电机控制的DSP软件框架.
DSP的异步电动机控制系统具体介绍(精)
DSP的异步电动机控制系统具体介绍1 异步电机控制的数学模型鼠笼式异步电机在d，q两相同步旋转坐标系下的数学模型的电压方程为：其中：usd和usq分别为d，q旋转坐标系下的定子电压；isd和isq分别为d，q旋转坐标系下的定子电流；ird和irq分别为d，q旋转坐标系下的转子电流；Rs和Ls分别为定子绕组的电阻与自感；Rr和Lr分别为定子绕组的电阻与自感；Lm为定转子互感；P为微分算子；ω1为同步旋转角频率；ωs为转差角频率；将转子磁链矢量定在d轴方向上，可以推导出转子磁链为：其中：Tr为转子时间常数。
由式(2)可见，调节定子电流的isd分量可以调节转子磁链ψr，而当保持该定子电流磁通分量不变时，转子磁通保持不变。
其转矩方程为：其中：Te为电磁转矩；np为电机的极对数；由式(3)可见，控制定子电流isq分量可以控制电机的电磁转矩Te，通过该转矩分量可以调节电机的转速。
该控制系统采用双闭环结构，图1所示是其控制系统结构原理图。
该控制系统所检测的两相定子电流经Clarke与Park变换后可产生转矩电流分量和励磁电流分量，然后结合检测转速并通过电流模型计算坐标变换所需的磁链角。
检测转速与给定转速误差经PI调节后将生成转矩给定值。
转矩电流分量与励磁电流分量的误差经PI调节可产生u小M。
给定值，并在通过旋转坐标变换后输入SVPWM模块以产生6路PWM波，从而控制逆变器。
2 SVPWM原理电压空间矢量PWM技术是SPWM技术与电机磁链圆形轨迹直接结合的一种方法。
它从电动机角度出发，直接以电动机磁链圆形轨迹控制为目的，该方法不仅在控制上与SPWM的效果相同，而且更直观，物理意义更明晰，实现起来也很方便。
SVPWM调制方法是利用交替使用不同的电压空间矢量(六个基本电压矢量和两个零矢量)合成实现的。
参考矢量合成规则是：由当前参考矢量所在扇区的两个电压矢量分别作用一定时间合成所得。
为了补偿参考矢量的旋转频率，设计时需要插入零矢量。
利用DSP实现的步进电机控制器的设计
利用DSP实现的步进电机控制器的设计数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。
数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。
在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
德州仪器、Freescale等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。
TMS320LF2407是TI公司主推的一种高性能、低价格DSP处理器，其处理速度达到30 MIPS,片内处理集成RAM、Flash及定时器外，还集成了A/D转换器、PWM控制器及CAN总线控制器等模块，特别适合于电机、电源变换等实时要求高的控制系统。
但是通常设计DSP程序的方法是，在DSP的集成开发环境CCS中用C语言设计，需要花费大量的时间用来编写和输入程序代码。
在Matlab中用图形化的方式设计DSP的程序，能够缩短产品的开发时间。
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，。
在这个系统设计中，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。
采用DSP的多电机同步控制系统
ｔ ｅ ａ ｐ ｏ ｒ ｔ ｏ ｔ ｌａｇ ｒ ｈ ｔ ｃ ｉｖ ｉ ｇ ｅ ＤＳ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｏ ｔ ｌｏ ｕ ｔ ｒ ｙ ｓ ｅ ｄ ａ ｄ ｐ ｓｔ ｎ ｈ ｐ ｒｐ ａ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｏ ｔ ｍ ｏ ａ ｈ ｅ ｅ ａ ｓｎ ｌ Ｐ Ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ ｃ ｎ ｒ ｆｆ ｒｍｏ ｏ ｓｂ ｐ ｅ ｎ ｏ ｉ ｏ ． ｉ ｏ ｉ ｏ ｏ ｉ Ｔ ｉ ｙ ｔ ｍ ｏ ａ ｅ ｔ ｉｉ ｌ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｎ Ｓ ＋ Ｆ ＧＡ Ｃ Ｌ ｃ ｎｒ ｌｓ ｓ ｍ ａ ｎ ｄ ａ ｔｇ ｓ ｉ ｈ ｓ ｓ ｓｅ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗｉ ｄｇ ｔ ｎ ｒ ｌ ｓｅ ａ ｄ Ｄ Ｐ ｈ ａｃ ｓ Ｐ ／ Ｐ Ｄ ｏ ｔ ｙ ｔ ｈ ｓｍａ ｙ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ，ｓｍ— ｏ ｅ ｐ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅ，ｒ ａ－ｉ ｅ ｎ ｃ ｎ ａ ｓ ｌｗ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｙ ｌ ｈ ｒｅ ｓｇ ｅ ｔ ． ｉ ｔｕ ｔ ｒ ｅ ｌ ｍｅ ｄ ｍａ ｄ ｓ ａ ｄ ｌｉ ｏ ｎ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｃｅ ｓ ｏ ｔｎ ｒ ａｌ ｔ ｃ ｙ
Ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ Ｃｏ ｔ ｏｌＳ ｓｅ ｆ ｒ Ｍ ｕ ｔ Ｓ ｒ ｏ ｔ ｒ ｉ ｇ Ｏｎ Ｐ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔ ｍ ｏ ｌ ｅ ｖ ｍｏ ｏ ｓＵｓｎ ｅ ＤＳ ｉ
Ｚ ＨＵ ｉｇ． Ｚ ＮＧ Ｊａ ｎ ＨＡ ｉｎ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｌｃ ｃｌ ｎ ｎ ｒ ａｉ ｎｉｅｒ ｇ Ｊ ｎｓ ｎｖｒ ｔ， ｈｎｉ ｇ２ ２ １ ， ｈｎ ） Ｓ ｈｏ ｏ ｅｔ ａ ａｄＩｆ ｍ ｔ ｎＥ ｇ ｅ ｎ ， ｉ ｇｕＵ ｉ ｓ ｙ Ｚ ｅｊ ｎ １０ ３ Ｃ ｉａ Ｅ ｒ ｉ ｏ ｏ ｎ ｉ ａ ｅｉ ａ
DSP控制直流电动机的嵌入式软件设计
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｍｂ ｄ ｅ ｏ ｔ ｒ ｏ ｔｏｌ ｇ ＤＣ ｏ ｏ ｓｎ Ｐ ｓｇ ｆ ｅ ｅ ｄ ｄ ｓ ｆｗａ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｉ ｍ ｔ ｒ ｕ ｉ ｇ ＤＳ
