核心提示：　　2電機控制系統的分析電機控制系統包括電機、數字控制系統、電力電子部件三個部分。通過A/D轉換接口將傳感器測得的電氣參數（電壓、電流）和機械參數（速度、位置）送入微處理器。微處理器通過D/A接口和驅

　　2電機控制系統的分析電機控制系統包括電機、數字控制系統、電力電子部件三個部分。通過A/D轉換接口將傳感器測得的電氣參數（電壓、電流）和機械參數（速度、位置）送入微處理器。微處理器通過D/A接口和驅動器件來控制電機運動，或者直接控制開關元件來控制電機運動。對于復雜的系統，輸入的模擬量可能有更多，需要同時控制的輸出量（如轉矩、電流等）會增多，這要求處理器有較高的處理速度和采樣速度。

　　現代電機從直流調速到交流調速的理論層出不窮，從簡單PID控制，到自適應控制、最優控制、容錯控制和神經網絡模糊控制等。無速度傳感器控制系統的實現減少了硬件設備，節約了成本，增加了系統的功能。

　　采用全數字控制方式的電機控制系統，直接控制功率開關元件的開關，其開關命令依據控制理論的不間而不同。如交流電機采用的PWM控制，通過軟、硬件發出開關信號。隨后出現的SPWM（正弦波PWM）和（電壓空間矢量控制）電動機不但吸收電網中滯后的無功功率，而且還向電網注入諧波功率成分，從而加劇了電能質量的惡化。

　　因此，為了提高電動機起動性能，一方面要改善電機設計，改進起動方法，降低諧波轉矩對電動機起動的影響，更重要的是通過改善電網電能質量，建設綠色電網，從而減少因電網諧波的存在而引起的其它故障。

　　劉利宏男36歲講師SVPWM以及矢量控制、直接轉矩控制等，其最終都是產生一系列高低不同脈寬不同的脈沖列來控制電機的運行。

　　3DSP芯片的特點DSP芯片，也稱數字信號處理器，與其它通用的處理器不同，其特點是：內部采用程序和數據空間分開的哈佛結構；一個指令周期可完成一次乘法和一次加法；片內具有快速的RAM，通常可通過獨立的數據總線同時訪問數據空間和程序空間；快速的中斷處理和硬件I/O支持；可并行執行多個操作；流水線操作等。它是一種特別適合進行數字信號處理運算的微處理器。

　　提供DSP芯片產品的有美國的T1公司、AD公司、ATT公司和Motorola公司等。其中TI公司的DSP芯片占DSP芯片市場的50%，本文介紹TI公司的DSP產品。

　　浮點DSP采用的浮點格式不同。

　　芯片，包括TMS320C20X、TMS320C24X兩個系列。TMS320C24X系列是專為數字電機控制（DMC）而設計的。它將DSP內核和豐富的微控制器外設功能基于單片之中。成為傳統多微處理器單元（MCU）和昂貴的多片設計的替代。其16位定點DSP內核提供了數字解決方案，采用自適應控制、卡爾曼濾波、矢量控制、直接轉矩控制等先進控制算法，加強了系統的算法。高速的CPU允許設計者實時處理算法，不需要采用表法來獲得近似的結構。T1公司提供不同的資源配置的芯片。TMS320C24X有強大的外設功能，包括：定時器、串行接口（SCI、SPI）、模糊轉換器（ADC）、事件管理器、系統保護（低壓檢測、看門狗）等。C24X執行速度達20MIPS，幾乎所有的指令都可以在50ns完成，如此高的性能足以保證非常復雜的算法的實時運算。此外，支持高的采樣率，減小了循環延時。C24X內部的事件管理器與其它的DSP不同，可以為所有的電機類型提供高速、高效、和全變速的先進控制技術。它含有特殊的PWM產生功能，特殊的附加功能（可編程的死區功能和空間矢量PWM狀態機，后者可為三相電機在功率開關元件開關機制中提供SVPWM信號）。3個獨立的向上/向下計數器，有各自的比較器，可以產生非對稱和對稱的PWM波。四路捕獲輸入中的兩路可以直接連至光電編碼器的正交編碼脈沖信號。而模擬器件由于以硬件作為解決方案，存在老化、部件兼容、漂移等因素，性能反而下降。

　　16KX16位片內程序ROM或Flash，最大的尋址范圍是224KX16位四級流水線結構，八級硬件堆棧9路獨立，3個具有死區功能的全比較器4基于DSP的電機控制方式DSP控制電機的方法很多，大致分為以下三類，下面以每個類型給出一個典型的例子加以介紹。

　　4.1單DSP系統目前利用DSP來實現復雜控制算法的應用很多。如無速度感器的矢量控制、直接轉矩控制等。的系統框圖如下。它采用基于DSP的矢量控制方法來控制交流異步電機。其原理是利用坐標變換將電機的三相坐標等效為兩相系統，經過按轉子磁場定向的旋轉變換實現對定子電流勵磁分量與轉矩分量之間的解耦，達到分別有速度傳感器矢量控制系統控制交流電機磁鏈和電流的目的。系統充分利用了DSP的高速運算能力和豐富的外設資源，實驗結果表明系統精度高，動態響應快。

　　4.2雙DSP系統流和逆變器采用PWM控制，但電機采用的是恒壓頻比控制，可進一步改進。本文作者提出DSP系統，其一用于控制整流逆變器，另一個采用直接轉矩的方法控制電機將有更快的響應速度，更高的精度。二者之間可以SCI通訊端口連接，系統框圖見。這樣減小了諧波污染，提高了變頻器的控制性能。

　　4.3DSP與PC組合系統高速DSP控制的主從式處理器系統。

　　盤機高速數字伺服控制應用為目標的通用系統。DSP作為系統的快速處理的執行者，以盡量快的速度完成算法的實現。它由個人計算機（PC）、高性能DSP（TMS320C50）、64K字的程序存儲器和64K字的數據存儲器組成。采用共享存儲器的方式構成PC-DSP多處理器系統。系統不僅提供了一個完整的硬件環境，以實時運行一個真正的數字控制，而且實現各種先進的控制規律，如在設計控制器由于系統的高速數字控制能力，通過S域的變換，模擬控制器也能在其上應用、重構和評價。

　　PC-DSP控制系統框展望電機控制發展的趨勢是將電機、功率變換器、控制系統集成在一起。成為結構緊湊的機電一體化產品。相信這一點會隨著電氣元件尺寸的逐步減小而實現。同時它控制單元的芯片要有非常高的運算速度。大的RAM或者ROM容量、更多的外圍設備（特別是A/D和D/A輸入和輸出）。

　　流感應電機、直流永磁電機和開關磁阻電機以及多電機控制系統等，它支持先進算法的同時，控制功率開關轉換器。相信隨著DSP應用領域的拓寬，電機控制必將走上新的臺階。