种 高 ． Ｓ用 性 能变 频调 速控 制方 式 。它 是在 异 步 电动 机 的数 学模 型基 础上 将 电机定 子 绕组 中耦合 在 一起 的磁通 电流和 力矩 电流 通过 坐 标变 换分解 出来 。矢 量 控 制 既对 电机 驱动 电压 的频 率和 幅值 进行 控 制 ，又 同时控 制 电机 驱动 电压 的 相位 ， 因此控 制 精度 高 ，低频 特性 好 ，转 矩动 态 响应速 度快 。使用 以下数
dsp电机控制原理及应用
dsp电机控制原理及应用DSP电机控制原理及应用数字信号处理技术（DSP）在电机控制中的应用越来越广泛，其原理和应用如下：1. 原理DSP电机控制的原理基于对电机运行状态的实时监测和处理。
通过采集电机的传感器信号，并利用DSP芯片对信号进行数字化处理和分析，可以实现对电机的精确控制。
DSP电机控制的主要原理包括以下几个方面：- 电机速度闭环控制：通过对电机速度进行闭环控制，可以实现精确的速度调节和稳定的转速控制。
- 电流控制：DSP可以对电机的电流进行采样和处理，通过控制电机的电流大小和相位，可以实现电机的精确转矩控制。
- 位置控制：通过对电机位置信号的处理和反馈，可以实现对电机转动位置的准确定位和控制。
2. 应用DSP电机控制广泛应用于各种类型的电动机控制系统，如直流电机控制、交流电机控制和步进电机控制等。
根据电机控制的需求和应用场景的不同，DSP电机控制可以实现以下几个方面的功能：- 速度闭环控制：实现对电机转速的精确控制，用于需要稳定速度的应用，如风扇、泵等。
- 转矩控制：通过对电机电流的控制，实现对电机转矩的精确调节，适用于需要精确转矩输出的应用，如工业机械、机器人等。
- 位置控制：通过对电机位置信号的处理和反馈，实现对电机位置的准确定位和控制，适用于需要精确位置控制的应用，如CNC机床、自动化设备等。
- 动态响应控制：利用DSP的高性能计算能力和实时控制能力，可以实现对电机动态响应的控制，适用于对电机响应速度要求较高的应用，如印刷机、包装设备等。
综上所述，DSP电机控制原理简单明了，应用广泛。
凭借其优秀的数字信号处理能力和实时控制特性，DSP电机控制在电机控制领域具有重要的地位和广阔的应用前景。
DSP在电机控制系统中的应用
2. 1启动控制 晶闸管控制着系统的启动,是电机控制系统的开
关，电机的端电压除了与功率因数有关,还与触发角有 着密切联系，但是端电压和控制角之间缺少相同的控 制属性。PID控制算法简单、实用性强、应用广泛，控 制参数之间没有关联,且参数计算简单,实践和理论证 明，其是最优控制器。使用PID控制电机启动，应用其 自动化调整功能，对控制参数出现的偏差进行调整，根 据电机参数变化，调整电机控制策略，保证电机稳定运 行,可实现DSP控制系统的智能化控制。电机启动有 两种，即限流和全压。限流启动的原理是将PID控制 应用于电机控制系统，通过调整电机允许的最大电流, 来控制电机启动，当PTD控制接收到电流处于稳定值 的反馈信号后，结束启动控制。全压启动的原理是控 制角的触发脉冲快速增长至最大值，同时端电压增长 至给定值，电机控制系统中的过电流需设置较高，一般 为给定值的5倍,当电机内的启动电流超过系统的过 电流给定值时,PID控制启动，通过降低电机电流，进 行电机启动控制。 2.2停车策略
DSP控制系统通过编写的程序，判断电机的运行 状况，并发出控制指令，由PWM信号输出端口输出调 制的脉冲，形成晶闸管触发脉冲,然后输入到光耦合器 件,经过反相器处理后,使触发信号放大，进入脉冲变 压器，实现DSP对晶闸管的控制。
3结语