Ｓ Ｎ ａ ，Ｃ Ｎ Ｇ ａｇｊ ，Ｘ Ｅ Ｙ ｎ － Ｏ Ｇ Ｎ ｎ ＨＥ ｕ ｎ－ｕ Ｉ ｏ ｇ￣ （ｃ ｏｌ ｆＡ ｔ ｔｎ Ｅ ｇ ｅｒ ｇＵ ｉｅｓｙ ｏ ｌｃ ｏｉ Ｓｉｎｅ ａｄＴ ｃ ｎｌｇ ，ｈ ｎｄ １０ ４ Ｃ ｉ ） Ｓｈｏ ｕｏ ｉ ｎｉ ｅｉ ， ｎｖｒｉ ｆＥｅ ｔ ｎｃｃ ｅｃ ｎ ｅ ｈｏｏｙＣ ｅｇ ｕ ６０ ５ ，ｈｎ ｏ ｍａｏ ｎ ｎ ｔ ｒ ａ
Ｍ ｄ ｌｔｎ 简称 Ｐ ｏｕ ｉ ， ａｏ ＷＭ） 控制方式 已经成为绝对主流。这种控制方式 已作为直流电动机数字控制的基础。 关键词 ： 直流电动机 ； 嵌入 式系统软件 ； Ｓ ； 宽调制 ； Ｄ Ｐ脉 比例积分调节
中图 分 类号 ：Ｐ ６ ． Ｔ ３ ８１ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２－ ８ （０ ７ ０ － １２ ０ １ ７ － ９４ ２ ０ ）６ ０ ０ － ４ － ４
Ｗ ｉ ｔ Ｍｏ ｕ ａ ｏ １ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｎ ｒ ｂ ｕ ｉ ｇ ｗ ｔ ｈ ｏ ｅ ｅ ｉｅ ｈ ｓ ｇ ｉ ｅ ｉ ｏ ｎ ｔ ｎ ｈ ｓ ｏ ｔ ｌ ｍａ ｎ ｒ ｄＩ ｌ ｄ ｔ ｎ ｏ ｔ ｍａ ｅ ｙ ｓｎ ｓ ｉ ｐ ｗ ｒ ｄ ｖｃ ｓ ａ ａ ｎ ｄ ｔ ｄ ｍ ａ ｏ ．Ｔ ｉ ｌ ｉ ｏ ｃ ｓ ｉ ｉ ｃ ｎ ｒ ｎ ｅ ｏ ｈ ｓ ａｒ ａ ｙ ｂ ｃ ｍｅ ｔ ｅ ｆ ｕ ｄ ｔ ｎ ｏ ｔ ｒ ｄ ｇｔ ｏ ｔ ｌ ｎ ． ａ ｅ ｄ ｅ ｏ ｈ ｏ ｎ ａ ｏ ｆ ＤＣ ｍｏ ｏ ｉ ｉ ｃ ｎ ｒ ｌ ｇ ｌ ｉ ｌ ａ ｏ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ ＤＣ ｍｏｏ ；Ｅ ｅ ｄ ｄ ｓ ｆ ａ ｅ Ｙ ｗｏ ｄ ： ｔｒ ｍｂ ｄ ｅ ｏ ｔ ｒ ；ＤＳ ｗ Ｐ；Ｐ Ｍ：Ｐ Ｄ Ｗ Ｉ
电机控制的DSP软件框架
本文由天蝎ｇｘｙｅ贡献 ｐｐｔ１。
电机控制的ＤＳＰ软件框架 １、电机控制的知识背景 ２、Ｖ／Ｆ控制 ３、矢量控制（ＦＯＣ） ３．１矢量控制是独立控制交流电机转矩与磁通的一种控 制方法 ３．２直接磁场定向控制（ＦＯＣ）是通过磁通估计或测 量直接测量转子磁通转角的一种方法 ３．３间接磁场定向控制（ＦＯＣ）是通过测量速度等间 接计算转子磁通转角的一种方法 问：为什么电机数字控制对ＣＰＵ运算能力提出了严峻挑 战？ 电机控制的ＤＳＰ软件框架 ？ ？ 芯片功能：把所有电机控制功能集成在一个芯片中成为一个控制器 （１）通信协议栈（２）速度设定规划（３）磁通估计（４）对象辨识（５）磁场定向控制 问：为什么工程实际中偏向采用单个ＣＰＵ而不是多个ＣＰＵ并行处理？ 电机控制的ＤＳＰ软件框架 ２、电机控制原理描述—交流永磁同步有速度传感器 ？ 交流电机控制的复杂性：频率可变的功率变流器、电机复杂的动态特性、 电机参数的变化、含有谐波反馈信号的处理，庞大复杂的人机接口 ？ 问：应该怎样看待与处理实际电机控制的复杂性？ 电机控制的ＤＳＰ软件框架 电机控制的流程图描述—交流异步无速度传感器—用流程 图表示控制机理与方法 ？ 问：流程图的本质是什么？ 电机控制的ＤＳＰ软件框架 ？ ？ ？ ３、ＤＳＰ控制软件模块结构图 ３．１、控制流程图模块与软件流程图模块的一一对应 ３．２、面向对象的软件开发方法—处理软件复杂化的最佳方法 问：控制流程图模块与软件流程图模块一一对应的好处是什么？ 电机控制的ＤＳＰ软件框架 同步电机矢量控制软件模块结构图 ？ 问：精确划分软件算法模块的好处？ 电机控制的ＤＳＰ软件框架 ４、ＤＳＰ软件的层次结构—四层或五层，面向对象的软件 架构 ？ 问：层次结构与软件内部解耦的关系？ 电机控制的ＤＳＰ软件框架 ５、基本的Ｑ－ＭＡＴＨ 库与虚拟浮点运算 ？ （１）ＴＭＳ３２０Ｃ２８Ｘ ＩＱｍａｔｈ库是高度优化与高精 度的算术函数库，可以无缝地把浮点数运算转换 为ＴＭＳ３２０Ｃ２８Ｘ定点数。
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)
基于TI2812DSP的无刷直流电动机控制软件设计
三江学院本科毕业设计（论文）题目基于TI2812 DSP的无刷直流电动机控制软件设计电气与自动化工程学院院电气工程及其自动化专业学号B05071006学生邢小强指导教师熊田忠起讫日期2009年2月23日至2009年5月25日设计地点L422摘要无刷直流电机既具有直流电机结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，还具备交流电机运行效率高、无励磁损耗及调速性能好等诸多优点，现已广泛应用于工业控制的各个领域。
本文在对无刷直流电动机调速系统的发展及应用综述的基础上，介绍了采用DSP芯片对无刷直流电动机进行换向与转速控制的微机控制系统。
文中给出了系统的总体设计方案，分析了无刷直流电机的工作原理、控制电路、驱动电路，提出了软件控制无刷电机的策略。
阐述了软件框架的基本结构以及各个模块的具体设计方法。
文中还对DSP芯片（TMS320F2812）进行了一些介绍。
最后运用实际的硬件平台以及上位机软件（LabVIEW）对无刷直流电动机进行监控，证明了该系统工作良好，达到了预期目标。
关键词：无刷直流电动机，DSP芯片，软件控制AbstractBrushless DC motor with a DC motor is simple in structure, reliable operation, easy maintenance, such as a series of advantages, also has high efficiency AC motor run, no excitation loss and good speed, and many other advantages, has been widely used in various industrial controlfield.This article in the brushless DC motor speed control system overview of the development and application on the basis of the paper introduces the DSP chip on the exchange of brushless DC motor and speed control to the Microputer Control System. In this paper, the overall design of the system program, analysis of the brushless DC motor working principle, control circuit, driver