数字信号处理器(dsp)在现代控制系统中的应用(1)

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1、维普资讯http://www.cqvip.com1}√考f键髯立1}、数字现f：1l--控制系统中的应用‘r／~⋯'1，中南工业大学信息工程学院(长沙410083)刘妹琴陈际选廖力清●—一々—-—————^【搞要】控制理论和高性能处理器的发展为毛进控制技木的工程宴现疆供j条件敷字信号北理嚣(DSP)具有专门的高速培构和精简掘夸臬．连使得DSP能在一十机器用期内执扦“信号处理类型的操作．目此．DSPlit适分于执行现代控制耳法．丰文日崩1DSP的主要特扯和控制砷能．简连TDSP在控制亲境中的应用．最后描速1DSP直现代挂未境中的应用前景【关键词】数宇信号处理器实时系统微处理器一、引言[叠

2、叵]随着微处理器、微控制器和数字信号处理器(DsP)：的性价比的提高，它们越来越多地用在控制I1s位片内枝据RAM16位片内程序Ro／Ⅱ叫系统中．由它们组成的系统可去掉传统的反馈传感申处理单元(CPU)}l讣帮设备器、执行机构和数字决策和控制单元现在．工程师定时／计敌器l们可利用不断发展的控制技术和高性能的处理器设i]Fr日刊l计和分析数字控制系统这种控制理论和窭现手段的眷定时／计彀器232位星[AO)l并行技展使得许多复杂但有效的控制算法能迅速地用0，l，‘·6位簪位l32位P寄存嚣监定时器到实际生产过程中．5／8十16值辅勖寄存器16x16I／OL1二、DSP结构概述4／8屠碰件堆

3、栈行llDSP优于通用的单片机，它是一种特殊用途的单状塞寄存器件管理器片机它的结构和指夸集特别适台执行信号处理娄算法这些算法包含重复的乘和累加．帽同的操作也大图1定点DsP片内蛄构简图量地出现在复杂系统的控制算法中。图l给出丁定点DSP的片内结构简图．从图上可·改进的啥佛结构具有分离的程序和数据总线以知一些硬件特征特别有利于在控制系统中应用，如改分别访问分离的程序和数据存储器地址总线也是分进的喑佛坫构．增加的字长和硬件窭现的单周期乘法、离的。这种多总线结构使得指令和数据能并行移动和数据移位和地址操作的功能)：同步执行、由q快丁执行的速度。六、结论针对BLDCM交流伺服系统的特点．上述控

4、制策略虽睡取得丁较蒲意的控制效果，但都不是尽善尽美、，／．的。随着微电子技术和现代控制理论的迅速技展及在电机控制的成功应用，作为高性能交流伺服系统发展主要方向的BLDCM交流伺服系统．困扰其性能提高的转矩脉动、电流控制等问题将会有一十赛破性的进展。智能化、全数字化是B1DCM交流伺服系境发展的主要方向．特别是模糊控制、神经网络、遗传算法和自学习控制在BLDCM交流伺服系统中的应用将成为今后研究的热点．并且会使系统性能更加优越。参考文献[1]朱震莲现代交流谓速系统．西安西北工业大学出版杜．1994．2]王希芝．吴忠许镇琳高性能BLDCM变流伺服系统发展趋势聂研究现状电气自动化．19g6年

5、第2期．12·综述与评论·《电气自动化~1999年第4期维普资讯http://www.cqvip.com-在DSP内可执行高选四级流水线操作利用同靠的传感器无传感器控制正成为许多控制系统设计步的程序和数据总线和流水线操作．可缩短整个执的目标行时间。因而可获得很高的MIPS(百万指夸／秒)。DSP·特殊转入轨迹的形成：微蛙理器的控制应用经的执行速度可高选1600MIPS。常是通过查表产生控制输^．DSP可以用专门的面数·1e位结构的32位累加器(即32位的累加器分和法代替这些表和插补过程，因而可以使用更加复成两十16位用幸存储数据)和其他寄存器使量化和截杂的多变量函数．减少对存储器蚺要求

6、．提供最忧的面断误差最小数。除此之外-系统运行更平稳，碱少了机械冲击．降低·I)SP能够用在控制系统上的最重要的原因就是了能量消耗．提高了驱动装置的可靠性它具有l6×16位的硬件乘法器．它能在单机器周期内·控制规律的形成：DSP能实时实现许多先进的计算出一个有符号或无符号的32位积而一般的处理控制算法，提高系统性能．标量和矢量控制系统用单十器需要80十机器周期，因此，它使许多采用先进的控DSP就可实现。自适应和最优多变量控制、重复控制、制算法的复杂系统的实时控制成为可能。学习算告、神经同络、遗传算接、模糊逻辑控制和其它-DSP内部硬件实现了其他处理器要用轵件或子控制方法都可以措助DSP

7、的速度和性能得以实时实程序实现的功能倒如．硬件包含16×16位单周期乘现。法、敬据移位和地址操作．这种硬件加强的方法提供了·系统辩识：在许多控制系统中．在正常运行之前往的单片机所没有的计算能力．或之中．必须估计系统的参敛和模型DSP的性能提供-nsP的工作时钟颓率很高，如TMS320C6201足够快的速度可使系统的辨识和控制在一十控制周可高选200MHz。期内完成DSP的另一大特点是精筒指令集(RIs)筒化了数·脉宽调制(PwM)：用电动机作为