DSP技术作为一种新型技术，通过对电压和电流 信号的采集和处理运行编写的程序，对电机进行启动、 停车处理,提升了电机整体性能,促进了电机控制系统 的智能化发展。DSP电机控制系统具有自动检测功 能,可判断电机启动状态，保证电机正常启动，实时监 管电机运行过程中电压和电流的波动情况，当发现异 常后,及时进行调整,维护电机稳定、安全运行,提升电 机运行效率。
(Harbin Electric Machinery Company Limited, Harbin 150040, China)
DSP原理及电机控制应用
DSP原理及电机控制应用课程论文题目：基于DSP 实现的步进电机控制器的设计学院：电气工程学院班级：自动化1101 学号： ************ *名：***指导老师：***基于DSP 实现的步进电机控制器的设计(北方工业大学)田红芳李颖宏王欢文章编号:1008- 0570(2007)01- 2- 00223- 02引言DSP(Digital Signal Processor)是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器, 其采用先进的软、硬件结构, 其内部的程序空间和数据空间分开, 可以同时访问指令和数据, 并且具有事件模块管理功能及快速的中断处理功能, 其以高性能及日趋低价位的特点, 越来越广泛地应用于信息处理、控制系统中。
TMS320LF2407 芯片作为一款定点DSP 控制器尤为适合于控制系统, 其所包含的事件管理模块, 可以极为方便的实现电机数字化控制。
步进电机是数字控制系统的一种常见的执行元件,其接收数字控制信号( 电脉冲信号) , 并转换成与之相对应的角位移或直线位移。
步进电机具有开环控制无累计误差的优点,控制系统结构简单, 因而得到了广泛的应用。
本文所介绍的是一种基于TMS320LF2407 实现的步进电机控制系统的设计。
1 系统硬件构成整个系统分为五个部分组成: DSP 中央控制器TMS320LF2407, 步进电机及驱动, 光电编码器, 键盘及液晶显示部分, 以及整个系统的外围电源电路及看门狗复位电路组成, 如图1 所示。
这个系统设计中, 由键盘设定给定转速( 位置) , 通过中央控制器TMS320LF2407 来产生PWM脉冲信号来控制步进电机的转速(位置), 可以采用光电编码器对步进电机的转速( 位置) 进行采样检测实现闭环控制, 也可以采用开环控制无需转速( 位置) 信号, 以上过程中的多个变量、参数可以在液晶显示屏上得到直观地反映。
整个硬件结构简单直观, 中央控制器TMS320LF2407 还剩余丰富的I/O 及中断资源, 在此设计基础上具有一定的扩展空间。
基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计共3篇
基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计共3篇基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计1基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计随着现代电子技术的发展，控制技术逐渐成为重要的研究领域。
永磁同步电机作为一种高效、稳定的电机，已经得到广泛应用。
而矢量控制技术，则可实现对永磁同步电机的精确控制，提高其效率和稳定性。
本文，我们将介绍基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究和设计。
从系统架构、控制算法、硬件设计以及实验测试等方面，详细探究其原理和实现方法。