circuit, a software strategy for brushless motor control. Framework set out the basic structure of software modules, as well as the specific design methods. The article also DSP Core (TMS320F2812) to introduce a number.Finally, the use of the actual hardware platform, as well as PC software (LabVIEW) for brushless DC motor control, show that the system is good, reaching the target.Keywords: brushless DC motor, DSP chips, Control Software目录第一章绪论- 1 -1.1 无刷直流电动机的发展现状- 1 -1.2 DSP与无刷直流电动机的联系- 2 -1.3 本文研究的容- 3 -第二章无刷电动机的结构及工作原理- 3 -2.1无刷直流电动机的结构- 3 -2.2无刷直流电动机的工作原理- 4 -第三章电机控制中的DSP的特点和选择- 6 -3.1 TMS320F2812的简介- 6 -3.2电机控制中的DSP的特点- 8 -3.3 DSP软件设计特点- 10 -3.3.1 DSP开发环境CCS2000- 10 -3.3.2 C语言与汇编语言的分析比较- 10 - 第四章电机控制中的DSP软件设计- 11 -4.1 各模块的程序及说明- 11 -4.1.1系统时钟的初始化模块- 11 -4.1.2 事件管理器EV的初始化模块- 12 -4.1.3 串行通讯SCI的初始化模块- 15 -4.1.4 输入捕捉(CAP)中断- 16 -4.1.5定时器T1- 19 -4.1.6 DSP与上位串口通信协议- 19 -4.2 DSP程序的总体框架- 21 -第五章结论及展望- 21 -5.1 结论- 21 -5.2 展望- 22 -参考文献- 22 -致- 23 -第一章绪论1.1 无刷直流电动机的发展现状直流电动机具有很多优点，如优秀的线性机械特性、宽的调速围、大的起动转矩、简单的控制电路等，长期以来一直广泛地应用在各种驱动装置和伺服系统中。
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电机控制套件解析
EL-SMCK伺服电机控制实验开发套件一、适用范围SMCK伺服电机控制实验箱以下简称SMCK实验箱，是针对工科高校本科电气信息类、控制类、电气工程及其自动化专业以及自动化专业的实验教学而设计的一个产品，适合于DSP应用于电机数字控制的实验和技术研究,支持2812和28335CPU。
二、结构简介及特点采用实验箱及电路板结构，能实现三种电机的控制，包括直流有刷永磁电动机（带减速器），直流无刷电动机（带减速器）和三相步进电机。
也可以单独控制一种电机，成本更低。
EL-SMCK实验箱系统硬件框图1、产品结构及特点（参考SMCK伺服系统组成结构图）⑴实验箱总体上采取在一块主电路板上插接其他小功能电路板的组成形式，主电路主要完成信号的链接，人机接口，及PWM信号，CAP信号，电压电流反馈信号测量的功能。
⑵核心控制部件是DSP的CPU板，直接插接到SMCK实验箱上，控制功率部件，接受反馈信号，及与主电路板上的单片机通信。
其输出的PWM信号及接收的速度脉冲信号已引到主电路板上，可以很方便的测量。
目前有TMS320C2812一种CPU控制板。
⑶功率部分是IPM_DRIVER功率转换板，直接插接到SMCK实验箱上，功率器件采用国际整流器IR公司的IPM模块IRAMS10UP60B-2，板上通过光藕器件与DSP隔离，还附带测试孔，能方便测试光藕后的PWM波形。
⑷电流电压信号检测部分是SMCK_AS信号检测板，直接插接到SMCK实验箱上，能实时监测功率模块输出的电流及电压信号，并将其转换为弱电信号，反馈回主电路板及DSP，客户可以在主电路板上方便的测量反馈信号，也可以利用其反馈信号开发DSP控制算法。
⑸人机接口部分位于主电路板上，由显示屏、触摸按键及给定电位器组成。
显示屏采用320*240点阵、5.2寸单色液晶，操作界面更友好，观察信息更方便，并可以完成速度信号动态曲线描绘，使系统性能表现的更直观。
给定电位器能完成电机的连续跟踪的给定任务。
基于DSP的开关磁阻电机系统的搭建-软件部分实现
目 录摘要‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥1 1 绪论‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11.1概况‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11.2国内外发展状况‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11.3本设计主要任务‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥52 系统设计方案以及原理介绍‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥52.1系统框架构建‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥52.2 TMS320F2812 DSP特点及其原理‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6 2.3开关磁阻电机‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥82.1.1 开关磁阻电机组成‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥92.1.2 开关磁阻电机工作原理‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥92.1.3 开关磁阻电机控制策略‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥93 系统设计‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥103.1 SRD系统控制器的软件设计‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10 3.1.1 SRD系统软件设计概述‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10 