dsp芯片在交流电机控制中应用

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1、.DSP芯片在交流电机控制中的应用摘要：通过研究交流电机的闭环控制系统，并结合永磁同步电机的控制系统框图，提出了运用电机专用DSP芯片TMS320F2812对交流电机控制所起到的作用和所实现的方便功能。由于现在的系统大多要求在多个电机和传动装置之间协调并精确地运动，因此导致现在的运动控制技术越来越复杂。使用DSP最明显的优点在于提高了系统的可靠性，并降低了整个系统的成本。另外，利用诸如DSP能直接产生PWM的软件技术，可明显降低由电磁干扰引起的噪声。关键词：DSP，交流电机，PWM,控制系统1引言在工矿企业中，电动机

2、是应用面最广、数量最多的电气设备之一。因而电机的运动和控制与企业的产品质量和效益密切相关。而电机又分为直流电机和交流电机，现在随着变频技术的发展，特别是矢量变频技术的发展，已经可以用变频电机模拟成直流电机，从而已经有取代传统直流电机的趋势了，因此交流电机应用越来越广泛地同时也成为我们在电机行业研究的热点。早期交流电机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成；控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统控制非常不灵活、调试困难，因此阻碍了交流电机控制发展和应用范围的推广。随着单片

3、机技术的日新月异，特别是DSP等高速处理器的出现，使很多功能和算法可以采用软件来完成，为交流电机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能够达到更高的性能。2交流电机控制系统2.1直、交流电机的优缺点电机大体可以分为直流电机和交流电机，早期的电机行业，直流电机由于控制简单，调速平滑，只需改变输入或励磁电压电流就可以实现调速，性能良好，一直占据着主导地位。然而，直流电机结构上存在的机械换向器和电刷，造价过高，维护困难，使它具有一些难以客服的缺点。同时，人们把越来越多的精力投入到了交流电机中，交流电机结构简单牢固，制造成本低，

4、便于维护，运行可靠，效率高，虽然自身完成不了调速，可控性有所欠缺，...需要借助变频设备来实现速度的改变，但仍然阻挡不了交流电机在工业应用、日常生活和科技研发等领域广阔的应用前景。1.2交流电机闭环控制系统被控量给定环节执行环节控制环节被控对象测量环节图1闭环控制系统框图如图1所示为交流电机的闭环控制结构框图，给定环节给定相应的给定信号，是用户给定系统的设定值，然后送到误差比较器。误差比较器的功能是将用户给定系统的设定值与系统反馈电路反馈回来的电机实际进行比较，从而送出一个误差信号。控制环节就是我们常说的控制器即微处

5、理器，它的输入量就是刚才提到的反馈误差，输出量是PWM脉冲。控制器是整个控制系统的核心，它不仅要完成系统所需要的各种复杂的算法，还要发出PWM脉冲信号，驱动电机的运转。它通过内部控制程序，对输入接口输入的数据进行处理，完成控制计算等工作，通过输出接口电路向外围设备发出各种控制信号。这也是本篇报告要讲的核心内容。执行机构是电力电子器件（驱动电路），电力电子器件主要是作为功率开关使用，PWM脉冲信号加在驱动电路芯片的输入端，控制电力电子器件的开通和关断，电力电子器件与PWM技术结合，达到向电机提供所需要的不同极性、不同电

6、压、不同频率、不同相序的供电电压的目的，以此控制电机的起停、转向和转速。而被控对象就是我们要研究的交流电机。闭环控制系统最大的特点就是反馈环节，在系统中引入检测环节并对其进行闭环控制，可从根本上解决系统的精度问题。检测环节可将检测到的实际位移反映给控制器，控制器根据检测到的运动部件的实际位移和速度状态，来调整输入脉冲的数量、频率，使电机稳定在正常运行状态，从而满足电机驱动系统的精度和可靠性要求。...上面主要介绍了交流电机的工作过程，对交流电机的闭环控制系统做了详细的介绍，这也是这个月份读书报告的一部分，也为了引出数

7、字信号处理器（DSP）做了一些铺垫，接下来就要介绍DSP芯片在交流电机中的应用。本篇报告选用德州仪器公司（TI）2002年推出的专门用于电机控制的TMS320F2812芯片，并且以它在永磁同步电机中所起到的作用为例，来详细介绍DSP对未来电机研究的实用性及重要性。1DSP在永磁同步电动机中的应用由于矢量控制、直接转矩控制、无速度传感器控制、基于智能化的系统控制（如模糊控制、滑模变结构控制、人工神经网络控制）等新理论的应用，使交流传动中的控制算法越来越复杂。早期交流电机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集

8、成电路以及少量的数字电路组成；控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统控制非常不灵活、调试困难。随着单片机技术的日新月异，特别是DSP等高速处理器的出现，使很多功能和算法可以采用软件技术来完成，为交流电机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能够达到更高的性能。图2基于TMS320F2812的永磁同步电动机的控制系统框图TMS320F2812