一、系统架构永磁同步电机矢量控制系统主要由两部分组成：控制器和电机。
其中，控制器采用DSP作为核心，运行矢量控制算法，将电机转速、位置等信息输入进行控制。
电机由永磁同步电机、驱动器和传感器组成。
二、矢量控制算法矢量控制算法主要包括两种：基于空间矢量分解的矢量控制和基于旋转矢量的矢量控制。
其中，基于空间矢量分解的矢量控制是通过将电机的空间矢量分解为定子和转子磁链矢量，控制其大小和相位差来实现永磁同步电机的转矩和转速控制；基于旋转矢量的矢量控制则是通过构建一个旋转矢量，并控制其与电机运动的相对位置来实现对电机的精确控制。
三、硬件设计在硬件设计方面，我们采用了一种小型化的设计方案，将DSP 与其他电路集成在一起，便于控制和维护。
电机驱动器采用了3相全桥逆变器，可实现对电机的相位和大小控制。
传感器为霍尔传感器，并通过反馈控制将电机转速等信息输入到控制器中。
四、实验测试为了验证所设计的永磁同步电机矢量控制系统的有效性，我们进行了实验测试。
通过转速和转矩测试，得到了电机在加速、减速、负载改变等情况下的运行特性。
实验结果表明，所设计的永磁同步电机矢量控制系统具有较高的控制精度和稳定性。
五、结论综上所述，基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究和设计可实现对永磁同步电机的精确控制，提高其效率和稳定性。
对于电机控制领域的研究和应用具有一定的参考和借鉴价值本文介绍了基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究和设计。
DSP技术在步进电机运动控制系统中的应用
３ 步 进 电 机 的 运 动 控 制及 其应 用 ．
为 了 使 步 进 电机 能 快 速 地 跟 踪 主 轴 的 转 速 、 置 ， 统 采 用 定 步 位 系 即 步进 频 率 ， 而 调 节 电机 的 转速 。 步进 电机 的转 速 ｎ正 比于 脉 冲 信 号 的 频 法 进 行 步 进 电 机 的 同 步 运 行 控 制 ， 在 步 进 电机 的 变 速 过 程 中 ， 从 改 率 ｆ 比例 系 数 ｋ与 驱 动 器 参 数 ， 步 进 电机 的相 数 及 通 电方 式 有 关 。 、 与 电 机 每转 过 一 固定 步数 时 ， 变 输 入 到步 进 电机 驱 动 器 的 控制 脉 冲 频 使 由于 主 轴 的 角 速 度 、 位 ２１ＤＳ ． Ｐ和 Ｃ Ｌ 简 介 Ｄ Ｐ芯 片 ， 称 数 字 信 号 处 理 器 ， 一 种 率 ， 得 步进 电 机在 最 短 时 间 内完 成 变 速 过 程 。 ＰＤ Ｓ 也 是 为 提 具 有 特 殊结 构 的微 处理 器 。 Ｓ Ｄ Ｐ芯 片 的 内部 采 用 程 序 和 数 据 分 开 的哈 置 均 随 时 间 而 变 化 ， 了 能 快 速 地 计算 出 相 应 的 时 间 常 数 ， 高 系统 佛 结 构 ， 有 专 门 的 硬 件 乘 法 器 ， 泛 采 用 流 水 线 操 作 ， 供 特 殊 的 响应 频 率 ， 此 对 速 度 信 号 进 行 线 性 化 处 理 ， 具 广 提 在 即认 为 在 某 一 时 间段 内 ， 从 Ｄ Ｐ指 令 ， 以用 来 快 速 地 实 现 各 种 数 字 信 号 处 理算 法 。 由于 ＤＳ Ｓ 可 Ｐ芯 其 速 度是 匀 变 速 的 ， 而简 化 整 个 系统 的控 制 。 片 是 软 件 可 编程 器 件 ， 因此 具 有 通 用 微 处 理 器 具 有 的 方 便 灵 活 的 特 目前 研 制 的 基 于 Ｄ Ｐ的 步 进 电 机 的 运 动 控 制 系 统 ，用 于 中 凸 变 Ｓ 刀具 的 进给 点 。