3.1.2 初始化程序 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11 3.1.3 主程序 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11 3.1.3.1 测速程序‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11 3.1.3.2 相通断逻辑判断‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12 3.1.3.3 中断服务程序‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12 3.2F2812控制模块‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥133.2.1系统Q E P模块‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥133.2.1.1 QEP模块解码‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 3.2.1.2 QEP转换流程图‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥153.2.1.3 QEP程序模块‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥153.2.1.4 部分QEP模块寄存器介绍‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥153.2.1.5实验箱Q E P模块电路图‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥163.3系统D A模块‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥163.3.1D A模块流程图‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥173.3.2D A程序模块‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥183.3.3部分事件管理器寄存器介绍‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥183.3.4D A信号输出电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥194 实验过程与结果‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥20 5总结‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥24 参考文献‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥25 致谢‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥26 Abstract ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥27【摘要】本设计的主要任务是以TI公司的TMS320F2812数字信号处理器（DSP）为主构建一个用于开关磁阻电机系统。
CEVA发布全新通用混合DSP -控制器架构CEVA-BX 用于物联网设备中的数字信号处理和数字信号控制
CEVA 发布全新通用混合DSP /控制器架构CEVA-BX用于物联网设备中的数字信号处理和数字信号控制CEVA，全球领先的智能和互联设备信号处理平台和人工智能处理器IP 授权许可厂商(纳斯达克股票交易所代码：CEVA) ，发布全新的通用混合DSP /控制器架构CEVA-BX，用于满足语音、视频、通信、传感和数字信号控制应用中的数字信号处理的新算法需求。
CEVA-BX 架构提供电机控制和电气化所需的通用DSP 功能，可将CEVA 的市场范围扩展到新兴的汽车和工业市场。
目前，这些这些市场领域采用的传统DSP 和DSP 协处理性能较低的MPU/MCU 不能完全满足需求。
CEVA-BX 采用的全新DSP 架构结合了DSP 内核固有的低功耗和大型控制代码库的高级编程和紧凑代码大小要求。
CEVA-BX 使用11 级流水线和5路VLIW 微架构，提供了采用双标量计算引擎的并行处理、加载/存储和程序控制，达到2 GHz 主频(基于台积电(TSMC) 的7nm 工艺节点，使用通用标准单元和存储器编译器)。
CEVA-BX 指令集架构(ISA)支持广泛用于神经网络推理、降噪和回声消除的单指令多数据(SIMD)，以及用于高精度传感器融合和定位算法的半精度、单精度和双精度浮点单元。
Linley Group 高级分析师Mike Demler 评论道：“消费产品、汽车、工业和医疗设备越来越多地采用多个传感器，比如相机、麦克风、环境和运动探测器，这些传感器生成的数据在通过无线链路发送至云之前，先要在设备上进行融合、解读和处理。
在前端处理这些重载DSP 工作负载，需要高效地结合控制和DSP 功能。
CEVA-BX 的混合架构可为智能设备提供出色的全面性能，免除了分开的CPU 和DSP 协处理器。
”CEVA-BX 采用了先进微处理器架构的关键架构准则，比如使用大型正。
《DSP无刷直流电机控制器的设计》范文
《DSP无刷直流电机控制器的设计》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，电机控制技术已成为众多领域的关键技术之一。
无刷直流电机（BLDC）以其高效、低噪音、长寿命等特点在众多应用领域中崭露头角。
为了实现精确、稳定的电机控制，本文提出了一种基于DSP（数字信号处理器）的无刷直流电机控制器设计方法。
二、系统设计概述本设计采用DSP作为核心控制器，通过软件算法实现对无刷直流电机的精确控制。
系统主要由DSP控制器、电机驱动电路、传感器电路、电源电路等部分组成。
其中，DSP控制器负责接收传感器信号，进行算法处理后输出控制信号，驱动电机进行工作。
三、DSP控制器设计DSP控制器是本设计的核心部分，其性能直接影响到电机的控制效果。
在DSP选择上，我们应考虑处理速度、功耗、成本等因素，选择适合的DSP芯片。
DSP控制器的主要功能包括：1. 接收传感器信号：通过ADC（模数转换器）将传感器信号转换为数字信号，供DSP处理。
2. 算法处理：根据传感器信号，通过软件算法计算出电机的控制参数，如PWM（脉宽调制）信号的占空比等。
3. 输出控制信号：将计算出的控制参数通过PWM模块输出为控制信号，驱动电机进行工作。
四、电机驱动电路设计电机驱动电路是连接DSP控制器和电机的桥梁，其性能直接影响到电机的运行效果。
驱动电路应具备较高的驱动能力和较低的功耗。
同时，为了保护电机和控制器，驱动电路还应具备过流、过压等保护功能。
五、传感器电路设计传感器电路用于检测电机的运行状态，为DSP控制器提供反馈信号。
常见的传感器包括电流传感器、速度传感器等。
传感器电路应具备较高的精度和较低的噪声，以保证反馈信号的准确性。
六、电源电路设计电源电路为整个系统提供稳定的电源供应。
在设计中，应考虑电源的稳定性、效率、抗干扰能力等因素。
同时，为了降低系统的功耗，应采用低功耗的电源管理策略。
七、软件设计软件设计是DSP无刷直流电机控制器的关键部分。
在软件设计中，应采用合适的算法实现电机的精确控制。
基于DSP的直流无刷电机控制器的软件结构设计
基于DSP的直流无刷电机控制器的软件结构设计摘要：直流无刷电机是功率半导体和永磁材料一体化的新型电机，它既具有直流电机优良的调速性能，又具有交流电机结构简单、易于控制、运行效率高、运行可靠、维护方便等一系列优点。
目前，在工业控制领域尤其在调速和伺服领域中得到了越来越广泛的应用。
为了适应这种需要，许多公司开发了控制电机专用的高档单片机和数字信号处理器(DSP)。
现在，通常使用的电机控制器的控制核心部分大都由DSP和大规模可编程逻辑器件组成。
这种方案可以根据不同需要，灵活地设计出性能很好的专用电机控制器。
为此，选用了Freescale公司开发的DSP芯片MC56F8323作为电机控制核心，设计了该直流无刷电机控制器。
关键词：DSP，直流无刷电机，软件设计直流无刷电动机(BLDCM)控制系统是一种新型的调速系统。
该系统具有良好的运行、控制及经济性能，显示出巨大的发展潜力。
本文以无刷直流电动机为控制对象，应用DSP为微处理器进行了无刷直流电动机控制系统的软件设计。
无刷直流电动机控制系统是具有数字化特点的电动机控制系统。
通过数字信号处理器与相关模拟电路的组合，实现对电机控制的数字化处理。
一、直流无刷电机工作原理：直流无刷电机的控制系统主要由永磁无刷直流电机、整流器、逆变器、位置传感器和控制器几部分组成。
相绕组分别与功率MOS管相接．磁极位置传感器跟踪转子与电动机转轴相连接。
无刷直流电动机的工作是通过逆变器功率管按～定的规律导通关断，使电机定子电枢产生按600角度不断前进的磁势，带动电机转子旋转实现的。
逆变器功率管共有6种触发组合状态．每种触发组合状态只有与确定的转子位置相对应。
才能产生最大的平均电磁转矩。
两个磁势向量当其夹角为900时．相互作用力最大。
而电子电枢产生的磁势是以600角度前进，因此在每种触发模式下．转子磁势与定子磁势的夹角在120—600之间变化才能产生最大的平均电磁转矩。
二、直流无刷电机的应用无刷直流电动机在先进国家已大量应用于办公设备、家电业、信息业、军事、手动工具、伺服系统、电动汽车、电瓶车、磁旋浮列车等生产生活的各个领域：(1)无刷直流电机在办公自动化领域的应用。
基于DSP的无刷直流电机运动控制系统研究共3篇
基于DSP的无刷直流电机运动控制系统研究共3篇基于DSP的无刷直流电机运动控制系统研究1无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDC）是一种先进的电机驱动技术，目前广泛应用于各个领域，如汽车、航空、制造业、医疗设备、家用电器等。
随着微电子技术的不断发展，数字信号处理器（DSP）成为控制BLDC电机的主要芯片，因为DSP处理器可以提供高速、高精度的数字信号处理和控制算法，从而实现对BLDC电机的高效控制和优异性能。
基于DSP的无刷直流电机运动控制系统主要包括三个部分：1.硬件部分：包括BLDC电机、功率器件、电源模块、传感器模块和DSP处理器模块等。
BLDC电机是这个系统的核心部件，它由永磁转子、定子、霍尔效应传感器等组成。
功率器件包括驱动电路、继电器、电感电容等，它们主要用于控制电机的启停、方向、转速和转矩等。
电源模块包括直流电源、交流电源和电池等。
传感器模块包括霍尔效应传感器、码盘、温度传感器等，它们用于采集电机的位置、速度和温度等信息。
DSP处理器模块是控制系统的大脑，它接收传感器模块采集的数据，并根据特定的控制算法产生控制信号。
2.软件部分：包括控制算法和编程语言等。
控制算法是基于DSP处理器开发的，它可以分为开环控制和闭环控制两种。
开环控制是指在没有传感器反馈的情况下，直接根据经验公式控制电机的转速、转向和转矩等。
闭环控制是指根据传感器反馈的信息，采取反馈控制策略来控制电机的转速、转向和转矩等。
编程语言包括C语言、汇编语言、机器语言等，它们主要用于实现DSP处理器的控制算法和程序框架。
3.系统测试与优化部分：主要包括测试、诊断和优化等过程。
测试过程包括静态测试和动态测试两种。
静态测试时，通过输入一些命令和参数，观察电机的响应和输出情况。
动态测试是指电机在运动时进行测试，通过观察电机的转速、转向和转矩等参数，判断控制效果。
诊断过程是根据测试结果，对系统进行故障诊断和调试等。
DSP在电机控制系统中的应用
DSP在电机控制系统中的应用摘要：本文将围绕DSP芯片的产品特点与优缺点进行分析讨论，提出将其运用在电机控制系统中的有效路径，以此优化电机性能，推动控制系统的自动化、智能化发展，确保系统能够安全、稳定运行。
关键词：数字信号处理技术；电机控制系统；硬件设计；引言：DSP又称数字信号处理技术，是指能够完成数字信号处理的芯片产品，可以将程序与数据进行分隔，借助硬件乘法器实现流水线操作，通过DSP指令进行数字信号处理算法。
将其运用在电机控制系统中不仅可以提高系统的指令执行效率，简化操作流程，提高控制精确性，还能实时监测电机运行状态，提高异常情况的控制效果。
为了确保DSP能够起到保护电机稳定运行的作用，需要对DSP 芯片与DSP电机控制系统进行深入了解。
一、DSP芯片与DSP电机控制系统分析（一）特征与优势DSP芯片的主要特征在于：能够在一个指令周期内完成一次加法或乘法；由于DSP芯片的程序与数据存储空间分离，因此可完成指令与数据的同时访问；芯片内部含有快速随机存取存储器，可以利用独立数据总线实现多个模块中的同时访问；具有低开销循环以及跳转硬件支持；拥有快速中断处理以及硬件输入输出支持；具有在单周期内操作多个地址产生器的能力；支持流水线作业，使取指、执行等操作可以同时执行。
DSP芯片的优势在于具有大规模集成性以及良好的可编程性与可嵌入性，且接口与集成相对便捷，能够保持极高的稳定性与精确度，但也存在制作成本相对较高、容易受高频时钟干扰以及功率消耗偏大的不足之处[1]。
（二）系统结构与功能DSP电机控制系统结构属于哈佛结构，是一种并行体系，能够将数据与程序分别储存在不同的空间中，之后利用两个相对独立的服务器实现自主运行，借助编码以及访问路径，切实强化数据处理效率与质量。