同工 业 自动 化 控 制 中常 用 的 ８位 或 １ ６位 单 片 机 相 比 ， Ｐ芯 片 具 椭 圆 活塞 裙 部 时 的 车削 加 工 系 统 。在 此 车 削 加 工 系 统 中 ． ＤＳ 为 有 更 适 合 于 数字 信 号 处 理 的软 件 和硬 件 资源 ， 用 于 复 杂 的 数 字 信 号 是 通 过步 进 电机 带 动 靠 模 来 驱 动 ， 实 现 车 削 加 工 活 塞 裙 部 的 椭 圆截 可 面并 保 证 活 塞销 孔 轴 线 方 向为 椭 圆短 轴 方 向 ， 加 工 过 程 中 刀 具 的 进 在 处理算法 。
DSP在无刷直流电动机中的应用
“） Ｋ８）Ｋ （＝ Ｐｆ ∑Ｐ ｆ （＋ （ ｆ ）
图７系统软件流程图
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一 一
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这里， 为采样周期 ； Ｋ 为 比例 增 益 ； ， 导， 为 积 分 时 间常 数 ７ 软 件 设 计 ． 根 据 系 统 的 控 制 策 略 ， 可 以得 出整
７
／
中 ，初 始 化 各 个 软 件 模 块 ，然 后 初 始 化 通 用 定 时器 Ｔ ， 利 用 定 时 器 Ｔ 来 产 生 所 ２ ２ 需 的采 样 周 期 ， 在 通 用 定 时器 Ｔ 的 周 期 ２ 中断 处 理 子 程序 中 ，对 电动 机 的 相 电流
／
等信号进行采样 ，使能Ｔ 的周 期 中断和 ２ 相应 的系统 中断 。另外 ，初始 化其他 的
／
一，
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个控制系 统软件 由主程序和 Ｉ Ｔ 中断服 Ｎ３
图５定子相模型 图８速度环单位阶跃响应曲线
Ｅｆ
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务 子 程 序 组 成 ຫໍສະໝຸດ 流程 图 如 图７ 示 。 所
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置 传 感 器 算 法 的硬 件 原 理 电路 。可 以看 到 ， 该 电路 使 用 由 电 阻 、 电容 等 构 成 的 简 单 电 路 来 代 替原 来 的 电 动 机 轴 位 置 传 感 器 ，从 而 降 低 了系 统 的 成 本 。
＝ ＋
＝
＋
（ ）无传感 器算法 ２
基于DSP的高性能无刷直流电动机数字控制系统
及人们 的 日常生活 之 中。特别 是 以无 刷直 流 电动机 为运动源 的电动机 伺服系 统 ，越 来越 多地应 用 于精
密 自动控 制 、半导体 制造 等领域 ，并 成 为一个不 断
进步 与创 新 的工业领 域 。因此 ，研究 并开发 高精 度
伺服 系统 在技 术 进步 和 经济 发 展 上具 有重 要 意 义 。 目前 国外 大学和 公 司投 入 了大量人 力 、财力 对其加
的运 算 能力 、改进 的并行 结构和 有 效的成本 等众 多
优 点 ，所 以它 已成 为很 多信号 处理及 控制系 统 的理
想选择 。
以研 究 ，在 ２ ０世 纪 ８ 年 代 已推 出 了一 系列 商品化 ０ 的伺服 控制 系统 ，我 国也 有很 多单位 在研 究 、开发 和 引进 高精度 的 电机 伺服 系统 的技术 、元 器件和 装 备 。为进一 步提高 伺服 控制 系统 的性能 ，文 中利