该系统的优势在于能够进一步简化设备操作难度，释放人力劳动，实现电机的智能化控制，使电机控制硬件水平得到一定程度的优化，减少设备重量，提高安装便捷度，促进电机性能的大幅度提升，降低能源的不必要损耗。
基于DSP的交流伺服电机的控制
DSP在电气工程中的应用基于DSP的交流伺服电机的控制一、摘要：本文首先对基于DSP的交流伺服电机控制系统的总体结构加以介绍；其次分析了两种控制方法：将单神经元自适应PID算法与模糊PD算法相结合的控制方法以及建立在模糊规则表基础之上的FCMAC算法；最后得出结论：上述两种控制方法能够使系统具备准确性、便捷性以及实时性。
二、关键词：DSP 交流伺服电机三、概述DSP（Digital Signal Processor）是一种非常独特的数字信号微处理器，顾名思义，DSP是以数字信号来处理工作中的大量信息的电子器件。
其工作原理是接收传来的模拟信号，然后转换为0或1的数字信号，再通过对数字信号的修改、删除、强化，在其他的系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式四、交流伺服电机的控制原理1、伺服控制目前，理论界关于伺服控制概念的提法很多，但是，这些提法都同意伺服控制是指对物体运动的有效控制，即对物体运动的速度、位置、加速度进行控制。
这种控制正在变得随处可见和越来越普遍。
2、伺服组件伺服组件是由伺服电动机、机械减速或这耦合机构、伺服控制器以及传感器等部件组成的一体化的有机伺服机构。
五、交流电机的伺服控制硬件组成交流伺服电机的主体是由内部的永磁体转子、驱动控制器以及U/V/W三相电形成的电磁场构成。
电机工作时，转子在此磁场的作用下开始转动，同时交流伺服电机自带的编码器会反馈信号给驱动器，而驱动器则根据反馈值与编码的目标值进行比较，以调整转子转动的角度。
可以说交流伺服电机的精度决定于编码器的精度。
更高级的交流伺服电机的控制系统也更加精确和复杂，往往会包涵包括驱动器在内的多层微机控制。
二、交流伺服电机控制系统的总体结构本文讨论的交流伺服电机模型采用了三级中央处理器进行控制。
三级的中央处理器控制具体包括：（1）第一级中央处理器，这一层是通过交流驱动器来实现交流伺服电机的U/V/W三相电路闭环数字控制，这也是基础层的控制；（2）第二级中央处理器，这一层是通过DSP来完成交流伺服电机的运动控制算法实现以及控制量的给定，这也是本文讨论的核心；（3）第三层中央处理器，这一层是通过计算机来管理整个系统，并且进行运动学计算和轨迹的规划。
DSP在电机控制中的应用
科 苑 Ｉ 论 谈
科 黑江 技信总 — 龙— — —
Ｄ Ｐ在 电机控制 中的应用 Ｓ
彭 群 平
（ 宜县 水 利 电力 勘 察 设 计 室 ， 分 江西 分 宜 ３６ ０ ） ３ ６ ０
摘 要： 论述 了 Ｄ Ｐ的发及其在 电机控制 中的应 用， 别介绍 了Ｔ ３ Ｏ Ｆ ４ ７ Ｓ 特 Ｍｓ ２ Ｌ ２ ｏ Ａ的 结构特 点 ， 并对基 于此芯 片的数 字电机控 制 系统的组成
给 予探 讨 。
关 键 词 ： Ｓ ； 字 电机 控 制 ； 制 系统 ；ＷＭ Ｄ Ｐ数 控 Ｐ
ＴＭ￥ ０Ｌ ２ ０ Ａ ３２ Ｆ ４ ７ 的应用前景 。利用 ＤＳ Ｐ的高速 计算能力 可以增加采样 速度 和 Ｐ — 、 Ⅷ１ Ｐ Ｍ驱 Ｗ 动 ｒ—・Ｉ ＿ Ｊ 电 完成复杂 的信号处理 和控制算 法 。扩展 Ｋ ｌ ｎ滤波算 法 ， ａ ｍａ 自 Ｃ ＡＰＩＱＥ — ／ ＰＩ 适应矢量控制， 状态观测器等复 杂算法利用 Ｄ Ｐ芯片可 以方便 Ｓ 地实现 。Ｄ Ｐ的信号处 理能力 Ｓ Ｐ ￣ Ⅷ２ ＰＭ 动 Ｗ驱 下 ｉ电 还可用来减 少位置 、速 度 、磁 上 Ｉ 的应用。 通等传感器 ， 无传感器矢量控制 １ Ｓ Ｄ Ｐ的基 本 特 征 之所 以成为可能， 就是因为传感 Ｄ Ｐ一般都具有如下一些特点： Ｓ 器提供系统 变量 可 以从 电气变 ａ在 一 个 指 令周 期 内 可 完 成 一 次 乘 法 和 一 量 中估算 出来 ， ． 而这一复杂的运 Ｐ Ｗ Ⅲ Ｐ ￣Ｊ Ｈ Ｗ Ｍ 次 加法 。 算 过程 就可 以有 Ｄ Ｐ来完 成。 Ｓ ｂ采用改 进的哈 佛结构 ， ． 程序 和数据 空间 在 自适 应 系统 中 ， 统 参 数 和 状 系 ＣＡ ￣ ３ Ｐ３ＱＥＰ 分 离 ， 以 同时 访 问 指 令 和 数 据 。 可 态变量通过状态 观测器 的计算 ｃ 片 内具快 速 Ｒ Ｍ 通常可 通过独立 的数 可 采 用 ＤＳ Ａ ， Ｐ有 效 地 实现 。 同 样 ＡＣ Ｉ－ｌ Ｄ －－ －－ 电 电 检 与理 路 压流 测调电 ｌ 卜 据 总线在两块 中同时访问。 由于 高运算 度，Ｓ Ｄ Ｐ也可有效 用 ｄ具有低开销或大开销循 环及跳转 的硬件 于神 经网络和模糊 逻辑化 运动 ． 图 ２ 电机 控 制结 构 图 支持 。 控制系统 。在实 际工程应用中， ｅ ． 具有在单周期内操作 的多个硬件地址 产 Ｄ Ｐ的高速 能力还 可以消除噪声污 染和不精确 Ｓ ｂ片内 ３ Ｋ字的 Ｆ Ａ Ｈ程序存储器 。 ２ ＬＳ 高达 生器， 以并行执行 多个操 作； 可 支持流水线操作 ， 的输 入及 反馈信 号数 据 。对要求 速 度较快 的 １ Ｋ 字 的 数 据 程 序 Ｒ Ｍ，４ ５ Ａ ５ ４字 双 口 Ｒ ＡＭ 使取值 、译码 、取操 作数和执行等操作重叠执 Ｐ ＷＭ控制算法 （ 如空间矢量算 法）用 Ｄ Ｐ芯 （ Ａ ＡＭ 和 ２ Ｓ Ｄ Ｒ ） Ｋ字的单 Ｅ Ｒ Ｍ（ＡＲ Ｍ） ｌＡ Ｓ Ａ 。 行。 ｃ两个 事件 管理器 Ｅ Ａ和 Ｅ Ｂ 每一个包 ． Ｖ Ｖ， 片可 提高供 电电压 的利 用率 ， 减少 电动机 电流 按 照 用 途 分 类 ，Ｄ Ｐ可 分 为 通 用 型 芯 片 中的 谐 波 分 量 。 Ｓ 含： １ ２个 ６位通用定 时器 ； １ ８个 ６位的 Ｐ ＷＭ通 和专用型芯片。专用 型芯片是为特定 的数字运 早期 的通用 Ｄ Ｐ芯片 因为缺乏 支持 实时 道； Ｓ ３个捕获单元 ； 片内光电编码器接 口； １ 道 ６通 算而设计 ， 如数字滤波 、卷积 。通用型 ＤＳ Ｐ芯 控制 的资源， Ｄ转 换 器 。 如复杂 的定 时单元 、高 速的 多个 Ａ 片的功能和用法类似于一个高速单片机 。 Ｉ Ｏ端 口、复 杂的 中断控 制器 。 不适 用于运 动控 ｄ可扩展 的外部存 储器共 １２ ． ９ Ｋ字 ； Ｋ字 ６ ４ 在 自动控制 系统 中，Ｓ Ｄ Ｐ的 高速 计算 能力 制资 源。ＡＤ公 司的 Ａ Ｐ １ Ｘ系 列 、Ａ ＆Ｔ 程序存储器；４ ６ Ｋ字数据 存储器；４ ６ Ｋ字 Ｉ Ｏ寻址 ＤＳ ２ Ｘ Ｔ 显示 了比一般微处理 器更多 的优点． 具有广 阔 公 司 的 Ｄ Ｐ ２ Ｓ ３ Ｃ、Ｍｏ ｒｌ 公 司 的 Ｄ Ｐ ６ ０ ｔ ｏａ ｏ Ｓ ５ ０ １和 空 间 。 Ｔ 公 司专为 电机 控制 而设 计 的 Ｉ ｅ ． 多种通信接 口；Ａ ２Ｏ Ｃ Ｎ ．