ｆ ａ ｕ ｅ ． ａ ｃ ｍｂ ｎ ｔｏ ｆ ｄ ｇ ｔ ｌｓｇｎ ｌｐ ｏ ｅ ｓ ｒ ａ ｅ ａ ｅ ｎ ｌ ｇ ｃ ｒ ｕｉ ｉ ｉ ｌｃ ｎ ｒ ｌｏ ｏ ｏ ｏ ｔ ｒ ｃ ｔｏ ｓ ｓ ｃ ｅ ｓｕ ｌ ｅ ｔ ｒ ｓ Ｖｉ ｏ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｉ ｉ ｉ ａ ｒ ｃ ｓ ｏ ｎｄ ｒ ｌｔ ｄ ａ ａ ｏ ｉｃ ｔ ｇ ｔ ｏ ｔｏ ｆｍ ｔ ｒ ｆ ｒ ｍｏ ｏ ｏｎ ｒ ｌ ｉ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌ ａ ，ｄ ａ ｙ
０ 引言
随着社 会生产 力 的发展 ， 电动 机作 为机 电能量
转换 装置 ，其应用 范 围 已遍及 国民经济 的各 个领域
DSP控制系统在无刷直流电机调速中的应用
ＢＬ ＤＧ ｔ ｒｄ ｓｇ ｈ ａｄ ｒ ｙ ｔｍ ｎ ｏｔ ｒ ｙ ｔ ｍ． Ｔ ｅ ｐ ｒ ｏ ａｄ ｒ ｅ ｉｎ ｆ ｓ ｘ ｏ ｎ ｓ ｔｅ ｗｈ ｌ ｍｏ ｏ ， ｅ ｉｎｔ ｅ ｈ ｒｗａｅ ｓ ｓｅ ａ ｄ ｓ ｆ ｗａ ｅ ｓ ｓｅ ｈ ａ ｆｈ ｒｗａ ｅ ｄ ｓｇ ｉ ｔｅ ｐ ｕ ｄ ｈ ｏｅ ｔ ｒ ｄ ｓｇ ．Ｔｈ ｎｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆ ｅ ｅａ ｒ ｒ ｉ ｕｔ ｉｃ ｓ ｅ ｎ ｈ ｈ ｉｅ ｏ ｏ ｍｐ ｒ ｎ ｌｃｒ ｎｃｃ ｍｐ ｅ ｔ ｅ ｉｎ ｅ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｖ ｒｌ ｉ ｙ ｃｒ ｉ ｉ ｄｓ ｕ ｓ ｄ ａ ｄ ｔｅ ｃ ｏｃ ｆｓ ｍｅ ｉ ｏ ａ ｔｅｅ ｔｏ ｉ ｏ ｏｎ ｎｓ ｓ ｐ ｍａ ｃ ｓｓ ｔ ａ ｄ ｔｅｒｐ ｒ ｎ ｈ ｉ ａａｍｅｅ ｓ ｉ ｈ ｓ ｉ ｕｔ ｓ ａ ａｙ ｅ ． Ｔｈ ａ ｆｓ ｆ ｒ ｅ ｉｎ ａｓ ｉ ｔｄｓ ｕ ｓ ｓ ｔｅ ｗｈ ｌ ｅ ｉｎ ｔ ｒ ｎ ｔ ｅ ｅ ｃｒ ｉ ｉ ｎ ｌｚ ｄ ｃ ｓ ｅ ｐ ｒ ｏ ｏｔ ｅ ｄ ｓｇ ｌｏ ｆｓ ｉｃ ｓ ｅ ｈ ｏｅ ｄ ｓｇ ． ｔ ｗａ ｒ
方 面 的 几 个 问题 。
关键词 ： 直流无刷 电动机 ； 位置传感器 ； Ｍｓ ２ Ｌ ２ ０ Ａ； Ｔ ３０ ４ ７ 数字控制系统 ； Ｓ ＤＰ 中图分类号 ： Ｐ ９ Ｔ ２ 文献标志码 ： Ｂ
ＤＳ ｃ ｎ ｒ ｌｅ ｙ ｔ ｍ ｎ ｔ ｅ ｂｒ ｓ ｌ ｓ Ｐ ｏ ｔ ｏｌｄ ｓ ｓｅ ｉ ｈ ｕ ｈ ｅ ｓＤＣ ｏ ｏ ｐ ｅ ｍ ｔ ｒ ｓ ｅ ｄ
摘 要 ： 文 介 绍 了 基 于 ＤＳ 本 Ｐ的有 位 置 传 感 器 直 流 无 刷 电 机 控 制 系统 的 设 计 原 理 和 设 计 过 程 。 以 如 何 构 建 该 系 统 为 中心 。 侧 重 于 Ｄ Ｐ技 术 在 Ｂ Ｄ Ｍ 控 制 系统 中的 具 体 应 用 。 首 先对 直 流 无刷 电机 的 基 本 组 成 环 节 、 本 工 作 原 理 、 行 特 性 作 了 详 Ｓ Ｌ Ｃ 基 运
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解析DSP在电机控制系统中的应用
发表时间：2018-09-10T16:59:49.327Z 来源：《基层建设》2018年第20期作者：卢曙兵1 陈洁平2
[导读] 摘要：电机控制系统广泛地应用于机械、冶金、军工等行业，近年来，随着微电子技术的发展，微机和数字控制处理芯片的运算能力以及可靠性大幅度提高，控制系统逐渐发展为以单片机为核心的全数字化控制系统。
1.身份证号码：4210231984060XXXX 510760；
2.身份证号码44023319870614XXXX 510760
摘要：电机控制系统广泛地应用于机械、冶金、军工等行业，近年来，随着微电子技术的发展，微机和数字控制处理芯片的运算能力以及可靠性大幅度提高，控制系统逐渐发展为以单片机为核心的全数字化控制系统。
数字信号处理器（DSP）芯片的交流电机控制系统比较复杂，存储数据量大，实时处理能力强。
因而在电机控制系统中得到了较为广泛的应用。
关键词：DSP；电机控制系统；应用
1.DSP的工作原理及特点
DSP（digital signal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。
其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。
它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片，其有着强大的数据处理能力和高运行速度。
2.电机DSP控制系统的优越性
2.1 DSP采用哈佛结构或者是改进的哈佛结构，使数据和程序相互独立的总线结构提高了计算能力。
因此可以实现比较复杂的控制规律，如智能控制、优化控制等，将现代算法和控制理论的应用得以体现。
2.2简化了电机控制器的硬件设计难度，降低了整体的重量，缩小了体积，降低了能耗。
2.3 DSP芯片内部设计，在一定程度上为元器件的可靠性和稳定性提供了保证，从而会使整个系统的可靠性得到提高。
2.4通过DSP控制系统，使得软件的灵活性和硬件的统一性得到了有机的结合，DSP电机控制电路可以统一，如DSP控制三相逆变器驱动相应的感应电机、无刷直流电机、永磁同步电机或用改进后的逆变器驱动直流电机等，它们的硬件电路的结构大致相同，我们只需要针对不同的电机，编写和设计出不同的控制规律即可，进而使得系统的灵活性大大提高。
3.基于DSP的电机控制方式
3.1单DSP系统
目前利用DSP来实现复杂控制算法的应用很多。
如无速度传感器的矢量控制、直接转矩控制等。
它采用基于DSP的矢量控制方法来控制交流异步电机。
其原理是利用坐标变换将电机的三相坐标等效为两相系统，经过按转子磁场定向的旋转变换实现对定子电流励磁分量与转矩分量之间的解藕，达到分别控制交流电机磁链和电流的目的。
系统充分利用了DSP的高速运算能力和丰富的外设资源，实验结果表明系统精度高，动态响应快。
3.2双DSP系统
双PWM控制系统分别对整流和逆变器采用PWM控制，但电机采用的是恒压频比控制，可进一步改进。
其一用于控制整流逆变器，另一个采用直接转矩的方法控制电机将有更快的响应速度，更高的精度。
二者之间可以SCI通讯端口连接。
这样减小了谐波污染，提高了变频器的控制性能。
1.3 DSP与PC组合系统
双DSP控制的双PWM控制系统是以光盘机高速数字伺服控制应用为目标的通用系统。
DSP作为系统的快速处理的执行者，以尽量快的速度完成算法的实现。
它由PC、高性能DSP、64K字的程序存储器和64K字的数据存储器组成。
采用共享存储器的方式构成PC-DSP多处理器系统。
系统不仅提供了一个完整的硬件环境，以实时运行一个真正的数字控制，而且实现各种先进的控制规律，如在设计控制器由于系统的高速数字控制能力，通过S域的变换，模拟控制器也能在其上应用、重构和评价。
4.DSP在电机控制系统中的具体应用
4.1基于DSP的电机控制系统串行通信设计
在电机控制系统中。