Ｂ、Ｓ Ｉ Ｐ 。 Ｃ 、Ｓ Ｉ ￡ 系统保护， 如低压检测 、看 门狗等 。 № Ｔ ３ ０ ２ Ｘ系列 Ｄ Ｐ芯 片， ＭＳ ２ Ｃ Ｘ Ｓ 使 ＤＳ Ｐ芯片 更适 用 于控 制 系 统 的 其 中，Ｔ Ｓ ２ Ｌ ２ ０ Ａ具 有 的两 个事件 Ｍ ３Ｏ Ｆ４ ７ Ｂ Ｒｏ ６ ｏｋ ｍ Ｗ ｏ ２ ５ 应 用 。随着 Ｄ Ｐ芯片 内部 功能 管理器模块 ， Ｓ 用于电机数 字化控制应用 。 事件管 Ａ １－ ） （５０ 组件 集成 度 的提 高， 发工 具 的 理器模块 的性能包 括 中间或 边沿对 齐的 Ｐ 开 ＷＭ 完 善 以及价 格 和功 耗 的进 一步 发生器及 可编程 的死 区控 制性能 ， 该模块 可 以 程序／ Ｉ 数据／ ／ ０总线 降 低，Ｓ Ｄ Ｐ越来 越多 地应 用在 实 实 现同步 Ａ Ｄ转换功能， 高性能 １ 位模 数转换 Ｏ Ｄ １－ ） （５０ 时控 制 系统 中 。现代 控 制 系统 器 的转换 时间为 ５ Ｏ ｓ ０ ｎ， 提供多 达 １ 的模拟 ６路 Ｃ Ｘ Ｄ Ｐ Ｃ ｒ ２ Ｘ Ｓ ｏｅ 的开 发实 现 越来 越 多地依 赖 于 输入 ， 具有 自 动排序功能， 使最大为 １ 路的转换 ６ 功能强大的 Ｄ Ｐ Ｓ Ｓ 。Ｄ Ｐ在控制系 在 同一转 换期 间 内完成进 行 而不会 增加 Ｃ Ｕ Ｐ 统中的应用 已经呈 指数增 长。 的 开销。用 ～个 Ｔ Ｓ ２ Ｌ ２ ０ Ａ控制芯 片可 Ｍ ３ ０Ｆ４７ ４ 路数字 Ｉ） ｏ ／ （ ２Ｔ ３０Ｆ４７ ＭＳ ２ Ｌ ２０ Ａ的结构特点 以对多个电机进行控制。该系列的控制器集成 Ｔ ３ Ｏ Ｆ４ ７ 是 １ Ｍｓ ２ Ｌ ２ Ｏ Ａ １专 门 为 有 串行通 讯接 Ｅ （Ｃ） ｌＳ Ｉ使之 能够与 系统 中的其 ， 寄 位Ｐ 存 存Ｉ２ 寄 器 ３ 看门 狗定时器 数 字 电 机 控 制 （ＭＣ 而设 计 的 它控制器或上位机进行异步通讯。该 控制器还 Ｄ ） 嵛 Ｉ桶 移 形 位器 Ｓ Ｌ Ｐ＆Ｃ Ｃ ． Ｉ ＡＮ ＆Ｓ Ｊ ．．． ．．．． ．． ， ．． Ｌ． ．．． ．．．． ．． ．一 ． Ｄ Ｐ芯 片之 一 。 它 将 Ｄ Ｐ 内 核 有一 个同步外设 接 口（Ｐ 和 Ｃ Ｎ通信模 块） Ｓ Ｓ ＳＩ Ａ 。 ３位 Ａ Ｕ ２ Ｌ 和 丰 富的微 控 制器外 设 功 能集 其结构框图见图 １ 。 于单 片之 内， 为传统 多处 理 器 成 ３控制系统 的组成 ３位累 ２ 加器 ＡＤ ／转换器 单元（ ｃ ） Ｍ ｕ 和昂贵的多 片设 计 的 该系统 可 以实现交 流传 动系统 以及永磁 ｒ。 。 。Ｄ ’ Ｉ路ｌ。 ‘ 。 ‘ 。ＣＩ 。 。位Ａ ８ ０ 。 。 — ８ 个辅助寄 存器 替代， 以下一些特点： 具有 直流 电机的数 字化控制 ， 系统 中通讯模 块接受 ａ． 采 用高性 能静 态 Ｃ Ｍ 技 术。 上位 机发 出的控 制参 数， Ｏ Ｓ 将其 转换 为 Ｐ ＷＭ输 ２ 个状态寄存器 ｌ路１＿＿ ＿－＿Ｄ Ｉ ＿ ＿・－＿ ＿ ０ ８ ＿＿＿Ｃ － 位Ａ １ ． ．．． ．－． ． ．． ．．．．．． ．．．一 ．．． ．．．．．． 其供 电 电压 为 ３ Ｖ 减小 了控制 出， ． ， ３ 经过驱 动放大送给 电机。 产生输 出。相 电流 器的功耗； ＭＩＳ的执行速度。 ４ Ｐ ０ 提 以及 由光电编码器 检测的电机的转动方 向及转 图 １ Ｔ ３ Ｏ Ｆ ４ ７ 的 体 系结 构 框 图 ＭＳ ２ Ｌ ２ ｏＡ 高 了实时控制能力。 角反馈给 Ｄ Ｐ系统， Ｓ 形成闭环 控制， 实时有效地
DSP在电机控制系统中的应用
ＤＳ Ｐ在 电机 控制 系 统 中的应 用
周 岷 黄友 桥 曹晨
（ ． 军 驻湖 南地 区军事 代表 室 ，湖南 ４ １０ ；２ １海 １１ １ ．中 国船 舶重 工集 团公 司第 ７ １ 究所 ，武汉 ４ ０ ７ ） ０研 ３ ００ 摘 要 ：本 文 以无刷 直流 电机和 Ｔ ３ ０ Ｆ ４ ７为例 ，介绍 了 ＤＳ ＭＳ ２ Ｌ ２ ０ Ｐ在 电机控 制系 统 中的应 用 ，给 出了基于
占领 了 电机 控 制 等 众 多 工 业 应 用 领 域 。 目前 ，在
２ 永磁 无刷 直 流 电机 控 制器
永 磁 无 刷 直 流 电机 是 近 年 来 迅 速 成 熟起 来 的
一
不 涉 及 复 杂 计 算 的场 合 ，单 片 机 仍 然 占据 主 要 位
置。
种 新 型 机 电一 体 化 电机 。该 电机 由定 子 、 转 子
Ｚｈｏｕ Ｋｕｎ１ Ｈ ｕａｎｇ Ｙｏｕｑｉ ｏｌ Ｃａｏ Ｃｈｅ ａ ｎ ， ，
（． ｖ ｌ ｅ ｒｓｎａｉｅ ｆｃ ｎｎ Ｈｕ ａ １ １ １ ２ ７ １ ｅ ｅｒｈＩｓ ｔｔ ｆ Ｓ Ｃ ， ｈ ｎ４ ０ ７ ， ｈｎ ） １Ｎａ ａ ｐｅｅ ｔｔ ｓ ｉ ｅ ｎＨｕ ａ ， ｎ ｎ４ Ｉ０ ； ． ０ ｓａｃ ｔｕｅｏ Ｃ Ｉ Ｗｕ ａ ３ ０ ０ Ｃ ｉａ Ｒ ｖ Ｏｆ ｉ Ｒ ｎｉ
但 是 随 着 现 代 控 制 理 论 的 发 展 和 众 多 先 进 控
制 技 术 的 出现 ，单 片 机 已经 难 以胜 任 一 些 控 制 任 务 。为 了实现 高 精度 的 、 实 时 的 控 制 ，现 代 控 制
和 位 置 检 测 元 件 及 霍 尔 传 感 器 等 组 成 ，既 具 有 交 流 电机 的结 构 简 单 、运 行 可 靠 、维护 方 便 等 优 点 ，
基于Matlab的永磁同步电机DSP控制系统开发
基于Matlab的永磁同步电机DSP控制系统开发摘要本文以基于DSP平台的永磁同步电机（PMSM）矢量控制系统为工程实例，给出了控制系统从建模仿真到DSP程序代码自动生成的设计流程。
关键词Matlab；DSP；代码自动生成；永磁同步电机；矢量控制0 引言Matlab具有强大的分析、计算和可视化功能，被广泛用于控制系统的数学建模仿真、方案验证。
开发人员设计一个控制系统，一般先用Matlab对系统的控制算法进行数学建模仿真，方案通过验证后才进行DSP系统的硬件设计及代码开发，并通过对比实际系统和仿真模型的输出，完善系统的设计。
1 基于Matlab的DSP控制系统开发流程基于Matlab的DSP控制系统开发流程如下，开发人员根据概念设计在Matlab平台下利用Simulink、SimPowerSystems及C2000lib工具箱中的模型搭建系统仿真模型，仿真验证后通过Matlab的Real Time Workshop生成面向TI编译器的工程文件（.prj），并进一步完成代码的编译，链接生成DSP可执行机器码（.out）并下载到目标DSP板，完成系统的开发。
2 永磁同步电机矢量控制算法设计矢量控制算法完成三相坐标系到两相同步旋转坐标系的变换及其逆变换，实现永磁同步电动机的解耦控制。
3 控制系统的实现3.1 基于Matlab/Simulink的系统级仿真模型建模及仿真本文根据系统控制算法，基于Matlab搭建了基于磁场定向的PMSM空间矢量控制系统仿真模型，该仿真模型包括仿真模块和嵌入式系统模块两部分。