通过上位机客户端设置电机的运行参数，并且被控电机将各种运行状态信息实时地传给远程控制端客户。
采用串行通信设计的电机控制系统连线少，成本低，简单可靠，得到广泛应用。
韩芝侠等分析数字信号处理芯片TMS320LF2407A DSP串行外设接口SPI和串行通信接口SCI模块。
他们通过SCI串行通讯接口连接DSP控制器与PC机，控制人员使用数码显示驱动电路确定电机的转速、温度等信息，利用SPI同步串行口来实现了DSP与外围设备的通信。
该电机控制系统，系统软件及通讯协议设计通过初始化设置所需操作参数，设置发送和接收波特率及中断方式等。
4.2基于DSP的多电机控制系统
在生产和制造过程中经常会遇到多电机控制问题，采用“一对一”方式的DSP控制器、逆变器和电机的方式增加了系统成本和复杂性，降低了系统的稳定性和可靠性。
贺洪江等针对这一问题，提出一种基于DSP的多电机控制系统的设计，通过SVPWM方法实现对2台电机的变频调速控制，使用1片DSP芯片实现了对2台异步电机的控制，并给出了系统主要硬件电路和软件的实现方法。
该系统以DSP芯片为核心，通过外部电路协调控制2台电机。
电压、电流及电机转速信号经DSP通过调速控制算法转变为控制信号，传送至逆变器控制电机转速，实现了对两台电机的启动/停止、转向和调速等控制，也能实现过流保护、过压保护、欠压保护等功能。
此外，该设计方案的控制系统降低了硬件成本，显著提高了系统的可靠性，具有良好的使用价值与应用前景。
4.3基于DSP的平面电机控制系统设计
平面电机由一个齿状结构的定子和一个带位置传感器的动子组成，具有结构简单、速度高、稳定性强、控制精度高等特点，还有偏航控制、自动校正、误差补偿、停滞检测等独特功能。
李晓飞等设计了基于DSP的平面电机控制系统。
其控制系统由平面电机、控制器模块、位置反馈模块、电源模块、驱动模块以及人机交互界面组成，采用高集成度的运动卡实现平面电机三自由度同步控制，完成采集电流信号、AD校正参考电压、位置信号、输出PMW信号、数字滤波、位置伺候控制等。
该系统的控制软件由DSP实现，具备远点归位、主轴控制、状态管理、状态采集等功能。
平面电机易以Y轴点对点方式运动进行精度测试，系统运行稳定，达到系统各项指标。
该设计系统采用一
块DSP芯片实现了平面电机的二维控制，系统结构简化、外围电路简单、开发成本低。
4.4基于DSP的直流无刷电机控制系统
直流无刷电机兼具直流电机和交流电机的优势，调速性能好、结构简单、控制容易、运行效率高等。
王延奇等对基于DSP的直流无刷电机控制系统做了深入研究。
他们根据自整定模糊-PID控制器，建立了基于自整定模糊-PID控制器的直流无刷电机的控制系统仿真模型，并对该系统的起动、运行、突减负载、突加负载等过程做了仿真研究。
该系统硬件部分包含DSP接口电路、三相逆变电路、功率驱动电路、逻辑控制电路及保护电路等主要设计。
该系统响应平稳、快速，具有理想的反电动势波曲线。
结束语：电机控制发展的趋势是将电机、功率变换器、控制系统集成在一起，成为结构紧凑的机电一体化产品。
目前，DSP器件具有较高的集成度，精简的指令系统，独立的程序和数据空间等使其具有高速的数据运算能力，采用基于DSP的电机专用集成电路可以降低对传感器等外围器件的要求。
在高速控制中，使用DSP可以进行通常的位检测和逻辑运算以及高速数据传输。
采用DSP器件代替单片机来控制电机成为电机控制的发展趋势。
参考文献：
[1]白光乾.基于DSP的永磁同步电机控制系统[D].天津科技大学.2016.
[2]党楠.基于DSP电机控制系统的研究与设计[D].西安理工大学.2014.
[3]罗乐.DSP技术在直流电机控制系统中的应用研究[J].制造业自动化.2012.。