3.1.1 仿真模块设计1）相电流模数转换子模块将永磁同步电机模型输出的相电流值转换成DSP ADC寄存器的数据格式，模拟DSP ADC外设的数据采集工作模式。
换算公式见式1.1。
ADC_sim=isa,b×50+2048（式1.1）2）编码器子模块模拟DSP EV A事件管理器正交编码脉冲QEP电路的解码和计数工作模式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PWM驱动模 块 PWM_DRV
PWM3 PWM4 PWM5 PWM6
数字PID运 算模块 PID_REG3
Fdb
数字PID运 算模块 PID_REG3
Out
MfuncPeriod Angle
逆变器
Qs
Ds
Park变换 模块 PARK
Alpha Angle Beta
Alpha Beta
Clark变 换模块 CLARK
增量式开发便于系统化测试
问：实际项目的开发过程是怎样的？
电机控制的DSP软件框架
• 电梯专用变频器软件系统设计与开发
用层次化观点分析电梯变频器的功能需求。软件采用四层递阶层次结构， 即某一层只能被其上层调用，而每一层中的大模块组是平行的，同一层模 块之间无耦合关系，从而实现软件功能的并行扩展。设计软件模块的基本 准则是模块间尽可能无耦合关系。 （1）DSP硬件外设管理层 由于TMS320F2811的外设编程十分复杂，而且保持软件对硬件平台的兼容 性在软件的整个生命周期至关重要，所以DSP硬件外设管理层设计的首要 任务是实现分割软件模块的硬件相关性，使上层软件模块独立于硬件。 问：实际软件还有哪些部分要仔细考虑，真实的电机控制软件是怎样的？
ElecTheta DirectionQep
QEP_A
QEP编码器 模块 QEP_DRV
QEP_B QEP_Z
Q E P
PMSM
• 4、DSP软件的层次结构—四层或五层，面向对象的软件 架构 • 问：层次结构与软件内部解耦的关系？
电机控制的DSP软件框架
电机控制的DSP软件框架
• 5、基本的Q-MATH 库与虚拟浮点运算 • （1）TMS320C28X IQmath库是高度优化与高精 度的算术函数库，可以无缝地把浮点数运算转换 为TMS320C28X定点数。定点运算达到最快的运 算速度，以满足实时系统的要求。IQmath库远比 标准C函数库快，同时运算精度也有保证。 • （2）基于IQmath库开发应用算法程序 • 问：为什么实际实时应用中偏好采用IQmath库？
电机控制的DSP软件框架
1、电机控制的知识背景 2、V/F控制 3、矢量控制(FOC) 3.1矢量控制是独立控制交流电机转矩与磁通的一种控 制方法 3.2直接磁场定向控制（FOC）是通过磁通估计或测 量直接测量转子磁通转角的一种方法 3.3间接磁场定向控制（FOC）是通过测量速度等间 接计算转子磁通转角的一种方法 问:为什么电机数字控制对CPU运算能力提出了严峻挑 战?
IdRef SpeedRef Ref Ref Fdb
数字PID运 算模块 PID_REG3
Out Ds
Alpha
Ualpha
Ta MfuncC1
PWM1 PWM2
Qs Out Ref Fdb
Park逆 变换模块 I_PARK
Beta
Ubeta
SVPWM生 成模块 SVGEN_DQ
Tb Tc
MfuncC2 MfuncC3
电机控制的DSP软件框架
• • • • 3、DSP控制软件模块结构图 3.1、控制流程图模块与软件流程图模块的一一对应 3.2、面向对象的软件开发方法—处理软件复杂化的最佳方法 问：控制流程图模块与软件流程图模块一一对应的好处是什么？
电机控制的DSP软件框架
• 同步电机矢量控制软件模块结构图 • 问：精确划分软件算法模块的好处？
电机控制的DSP软件框架
• 7、DSP外设的驱动软件库 • 明确区分外设相关与无关模块使软件易于移植 • 在软件的移植过程，需要清楚知道软件模块与DSP外设的 关联性，通过分割与割离外设相关性，使软件移植的风险 与调试工作量最小 • 举例：PWM信号调制算法与实际PWM产生外设分离。信 号调制算法是纯数学的，实现调制函数。它与PWM载波 频率、对称与非对称模式、死区、预分频等硬件特性无关。 • 程序举例 • 问：软件移植性与硬件升级换代？开发的起始点？
设备运行逻辑管理层
设备模式
模式状态
Hale Waihona Puke 控制策略组态用户接口管理层
基于CAN总线的功能扩展
数字式操作器管理
输入/输出可编程逻辑宏
功能算法模块层
虚拟浮点运算
基本数字信号处理模块
电机辨识与控制模块
DSP硬件外设管理层
ADC_DRV
CAN_DRV
SVPWM _DRV
电机控制的DSP软件框架
• 电机控制的流程图描述—交流异步无速度传感器—用流程 图表示控制机理与方法 • 问：流程图的本质是什么？
电机控制的DSP软件框架
• • • 芯片功能：把所有电机控制功能集成在一个芯片中成为一个控制器 （1）通信协议栈（2）速度设定规划（3）磁通估计（4）对象辨识（5）磁场定向控制 问：为什么工程实际中偏向采用单个CPU而不是多个CPU并行处理？
电机控制的DSP软件框架
• 2、电机控制原理描述—交流永磁同步有速度传感器 • 交流电机控制的复杂性：频率可变的功率变流器、电机复杂的动态特性、 电机参数的变化、含有谐波反馈信号的处理，庞大复杂的人机接口 • 问：应该怎样看待与处理实际电机控制的复杂性？
• 具体软件对象介绍 • 问：在CCS中如何实现OOP？ • (1)空间矢量脉宽调制算法
具体对象SVGEN_MF描述
电机控制的DSP软件框架
• 具体软件对象介绍 • (2)全比较方式PWM驱动对象 • 问：应该怎样建立对象开发文档？
具体对象FC_PWM_DRV描述 (3)ADC对象
电机控制的DSP软件框架
• 8、电机控制算法模块对象 • 重用性、兼容性、可预测性与扩展性 • （Reusability,Compatibility,Predictability and Expandability） • 软件实例: • 问：什么是面向对象的软件开发方法？OOP？
电机控制的DSP软件框架
电机控制的DSP软件框架
• • • 9、DSP实时控制软件的多任务性 嵌入式实时操作系统与基于中断的实时多任务机制 问：为什么不基于DSP/BIOS开发电机控制程序？
电机控制的DSP软件框架
• 10、DSP软件的增量式开发方法 里程碑式的软件开发方法----微软的秘 密 软件的开发与测试是内嵌的
增量式开发依赖于软件的模块化设计
As ImeansA Bs ImeansB Cs ImeansC VdcMeans
线电流和 直流母线 电压测量 模块 ILEG2_DC BUS_DRV
ADCIN_Ia ADCIN_Ib ADCIN_Ic ADCIN_DC
Speed
电机转速 计算模块 SPEED_FR Q
ElecTheta DirectionQep